一种基于导频的信道估计方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于导频的信道估计方法及系统，方法包括步骤：补偿导频序列；获取窗长参数集合P2；获取窗长组合；频域信道估计：确定信道估计单元用于信道估计的子载波个数；提取对应信道估计单元的补偿导频序列后的频域接收数据；第一时延补偿；获得平均后的信道估计值；第二时延补偿；多个信道估计单元之间的信道估计值合并。本发明专利技术在最小二乘信道估计的基础上，通过频域上子载波信道合并的方式抑制噪声，提高信道估计的准确性，进而增加系统的吞吐性能；能够自适应的选择频域信道估计处理时联合的子载波的个数，从而适应了不同信道环境下的通信需求。境下的通信需求。境下的通信需求。

【技术实现步骤摘要】
一种基于导频的信道估计方法及系统


[0001]本专利技术涉及无线通信
，尤其涉及一种基于导频的信道估计方法及系统。

技术介绍

[0002]导频信号被广泛用于信道估计，考虑到计算复杂度的原因，最小二乘信道估计技术在实际系统中被广泛使用，具体原理如下：
[0003]实际系统为多载波通信，由于每个载波在信道估计的处理上是一样的，为简化分析，下面给出单个子载波上的接收信号模型定义：
[0004]Z＝H*S+N；
[0005]其中，Z为接收到的频域信号；S为发送信号；H为当前子载波上频域信道响应；N为加性噪声；
[0006]为了得到信道估计值H
hat
，最小二乘信道估计法需要最小化以下函数
[0007][0008]令代价函数的偏导数等于0，则可以获得信道估计的最小二乘解为
[0009]在目前LTE(Long Term Evolution,长期演进)及NR(New Radio，新空口)通信系统中，一般采用伪随机序列或低PAPR(Peak to Average Power Ratio，峰值平均功率比)作为导频序列，导频序列的每个子载波上的符号功率是功率归一化的，即||S||2＝1。因此将导频序列S的共轭补偿在接收信号Z上就实现了最小二乘法信道估计。
[0010]传统信道估计的准确性差，系统的吞吐性能低；无法自适应的选择频域信道估计处理时联合的子载波的个数，难以适应不同信道环境下的通信需求。

