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1. WO2016150094 - METHOD, DEVICE, AND STORAGE MEDIUM FOR CHANNEL ESTIMATION

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说明书

发明名称 0001   0002   0003   0004   0005   0006   0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092   0093   0094   0095   0096   0097   0098   0099   0100   0101   0102   0103   0104   0105   0106   0107   0108  

权利要求书

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11  

附图

0001   0002   0003  

说明书

发明名称 : 一种信道估计方法及装置、存储介质

技术领域

[0001]
本发明涉及通信技术领域,尤其涉及一种用于正交频分复用系统的信道估计方法及装置、存储介质。

背景技术

[0002]
长期演进LTE(LTE,Long Term Evolution)是由第三代合作伙伴计划(3GPP,The 3rd Generation Partnership Project)组织制定的通用移动通信系统(UMTS,Universal Mobile Telecommunications System)技术标准的长期演进结果。正交频分复用系统(OFDM,Orthogonal Frequency Division Multiplexing)作为一种具有较高的频谱利用效率和良好的抗多径性能的高速传输技术引起了广泛的关注,MS(Mobile Station)可以向BS(Base Station)发送导频信号,使得BS能够知道MS到BS的信道响应,BS可以使用信道响应进行波束赋形、均衡计算、信道测量等操作。
[0003]
常用的信道估计方法主要有LS(Least Squares)信道估计算法、时频域转换信道估计算法等;LS信道估计算法实现简单,但是估计精度不高,容易受到高斯噪声影响,特别是在信噪比较低情况下;时频域转换信道估计算法将频域信道响应变换到时域进行滤波,滤波完成之后再变换到频域,时频域转换信道估计算法在频域信道响应变换到时域的时候,可以通过频域信道响应尾部补零的方法来提高信道估计的性能,但是尾部补零的方法在高信噪比情况下性能恶化比较严重。
[0004]
因此,如何提供一种可在低信噪比及高信噪比时都具备较高性能的信道估计方法,是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
[0005]
发明内容
[0006]
本发明实施例提供了一种信道估计方法及装置、存储介质,以解决现有信道估计方法在低信噪比或高信噪比时性能较差的问题。
[0007]
本发明实施例提供了一种信道估计方法在一个实施例中,该方法包括:接收导频信号;根据导频信号的信噪比,对导频位置的第一LS信道估计结果进行扩展,生成第二LS信道估计结果。
[0008]
上述方案中,上述实施例中的根据导频信号的信噪比对第一LS信道估计结果进行扩展包括:计算导频信号的信噪比,将信噪比与预设值进行大小比较,根据比较结果确定第一LS信道估计结果的扩展方式,根据确定的扩张方式对第一LS信道估计结果进行扩展。
[0009]
上述方案中,上述实施例中的根据比较结果确定第一LS信道估计结果的扩展方式包括:当信噪比小于预设值时,采用尾部补零方式对第一LS信道估计结果进行扩展;当信噪比大于预设值时,采用线性衔接方式对第一LS信道估计结果进行扩展。
[0010]
上述方案中,上述实施例中的第一LS信道估计结果为:
[0011]
H LS(k,l)=Y(k,l)X *(k,l);
[0012]
采用尾部补零方式对第一LS信道估计结果进行扩展时,得到的第二LS信道估计结果为:
[0013]
[数0001]


[0014]
采用线性衔接方式对第一LS信道估计结果进行扩展时,得到的第二LS信道估计结果为:
[0015]
[数0002]


