一种5G联合信道估计方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种5G联合信道估计方法及系统，包括：步骤1，计算信道相关矩阵；步骤2，根据信道相关矩阵计算联合信道滤波器系数矩阵；步骤3，计算De‑PN序列；步骤4，根据联合信道滤波器系数矩阵和De‑PN序列进行信道估计滤波。本发明专利技术采用联合信道估计技术，不需要假定OCC子载波信道相同，通过联合滤波矩阵可以准确的估计出每个子载波的信道，跟踪上信道相位变化；还可以计算出所有OCC子载波的信道估计值，不需要通过插值获得导频处的信道估计值，减少信道波动。

【技术实现步骤摘要】
一种5G联合信道估计方法及系统
本专利技术涉及5G通信领域，具体地，涉及一种5G联合信道估计方法及系统。
技术介绍
下行DMRS采用时频OCC码区分不同port。传统信道估计方法假定OCC子载波信道相同，先通过解OCC计算出各port的粗信道估计值，再分别对每个port进行滤波降噪，复杂度较高，各port之间存在相互干扰，并且当接收信号存在定时、频率偏差等非理想因素时，OCC子载波信道相位不能假定相同，采用传统方法，信道估计存在偏差，影响解调性能。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种5G联合信道估计方法及系统。根据本专利技术的一个方面，提供了一种5G联合信道估计方法，包括如下步骤：步骤1：计算信道相关矩阵；步骤2：根据信道相关矩阵计算联合信道滤波器系数矩阵；步骤3：计算De-PN序列；步骤4：根据联合信道滤波器系数矩阵和De-PN序列进行信道估计滤波。优选地，在所述步骤1中，时频域相关矩阵由QCL关联信道统计获得，或者根据信道时延扩展和Doppler扩展采用经验公式计算获得，分别记为Rtt和Rff。优选地，在所述步骤2中，假定1个slot中配置L个DMRS符号，频域bundle内有N个DMRS子载波，时域OCC码记为Wt，频域OCC码记为Wf，Wt和Wf为行向量，子相关性矩阵为I2＝eye(2)*2公式3联合相关性矩阵二维联合滤波系数矩阵>对和进行SVD分解：将式公式7和公式8代入公式6中，公式6右侧求逆矩阵记为Q将记为Λ，若已计算SNR值，则矩阵求逆可以简化为倒数计算将记为U，则公式9可以进一步化简式(1-6)化简后优选地，接收导频信号与本地PN序列共轭点乘，获得各port粗信道叠加值，y为接收信号，d为本地PN序列Hraw＝y*dH。优选地，采用二维JCE滤波，对步骤4中的Hraw进行二维滤波，分离出各port的信道估计值，port的OCC码记为WpHraw＝Hraw.*W(p)Hflt＝Wmmse*Hraw。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种5G联合信道估计系统，包括如下模块：模块M1：计算信道相关矩阵；模块M2：根据信道相关矩阵计算联合信道滤波器系数矩阵；模块M3：计算De-PN序列；模块M4：根据联合信道滤波器系数矩阵和De-PN序列进行信道估计滤波。优选地，在所述模块M1中，时频域相关矩阵由QCL关联信道统计获得，或者根据信道时延扩展和Doppler扩展采用经验公式计算获得，分别记为Rtt和Rff。优选地，在所述模块M2中，假定1个slot中配置L个DMRS符号，频域bundle内有N个DMRS子载波，时域OCC码记为Wt，频域OCC码记为Wf，Wt和Wf为行向量，子相关性矩阵为I2＝eye(2)*2公式3联合相关性矩阵二维联合滤波系数矩阵对和进行SVD分解：将式公式7和公式8代入公式6中，公式6右侧求逆矩阵记为Q将记为Λ，若已计算SNR值，则矩阵求逆可以简化为倒数计算将记为U，则公式9可以进一步化简式(1-6)化简后优选地，接收导频信号与本地PN序列共轭点乘，获得各port粗信道叠加值，y为接收信号，d为本地PN序列Hraw＝y*dH。优选地，采用二维JCE滤波，对模块M4中的Hraw进行二维滤波，分离出各port的信道估计值，port的OCC码记为WpHraw＝Hraw.*W(p)Hflt＝Wmmse*Hraw。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：1、本专利技术在系统存在定时、频偏场景下，可以有效解决有偏信道估计问题，并且复杂度适中，有利于嵌入式平台的开发，并应用到实际项目中；2、本专利技术省去解OCC过程，直接对去PN序列后的信号进行联合滤波，减少运算环节，降低实现复杂度；3、本专利技术采用联合信道估计技术，不需要假定OCC子载波信道相同，通过联合滤波矩阵可以准确的估计出每个子载波的信道，跟踪上信道相位变化；4、本专利技术可以计算出所有OCC子载波的信道估计值，不需要通过插值获得导频处的信道估计值，减少信道波动。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本专利技术的方法流程图；图2为系统残留小频偏时传统方法解调星座图；图3为系统残留小频偏时JCE方法解调星座图；图4为系统残留定时偏差时传统方法解调星座图；图5为系统残留定时偏差时JCE方法解调星座图；具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。在本实施例中，根据本专利技术提供的5G联合信道估计方法，方法流程图如图1所示，UE接收信号增加定时、频率偏差，可以采用本文描述方法进行信道估计。根据QCL关系直接计算信道相关矩阵，或者计算信道大尺度参数(时延扩展和多普勒扩展)，然后通过经验公式计算信道相关矩阵。抽取子相关矩阵Rsub进行SVD分解，计算矩阵U、D和R，进而获得矩阵Q，最后将矩阵Q与降采样后的R相乘，获得JCE滤波系数Wmmse。将接收导频信号与本地PN序列共轭相乘，再乘以port的OCC码，然后通过JCE滤波计算出该port的信道估计值。当应用AWGN信道，SNR＝30dB，系统残留400Hz频偏，采用传统信道估计和JCE信道估计，解调星座图如图2和3所示。当应用AWGN信道，SNR＝30dB，定时偏差48个sample(122.88M采样率)，采用传统信道估计和JCE信道估计，解调星座图如图4和5所示。从图2和3可知，当系统残留小频偏时，采用传统信道估计，解调星座图会发生旋转，影响解调性能；采用JCE信道估计，解调星座图不受频偏影响。从图4和5可知，当系统残留定时偏差时，采用传统信道估计，解调星座图也会发生旋转，影响解调性能；采用JCE信道估计，解调星座图不受定时偏差影响。本专利技术还提供了一种5G联合信道估计系统，包括如下模块：模块M1：计算信道相关矩阵；模块M2：根据信道相关矩阵计算联合信道滤波器系数矩阵；模块M3：计算De-PN序列；模块M4：根据联合信道滤波器系数矩阵和De-PN序列进行信道估计滤波。本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本专利技术提供的系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种5G联合信道估计方法，其特征在于，包括：/n步骤1：计算信道相关矩阵；/n步骤2：根据信道相关矩阵计算联合信道滤波器系数矩阵；/n步骤3：计算De-PN序列；/n步骤4：根据联合信道滤波器系数矩阵和De-PN序列进行信道估计滤波。/n