技术实现思路

[0011]本专利技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于导频的信道估计方法，在信号接收机中实现信道估计，包括如下步骤：
[0012]S1:补偿导频序列：
[0013]接收机通过参数集合P1生成导频序列，将导频序列取共轭，并按子载波依次与接收的导频数据相乘，得到补偿导频序列后的频域数据；
[0014]S2:获取窗长参数集合P2；
[0015]S3:获取窗长组合：接收机根据窗长参数集合P2，计算信道估计单元的个数N，然后计算出每个信道估计单元的窗长组合；
[0016]S4:频域信道估计：根据获得的窗长组合、补偿导频序列后的频域数据，接收机在每一个信道估计单元上，实施频域信道估计，频域信道估计包括如下步骤：
[0017]S41:确定信道估计单元用于信道估计的子载波个数Ncomb；
[0018]S42:提取对应信道估计单元的补偿导频序列后的频域接收数据；
[0019]S43:对提取出的频域接收数据的每个元素实施第一时延补偿，用于补偿时延带来的相位偏移，使得第一时延补偿后的各子载波都含有相同的时延带来的相位偏移；
[0020]S44:获得平均后的信道估计值：对于第一时延补偿后的数据，按照子载波维度实施权值累加的处理，获得该信道估计单元的平均信道估计值；
[0021]S45:第二时延补偿：对平均信道估计值，进行第二时延补偿，还原时延在频域上的相位偏移，输出该信道估计单元的信道估计值；
[0022]S46:多个信道估计单元之间的信道估计值合并：信道估计单元输出的信道估计值之间，如果存在子载波重叠，将重叠的信道估计值进行加权平均，然后输出最后的信道估计值；如果子载波没有重叠，每个信道估计单元输出的信道估计值就是最后的信道估计值。
[0023]优选的，所述一种基于导频的信道估计方法，还包括步骤：
[0024]S5:计算测量量：接收机基于信道估计值或接收信号，实施测量量的计算；
[0025]S6:迭代判决：接收机通过迭代判断单元，判断是否实施信道估计的迭代处理，如果实施迭代处理，则更新窗长获取窗长参数集合P2，重新执行S3～S5，获取新的窗长组合，并再次进行频域信道估计；如果不实施迭代处理，则信道估计结束，输出最后的信道估计值。
[0026]优选的，所述参数集合P1包含子帧号、port号、时隙号、OFDM符号位置中的一个或多个；窗长参数集合P2包含SINR估计值、接收信号功率估计值、MCS、调制方式、数据码率、layer数、历史SINR估计值、历史接收时刻在信道估计处理时使用的窗长组合中的一种或多种；
[0027]当上行信号传输和下行信号传输具有一定的信道互易性时，窗长参数集合P2包含从发射机获得能够反映信道质量的CQI、RI信息中的至少一种。
[0028]优选的，所述信道估计单元为由一个主窗、一个前辅窗、一个后辅窗组成的连续子载波，作为实施频域信道估计的基本单位；
[0029]窗定义为一组频域上的一组子载波，窗长为窗内子载波的个数；
[0030]窗的表示方式包括：
[0031]通过窗的起始子载波索引m0，窗的结束子载波索引m1，则窗长大小W＝(m1
‑
m0+1)；或者通过窗的起始子载波索引m0，窗长大小W，则窗中的子载波索引为m0～(m0+W
‑
1)；
[0032]其中，窗长组合包含了一个主窗长W00、一个前辅窗长W01、一个后辅窗长W02；主窗长是大于0的整数，前辅窗长和后辅窗长是大于或等于0的整数。
[0033]优选的，所述每个信道估计单元的窗长组合相同或者不同；假设i和j为信道估计单元的索引，第i个信道估计单元的窗长组合为主窗长W00(i)、前辅窗长W01(i)、后辅窗长W02(i)，第j个信道估计单元的窗长组合为主窗长W00(j)、前辅窗长W01(j)、后辅窗长W02(j)，W00(i)与W00(j)相等或者不相等，W01(i)与W01(j)相等或者不相等，W02(i)与W02(j)相等或者不相等。
[0034]优选的，所述信道估计单元的个数N定义为总的子载波个数Nsc，按照主窗长依次进行主窗的分割，分割出的主窗个数就是信道估计单元的个数，Nsc和主窗长满足，Nsc＝W00(1)+W00(2)+
……
+W00(i)+
……
+W00(N)，i为信道估计单元索引，i＝1,2,
…
,N；W00(i)为第i个信道估计单元的主窗长大小。
[0035]优选的，所述信道估计单元选择相同的主窗长时，主窗的分割包括：假设主窗长为W00，总的子载波个数Nsc能被W00整除时，N＝Nsc/W00；总的子载波个数Nsc不能被W00整除时，表示向上取整，第N个信道估计单元的主窗长为[N
‑
(N
‑
1)*W00]；
[0036]其中，前辅窗位于主窗的前部，对应了一组位于主窗之前的连续子载波，前辅窗长W01为前辅窗内子载波的个数；后辅窗位于主窗的后部，对应了一组位于主窗之后的连续子载波，后辅窗长W02为后辅窗内子载波的个数。
[0037]优选的，所述第一时延补偿值为归一化时延值，以当前的系统的采样时间间隔Ts为单位，Ts＝1/deltaF/Nfft，Nfft为当前系统的IDFT/DFT变换的点数，deltaF为子载波间隔；时延估计值的获取，包括以下几种获取方式：