[0016]
其中,Y(k,l)为导频位置的接收信号,X(k,l)为本地导频序列,X *(k,l)为 X(k,l)的共轭转置,k为载波索引,l为符号索引,N FFT为FFT/IFFT的点数,L为LS导频信道估计序列长度。
[0017]
上述方案中,上述实施例在获取到第二LS信道估计结果之后,还包括:对第二LS信道估计结果进行降噪处理。
[0018]
本发明实施例也提供了一种信道估计装置,在一个实施例中,其包括:接收模块,配置为接收导频信号;处理模块,配置为根据导频信号的信噪比,对导频位置的第一LS信道估计结果进行扩展,生成第二LS信道估计结果。
[0019]
上述方案中,上述实施例中的处理模块,还配置为计算导频信号的信噪比,将信噪比与预设值进行大小比较,根据比较结果确定第一LS信道估计结果的扩展方式,根据确定的扩张方式对第一LS信道估计结果进行扩展。
[0020]
上述方案中,上述实施例中的处理模块,还配置为当信噪比小于预设值时,采用尾部补零方式对第一LS信道估计结果进行扩展;当信噪比大于预设值时,采用线性衔接方式对第一LS信道估计结果进行扩展。
[0021]
上述方案中,上述实施例中的第一LS信道估计结果为:
[0022]
H LS(k,l)=Y(k,l)X *(k,l);
[0023]
处理模块采用尾部补零方式对第一LS信道估计结果进行扩展时,得到的第二LS信道估计结果为: [数0003]


[0024]
处理模块采用线性衔接方式对第一LS信道估计结果进行扩展时,得到的第二LS信道估计结果为:
[0025]
[数0004]


[0026]
其中,Y(k,l)为导频位置的接收信号,X(k,l)为本地导频序列,X *(k,l)为 X(k,l)的共轭转置,k为载波索引,l为符号索引,N FFT为FFT/IFFT的点数,L为LS导频信道估计序列长度。
[0027]
上述方案中,上述实施例还包括降噪模块,配置为对第二LS信道估计结果进行降噪处理。
[0028]
本发明实施例的有益效果:
[0029]
本发明实施例提供的信道估计方法及装置、存储介质,根据导频信号的信噪比对导频位置的第一LS信道估计结果进行扩展,生成第二LS信道估计结果,实现了对现有信道估计算法的扩展,使得可以根据不同的信噪比对现有LS信道估计算法执行不同的扩展,可在低信噪比及高信噪比时都具备较高性能,解决了现有信道估计方法在低信噪比或高信噪比时性能较差的问题。

附图说明

[0030]
图1为本发明第一实施例提供的信道估计装置的示意图;
[0031]
图2为本发明第二实施例提供的信道估计方法的流程图;
[0032]
图3为本发明第三实施例提供的信道估计方法的流程图。

具体实施方式

[0033]
现通过具体实施方式结合附图的方式对本发明实施例做出进一步的诠释说明。
[0034]
第一实施例:
[0035]
图1为本发明第一实施例提供的信道估计装置的示意图,由图1可知,在本实施例中,本发明实施例提供的信道估计装置1包括:
[0036]
接收模块11,配置为接收导频信号;
[0037]
处理模块12,配置为根据导频信号的信噪比,对导频位置的第一LS信道估计结果进行扩展,生成第二LS信道估计结果。
[0038]
在一些实施例中,上述实施例中的处理模块12,还配置为计算导频信号的信噪比,将信噪比与预设值进行大小比较,根据比较结果确定第一LS信道估计结果的扩展方式,根据确定的扩张方式对第一LS信道估计结果进行扩展。
[0039]
在一些实施例中,上述实施例中的处理模块12,还配置为当信噪比小于预设值时,采用尾部补零方式对第一LS信道估计结果进行扩展;当信噪比大于预设值时,采用线性衔接方式对第一LS信道估计结果进行扩展。
[0040]
在一些实施例中,上述实施例中的第一LS信道估计结果为:
[0041]
H LS(k,l)=Y(k,l)X *(k,l);
[0042]
处理模块12采用尾部补零方式对第一LS信道估计结果进行扩展时,得到的第二LS信道估计结果为:
[0043]
[数0005]


[0044]
处理模块12采用线性衔接方式对第一LS信道估计结果进行扩展时,得到的第二LS信道估计结果为:
[0045]
[数0006]


[0046]
其中,Y(k,l)为导频位置的接收信号,X(k,l)为本地导频序列,X *(k,l)为X(k,l)的共轭转置,k为载波索引,l为符号索引,N FFT为FFT/IFFT的点数,L为LS导频信道估计序列长度。
[0047]
在一些实施例中,如图1所示,上述实施例还包括降噪模块13,配置为对第二LS信道估计结果进行降噪处理。
[0048]
在一些实施例中,上述实施例中的降噪模块13,还配置为利用时频域变换算法对第二LS信道估计结果进行降噪处理。
[0049]
在一些实施例中,上述实施例中的降噪模块13,还配置为通过IFFT变换将将第二LS信道估计结果

