一种5G上行PUSCH接收机信道估计方法技术

本发明专利技术公开了一种5G上行PUSCH接收机信道估计方法，包括：以载波为单位，将接收信号与原始的本地导频序列共轭相乘；将得到的M按照奇数载波和偶数载波分类；计算信道估计值H；计算定时偏差TimingOffset值；TimingOffset补偿；获取到补偿TimingOffset后的信道估计值。本发明专利技术通过3GPP定义的PUSCHDMRS正交码矩阵的特性，通过优化的LS估计算法来避免复数矩阵求逆，减小了工程应用中计算量；通过对传统LS估计算法与定时偏差估计/补偿算法相融合，提升了上行PUSCHDMSR多流码分复用场景下的解调性能。

【技术实现步骤摘要】
一种5G上行PUSCH接收机信道估计方法
本专利技术属于通信
，尤其涉及一种5G上行PUSCH接收机信道估计方法。
技术介绍
对于NRPUSCH而言，上行接收信号可按照如下公式进行建模：Y[Nrx,Nsc]＝H[Nrx,Ntx]X[Ntx,Nsc]+N[Nrx,Nsc]；其中，Y[Nrx,Nsc]表示维度为[Nrx,Nsc]的接收信号，H[Nrx,Ntx]表示维度为[Nrx,Ntx]的频域信道矩阵，X[Ntx,Nsc]表示维度为[Ntx,Nsc]的发射信号，N[Nrx,Nsc]表示维度为[Nrx,Nsc]的高斯白噪声项，Nrx表示接收天线数，Nrx表示发送端口数，Nsc表示子载波个数。无线通信系统中，往往通过在发射端插入特定的导频序列，并在接收端通过生成相同的导频序列，与接收信号相关，获取信道估计H[Nrx,Ntx]，然后对接收信号中的数据做均衡，进行数据的恢复与解调。在5GNR中，PUSCH的导频参考信号定义为：X＝WfS；其中，Wf是PUSCHDMRS的CDM码分矩阵，S是本地导频序列。定义在3GPPTS38.211中，如附表所示，若上行PUSCH采用Port0/1发送且采用单符号DMRS，则发射端的DMRS发射信号可表示为：在接收端的信号估计中，往往采用经典的LS估计算法并结合后续的降噪滤波，获取到较为准确的信道估计值。经典的LS信道估计算法如下所示：以上经典的LS信道估计算法，应用在5G上行PUSCH多流DMRS码分传输时，面临两个问题：1.复数矩阵求逆的计算量较大，以2T2R为例，传统的LS算法在1个CDM组内计算信道估计时，需要3个2阶的复数乘法和1个2阶的复数矩阵求逆运算，给实际的工程应用带来较大的计算资源开销；2.5G上行的定时是基于TACommand的机制进行调整的，各个UE的上行时刻在CP范围内对齐，同时由于终端的移动，导致上行存在一定的定偏差。而上行定时的偏差，会破坏DMRS多流码分复用的正交性，导致信道估计的误差；如附图3所示中仿真了基于传统LS估计的信号解调星座图，当上行定时偏差达到1个TA的时候，星座图和原始星座图相比畸变明显，将会严重影响到解调性能。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种5G上行PUSCH接收机信道估计方法，包括：S1:以载波为单位，将接收信号Y与原始的本地导频序列S共轭相乘，得到共轭相关序列M；S2:将得到的M按照奇数载波和偶数载波分类：S3:根据得到的奇数载波和偶数载，计算信道估计值H′；S4:根据H′值计算定时偏差TimingOffset值；S5:对奇数载波对信道估计进行TimingOffset补偿；S6:重复S3，获取到补偿TimingOffset后的信道估计值H。具体的，所述S1中得到共轭相关序列M的过程为：M(r,k)＝Y(r,k)*conj(S(k))；其中，r是接收天线的索引，k是子载波的索引，M(r,k)是第r接收天线,第k子载波的共轭相关序列值。具体的，所述S2中将得到的共轭相关序列M按照奇数载波和偶数载波分类的过程为：Meven(r,j)＝M(r,2j)；Modd(r,j)＝M(r,2j+1)；其中，Meven(r,j)是S1中获取的共轭相关序列M的奇数序列；Modd(r,j)是S1中获取的共轭相关序列M的偶数序列；M(r,2j)是第r接收天线、第2j子载波的共轭相关序列值；M(r,2j+1)是第r接收天线、第2j+1子载波的共轭相关序列值。具体的，所述S3中根据得到的奇数载波和偶数载波，计算信道估计值H′的过程为：H'(r,0,j)＝(Meven(r,j)+Modd(r,j))/2；H'(r,1,j)＝(Meven(r,j)-Modd(r,j))/2；其中，设H'(r,t,j)是第r接收天线、第t发射端口、第j个基于3GPP定义的PUSCHDMRS正交码组内的信道估计值，t为发射天线端口索引；则H'(r,0,j)是第r接收天线、第0发射端口、第j个基于3GPP定义的PUSCHDMRS正交码组内的信道估计值，H'(r,1,j)是第r接收天线、第1发射端口、第j个基于3GPP定义的PUSCHDMRS正交码组内的信道估计值，Meven(r,j)是S1中获取的共轭相关序列M的奇数序列，Modd(r,j)是S1中获取的共轭相关序列M的偶数序列。具体的，所述S4中根据H′值计算定时偏差TimingOffset值包括：其中，Nrx是接收天线数，Ntx是发射端口数，NCDM是3GPP定义的PUSCHDMRS正交码组的个数，H'(r,t,j)是第r接收天线、第t发射端口、第j个基于3GPP定义的PUSCHDMRS正交码组内的信道估计值，H'(r,t,j+1)是第r接收天线、第t发射端口、第j+1个基于3GPP定义的PUSCHDMRS正交码组内的信道估计值。具体的，所述S5中对奇数载波进行TimingOffset补偿包括：Modd(r,j)＝Modd(r,j)*ej*2*pi*2*TimingOffset；其中，Modd(r,j)是S1中获取的共轭相关序列M的偶数序列。具体的，所述补偿TimingOffset后的信道估计值包括：H(r,0,j)＝(Meven(r,j)+Modd(r,j))/2；H(r,1,j)＝(Meven(r,j)-Modd(r,j))/2；H(r,0,j)是第r接收天线、第0发射端口、第j个基于3GPP定义的PUSCHDMRS正交码组内纠偏后的信道估计值，H(r,1,j)是第r接收天线、第1发射端口、第j个基于3GPP定义的PUSCHDMRS正交码组内纠偏后的的信道估计值，Meven(r,j)是S1中获取的共轭相关序列M的奇数序列，Modd(r,j)是S5中获取的纠偏后的共轭相关序列M的偶数序列。本专利技术的有益效果在于：本专利技术通过3GPP定义的PUSCHDMRS正交码矩阵的特殊性，将二维的复数矩阵求逆转换为两个复数乘法和加法来实现，避免复数矩阵求逆，减小了工程应用中计算量；通过对传统LS估计算法与定时偏差估计/补偿算法相融合，提升了上行PUSCHDMSR多流码分复用场景下的解调性能。附图说明图1是本专利技术的流程图；图2是3GPP定义的PUSCHDMRS正交码表；图3是基于传统LS信道估计的不同定时偏差的信号星座图；图4是本专利技术优化的LS信道估计的不同定时偏差的信号星座图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明：如附图1所示，本专利技术一种5G上行PUSCH接收机信道估计方法，包括：S1:以载波为单位，将接收信号Y与原始的本地导频序列S共轭相乘，得到共轭相关序列M；M(r,k)＝Y(r,k)*conj(S(k))；其中，r是接收天本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种5G上行PUSCH接收机信道估计方法，其特征在于，包括：/nS1:以载波为单位，将接收信号Y与原始的本地导频序列S共轭相乘，得到共轭相关序列M；/nS2:将得到的共轭相关序列M按照奇数载波和偶数载波分类：/nS3:根据得到的奇数载波和偶数载，计算信道估计值H′；/nS4:根据H′值计算定时偏差TimingOffset值；/nS5:对奇数载波进行TimingOffset补偿；/nS6:重复S3，获取到补偿TimingOffset后的信道估计值H。/n