【技术特征摘要】
1.一种5G联合信道估计方法，其特征在于，包括：
步骤1：计算信道相关矩阵；
步骤2：根据信道相关矩阵计算联合信道滤波器系数矩阵；
步骤3：计算De-PN序列；
步骤4：根据联合信道滤波器系数矩阵和De-PN序列进行信道估计滤波。


2.根据权利要求1所述的5G联合信道估计方法，其特征在于，在所述步骤1中，时频域相关矩阵由QCL关联信道统计获得，或者根据信道时延扩展和Doppler扩展采用经验公式计算获得，分别记为Rtt和Rff。


3.根据权利要求2所述的5G联合信道估计方法，其特征在于，在所述步骤2中，假定1个slot中配置L个DMRS符号，频域bundle内有N个DMRS子载波，时域OCC码记为Wt，频域OCC码记为Wf，Wt和Wf为行向量，子相关性矩阵为






I2＝eye(2)*2公式3
I2表示对角线元素为2的2阶单位矩阵I；
联合相关性矩阵






H表示Wt的转置；
二维联合滤波系数矩阵



SNR为信噪比；
对和进行SVD分解：






Ut为艾米特矩阵，Λt为对角矩阵，对角线元素为的特征值，Uf为艾米特矩阵，Λf为对角矩阵，对角线元素为的特征值；
将式公式7和公式8代入公式6中，公式6右侧求逆矩阵记为Q



将记为Λ，若已计算SNR值，则矩阵求逆可以简化为倒数计算



将记为U，则公式9可以进一步化简




表示时频域克罗内克积后的埃米特矩阵，D为加上信噪比后的对角矩阵；
化简后的得到





4.根据权利要求3所述的5G联合信道估计方法，其特征在于，接收导频信号与本地PN序列共轭点乘，获得各port粗信道叠加值，y为接收信号，d为本地PN序列
Hraw＝y*dH
Hraw表示粗信道估计值。


5.根据权利要求4所述的5G联合信道估计方法，其特征在于，采用二维JCE滤波，对步骤4中的Hraw进行二维滤波，分离出各port的信道估计值，port的OCC码记为Wp
Hraw＝Hraw.*W(p)
Hflt＝Wmmse*Hraw
Hflt表示滤波后的信道估计值。


6.一...

【专利技术属性】
技术研发人员：甘前超，程健，
申请(专利权)人：上海微波技术研究所中国电子科技集团公司第五十研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31