变换到时域,得到时域信道响应
[0050]
h NOISE(n,l),0≤n≤N FFT-1;
[0051]
根据下式计算时域噪声功率:
[0052]
[数0007]


[0053]
将h NOISE(n,l)中位于区间N front≤n≤N FFT-N back-1的数据置零,当h NOISE(n,l)位于区间0≤n≤N front-1和N FFT-N back≤n≤N FFT-1的数据小于mσ 2的时候,对应的数据置零,生成h(n,l);
[0054]
通过FFT变换将时域滤波之后的时域信道响应h(n,l)变换到频域,得到频域信道响应H(k,l);其中N Front表示前窗长度,N back表示后窗长度,N FFT为FFT/IFFT的点数,m根据信号调制方式确定。
[0055]
在实际应用中,所述接收模块11、所述处理模块12以及降噪模块13均可由中央处理单元(CPU,Central Processing Unit)、或数字信号处理(DSP,Digital Signal Processor)、或现场可编程门阵列(FPGA,Field Programmable Gate Array)等来实现;所述CPU、DSP、FPGA均可内置于信道估计装置1中。
[0056]
第二实施例:
[0057]
图2为本发明第二实施例提供的信道估计方法的示意图,由图2可知,在本实施例中,本发明实施例提供的信道估计方法包括以下步骤:
[0058]
S201:接收导频信号;
[0059]
S202:根据导频信号的信噪比,对导频位置的第一LS信道估计结果进行扩展,生成第二LS信道估计结果。
[0060]
在一些实施例中,上述实施例中的根据导频信号的信噪比对第一LS信 道估计结果进行扩展包括:计算导频信号的信噪比,将信噪比与预设值进行大小比较,根据比较结果确定第一LS信道估计结果的扩展方式,根据确定的扩张方式对第一LS信道估计结果进行扩展。
[0061]
在一些实施例中,上述实施例中的根据比较结果确定第一LS信道估计结果的扩展方式包括:当信噪比小于预设值时,采用尾部补零方式对第一LS信道估计结果进行扩展;当信噪比大于预设值时,采用线性衔接方式对第一LS信道估计结果进行扩展。
[0062]
在一些实施例中,上述实施例中的第一LS信道估计结果为:
[0063]
H LS(k,l)=Y(k,l)X *(k,l);
[0064]
采用尾部补零方式对第一LS信道估计结果进行扩展时,得到的第二LS信道估计结果为: [数0008]


[0065]
采用线性衔接方式对第一LS信道估计结果进行扩展时,得到的第二LS信道估计结果为:
[0066]
[数0009]


[0067]
其中,Y(k,l)为导频位置的接收信号,X(k,l)为本地导频序列,X *(k,l)为X(k,l)的共轭转置,k为载波索引,l为符号索引,N FFT为FFT/IFFT的点数,L为LS导频信道估计序列长度。
[0068]
在一些实施例中,上述实施例在获取到第二LS信道估计结果之后,还包括:对第二LS信道估计结果进行降噪处理。
[0069]
在一些实施例中,上述实施例中的对第二LS信道估计结果进行降噪处理包括:利用时频域变换算法对第二LS信道估计结果进行降噪处理。
[0070]
在一些实施例中,上述实施例中的利用时频域变换算法对第二LS信道估计结果进行降噪处理包括:通过IFFT变换将将第二LS信道估计结果

变换到时域,得到时域信道响应h NOISE(n,l),0≤n≤N FFT-1;
[0071]
根据 [数0010]