【技术特征摘要】
1.一种5G上行PUSCH接收机信道估计方法，其特征在于，包括：
S1:以载波为单位，将接收信号Y与原始的本地导频序列S共轭相乘，得到共轭相关序列M；
S2:将得到的共轭相关序列M按照奇数载波和偶数载波分类：
S3:根据得到的奇数载波和偶数载，计算信道估计值H′；
S4:根据H′值计算定时偏差TimingOffset值；
S5:对奇数载波进行TimingOffset补偿；
S6:重复S3，获取到补偿TimingOffset后的信道估计值H。


2.根据权利要求1所述一种5G上行PUSCH接收机信道估计方法，其特征在于，所述S1中得到共轭相关序列M的过程为：
M(r,k)＝Y(r,k)*conj(S(k))；
其中，r是接收天线的索引，k是子载波的索引，M(r,k)是第r接收天线,第k子载波的共轭相关序列值。


3.根据权利要求1所述一种5G上行PUSCH接收机信道估计方法，其特征在于，所述S2中将得到的共轭相关序列M按照奇数载波和偶数载波分类的过程为：
Meven(r,j)＝M(r,2j)；
Modd(r,j)＝M(r,2j+1)；
其中，Meven(r,j)是S1中获取的共轭相关序列M的奇数序列；Modd(r,j)是S1中获取的共轭相关序列M的偶数序列；M(r,2j)是第r接收天线、第2j子载波的共轭相关序列值；M(r,2j+1)是第r接收天线、第2j+1子载波的共轭相关序列值。


4.根据权利要求1所述一种5G上行PUSCH接收机信道估计方法，其特征在于，所述S3中根据得到的奇数载波和偶数载波，计算信道估计值H′的过程为：
H'(r,0,j)＝(Meven(r,j)+Modd(r,j))/2；
H'(r,1,j)＝(Meven(r,j)-Modd(r,j))/2；
其中，设H'(r,t,j)是第r接收天线、第t发射端口、第j个基于3GPP定义的PUSCHDMRS正交码组内的信道估计值，t为发射天线端口索引；则H'(r,0,...

【专利技术属性】
技术研发人员：甘华强，廖军，
申请(专利权)人：成都图迅科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51