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于导频的信道估计方法，其特征在于，包括如下步骤：S1:补偿导频序列：接收机通过参数集合P1生成导频序列，将导频序列取共轭，并按子载波依次与接收的导频数据相乘，得到补偿导频序列后的频域数据；S2:获取窗长参数集合P2；S3:获取窗长组合：接收机根据窗长参数集合P2，计算信道估计单元的个数N，然后计算出每个信道估计单元的窗长组合；S4:频域信道估计：根据获得的窗长组合、补偿导频序列后的频域数据，接收机在每一个信道估计单元上，实施频域信道估计，频域信道估计包括如下步骤：S41:确定信道估计单元用于信道估计的子载波个数Ncomb；S42:提取对应信道估计单元的补偿导频序列后的频域接收数据；S43:对提取出的频域接收数据的每个元素实施第一时延补偿，用于补偿时延带来的相位偏移，使得第一时延补偿后的各子载波都含有相同的时延带来的相位偏移；S44:获得平均后的信道估计值：对于第一时延补偿后的数据，按照子载波维度实施权值累加的处理，获得该信道估计单元的平均信道估计值；S45:第二时延补偿：对平均信道估计值，进行第二时延补偿，还原时延在频域上的相位偏移，输出该信道估计单元的信道估计值；S46:多个信道估计单元之间的信道估计值合并：信道估计单元输出的信道估计值之间，如果存在子载波重叠，将重叠的信道估计值进行加权平均，然后输出最后的信道估计值；如果子载波没有重叠，每个信道估计单元输出的信道估计值就是最后的信道估计值。2.根据权利要求1所述一种基于导频的信道估计方法，其特征在于，还包括步骤：S5:计算测量量：接收机基于信道估计值或接收信号，实施测量量的计算；S6:迭代判决：接收机通过迭代判断单元，判断是否实施信道估计的迭代处理，如果实施迭代处理，则更新窗长获取窗长参数集合P2，重新执行S3～S5，获取新的窗长组合，并再次进行频域信道估计；如果不实施迭代处理，则信道估计结束，输出最后的信道估计值。3.根据权利要求1所述一种基于导频的信道估计方法，其特征在于，所述参数集合P1包含子帧号、port号、时隙号、OFDM符号位置中的一个或多个；窗长参数集合P2包含SINR估计值、接收信号功率估计值、MCS、调制方式、数据码率、layer数、历史SINR估计值、历史接收时刻在信道估计处理时使用的窗长组合中的一种或多种；当上行信号传输和下行信号传输具有一定的信道互易性时，窗长参数集合P2包含从发射机获得能够反映信道质量的CQI、RI信息中的至少一种。4.根据权利要求1所述一种基于导频的信道估计方法，其特征在于，所述信道估计单元为由一个主窗、一个前辅窗、一个后辅窗组成的连续子载波，作为实施频域信道估计的基本单位；窗定义为一组频域上的一组子载波，窗长为窗内子载波的个数；窗的表示方式包括：通过窗的起始子载波索引m0，窗的结束子载波索引m1，则窗长大小W＝(m1
‑
m0+1)；或者通过窗的起始子载波索引m0，窗长大小W，则窗中的子载波索引为m0～(m0+W
‑
1)；其中，窗长组合包含了一个主窗长W00、一个前辅窗长W01、一个后辅窗长W02；主窗长是
大于0的整数，前辅窗长和后辅窗长是大于或等于0的整数。5.根据权利要求4所述一种基于导频的信道估计方法，其特征在于，所述每个信道估计单元的窗长组合相同或者不同；假设i和j为信道估计单元的索引，第i个信道估计单元的窗长组合为主窗长W00(i)、前辅窗长W01(i)、后辅窗长W02(i)，第j个信道估计单元的窗长组合为主窗长W00(j)、前辅窗长W01(j)、后辅窗长W02(j)，W00(i)与W00(j)相等或者不相等，W01(i)与W01(j)相等或者不相等，W02(i)与W02(j)相等或者不相等。6.根据权利要求4所述一种基于导频的信道估计方法，其特征在于，所述信道估计单元的个数N定义为总的子载波个数Nsc，按照主窗长依次进行主窗的分割，分割出的主窗个数就是信道估计单元的个数，Nsc和主窗长满足，Nsc＝W00(1)+W00(2)+
……
+W00(i)+
……
+W00(N)，i为信道估计单元索引，i＝1,2,
…
,N；W00(i)为第i个信道估计单元的主窗长大小。7.根据权利要求6所述一种基于导频的信道估计方法，其特征在于，所述信道估计单元选择相同的主窗长时，主窗的分割包括：假设主窗长为W00，总的子载波个数Nsc能被W00整除时，N＝Nsc/W00；总的子载波个数Nsc不能被W00整除时，除时，N＝Nsc/W00；总的子载波个数Nsc不能被W00整除时，表示向上取整，第N个信道估计单元的主窗长为[N
‑
(N
‑
1)*W00]；其中，前辅窗位于主窗的前部，对应了一组位于主窗之前的连续子载波，前辅窗长W01为前辅窗内子载波的个数；后辅窗位于主窗的后部，对应了一组位于主窗之后的连续子载波，后辅窗长W02为后辅窗内子载波的个数。8.根据权利要求1所述一种基于导频的信道估计方法，其特征在于，所述第一时延补偿值为归一化时延值，以当前的系统的采样时间间隔Ts为单位，Ts＝1/deltaF/Nfft，Nfft为当前系统的IDFT/DFT变换的点数，delt...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩元超，唐懿夫，魏波，刘松涛，
申请(专利权)人：成都爱瑞无线科技有限公司，
类型：发明
国别省市：