计算时域噪声功率;将h NOISE(n,l)中位于区间N front≤n≤N FFT-N back-1的数据置零,当h NOISE(n,l)位于区间0≤n≤N front-1和N FFT-N back≤n≤N FFT-1的数据小于mσ 2的时候,对应的数据置零,生成h(n,l);通过FFT变换将时域滤波之后的时域信道响应h(n,l)变换到频域,得到频域信道响应H(k,l);其中N Front表示前窗长度,N back表示后窗长度,N FFT为FFT/IFFT的点数,m根据信号调制方式确定。
[0072]
本发明实施例还提出一种计算机可读存储介质,该存储介质包括一组指令,所述指令用于执行上述图2所示的信道估计方法。
[0073]
第三实施例:
[0074]
图3为本发明第三实施例提供的信道估计方法的示意图,由图3可知,在本实施例中,本发明实施例提供的信道估计方法包括以下步骤:
[0075]
S301:基站接收并根据导频信号计算信噪比(SINR)。
[0076]
基站可以采用滤波之后的导频信号能量和噪声能量计算SINR。
[0077]
S302:基站对导频位置进行LS信道估计,获得第一LS信道估计结果。
[0078]
基站对导频位置进行LS信道估计,假设Y(k,l)为导频位置的接收信号,X(k,l)为已知的本地导频序列,X *(k,l)为X(k,l)的共轭转置,k为载波索引,l为符号索引,导频位置的第一LS信道估计结果如下:
[0079]
H LS(k,l)=Y(k,l)X *(k,l)。
[0080]
S303:根据SINR对第一LS信道估计结果进行扩展,得到第二LS信道估计结果。
[0081]
具体的为:
[0082]
当估计得到的SINR小于预设值SINR Threshold,采用尾部补零的方法对第一LS信道估计结果进行扩展,扩展得到的第二LS信道估计结果如下:
[0083]
[数0011]


[0084]
当估计出来的SINR大于预设值SINR Threshold,采用线性衔接的方法对第一LS信道估计结果进行扩展,扩展得到的第二LS信道估计结果如下:
[0085]
[数0012]


[0086]
其中,Y(k,l)为导频位置的接收信号,X(k,l)为本地导频序列,X *(k,l)为X(k,l)的共轭转置,k为载波索引,l为符号索引,N FFT为FFT/IFFT的点数,L为LS导频信道估计序列长度。
[0087]
在实际应用中,预设值SINR Threshold可以根据实际需求来确定,设置灵活。
[0088]
S304:通过时频域变换方法对第二LS信道估计结果进行降噪。
[0089]
具体的,基站通过IFFT变换将延长之后的频域信道响应

变换到时域,得到时域信道响应h NOISE(n,l),0≤n≤N FFT-1,在时域内进行降噪。
[0090]
通过下式计算时域噪声功率:
[0091]
[数0013]


[0092]
其中N Front=L CPβ front表示前窗长度,N back=L CPβ back表示后窗长度。设

l CP与CP的模式有关,常规CP时为144,扩展CP时为512。β back和β front根据下表1确定:
[0093]
表1
[0094]
[表0001]
调制方式 βback βfront
QPSK 1.5 0.5

[0095]
[表0002]
16QAM 1.5 0.75
64QAM 2 1

[0096]
降噪处理具体为:
[0097]
将h NOISE(n,l)位于区间N front≤n≤N FFT-N back-1的数据置零;当h NOISE(n,l)位于区间0≤n≤N front-1和N FFT-N back≤n≤N FFT-1的数据小于mσ 2的时候,对应的数据置零。令经过上述处理之后的h NOISE(n,l)为h(n,l)。m可以根据调制方式按下表2进行选择:
[0098]
表2
[0099]
[表0003]
调制方式 载波个数大于72 载波个数小于72
QPSK 5 0
16QAM 5 0
64QAM 0 0

[0100]
降噪处理之后,通过FFT变换将时域滤波之后的时域信道响应h(n,l)变换到频域,得到频域信道响应H(k,l)。
[0101]
综上可知,通过本发明的实施,至少存在以下有益效果:
[0102]
根据导频信号的信噪比对导频位置的第一LS信道估计结果进行扩展,生成第二LS信道估计结果,实现了对现有信道估计算法的扩展,使得可以根据不同的信噪比对现有LS信道估计算法执行不同的扩展,可在低信噪比及高信噪比时都具备较高性能,解决了现有信道估计方法在低信噪比或高信噪比时性能较差的问题。
[0103]
本领域内的技术人员应明白,本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘 存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0104]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0105]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0106]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0107]
以上所述仅是本发明实施例的实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明实施例原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明实施例的保护范围。

工业实用性

[0108]
本发明实施例根据导频信号的信噪比对导频位置的第一LS信道估计结果进行扩展,生成第二LS信道估计结果,实现了对现有信道估计算法的 扩展,使得可以根据不同的信噪比对现有LS信道估计算法执行不同的扩展,可在低信噪比及高信噪比时都具备较高性能,解决了现有信道估计方法在低信噪比或高信噪比时性能较差的问题。

权利要求书

[权利要求 1]
一种信道估计方法,包括: 接收导频信号; 根据所述导频信号的信噪比,对导频位置的第一LS信道估计结果进行扩展,生成第二LS信道估计结果。
[权利要求 2]
如权利要求1所述的信道估计方法,其中,根据所述导频信号的信噪比对第一LS信道估计结果进行扩展,包括:计算所述导频信号的信噪比,将所述信噪比与预设值进行大小比较,根据比较结果确定所述第一LS信道估计结果的扩展方式,根据确定的扩张方式对所述第一LS信道估计结果进行扩展。
[权利要求 3]
如权利要求2所述的信道估计方法,其中,根据所述比较结果确定所述第一LS信道估计结果的扩展方式,包括: 当所述信噪比小于所述预设值时,采用尾部补零方式对第一LS信道估计结果进行扩展; 当所述信噪比大于所述预设值时,采用线性衔接方式对第一LS信道估计结果进行扩展。
[权利要求 4]
如权利要求3所述的信道估计方法,其中, 所述第一LS信道估计结果为: H LS(k,l)=Y(k,l)X *(k,l); 采用尾部补零方式对第一LS信道估计结果进行扩展时,得到的第二LS信道估计结果为: [数0001]


采用线性衔接方式对第一LS信道估计结果进行扩展时,得到的第二LS信道估计结果为: [数0002]


其中,Y(k,l)为导频位置的接收信号,X(k,l)为本地导频序列,X *(k,l)为X(k,l)的共轭转置,k为载波索引,l为符号索引,N FFT为FFT/IFFT的点数,L为LS导频信道估计序列长度。
[权利要求 5]
如权利要求1至4任一项所述的信道估计方法,其中,在获取到所述第二LS信道估计结果之后,还包括:对所述第二LS信道估计结果进行降噪处理。
[权利要求 6]
一种信道估计装置,包括: 接收模块,配置为接收导频信号; 处理模块,配置为根据所述导频信号的信噪比,对导频位置的第一LS信道估计结果进行扩展,生成第二LS信道估计结果。
[权利要求 7]
如权利要求6所述的信道估计装置,其中,处理模块,还配置为计算所述导频信号的信噪比,将所述信噪比与预设值进行大小比较,根据比较结果确定所述第一LS信道估计结果的扩展方式,根据确定的扩张方式对所述第一LS信道估计结果进行扩展。
[权利要求 8]
如权利要求7所述的信道估计装置,其中,处理模块,还配置为当所述信噪比小于所述预设值时,采用尾部补零方式对第一LS信道估计结果进行扩展;当所述信噪比大于所述预设值时,采用线性衔接方式对第一LS信道估计结果进行扩展。
[权利要求 9]
如权利要求8所述的信道估计装置,其中, 所述第一LS信道估计结果为: H LS(k,l)=Y(k,l)X *(k,l); 所述处理模块采用尾部补零方式对所属第一LS信道估计结果进行扩展时,得到的第二LS信道估计结果为: [数0003]


所述处理模块采用线性衔接方式对所述第一LS信道估计结果进行扩展时,得到的第二LS信道估计结果为: [数0004]


其中,Y(k,l)为导频位置的接收信号,X(k,l)为本地导频序列,X *(k,l)为X(k,l)的共轭转置,k为载波索引,l为符号索引,N FFT为FFT/IFFT的点数,L为LS导频信道估计序列长度。
[权利要求 10]
如权利要求6至9任一项所述的信道估计装置,其中,所述信道估计装置还包括降噪模块,配置为对所述第二LS信道估计结果进行降噪处理。
[权利要求 11]
一种计算机可读存储介质,该存储介质包括一组指令,所述指令用于执行权利要求1至5任一项所述的信道估计方法。

附图

[ 图 0001]  

[ 图 0002]  

[ 图 0003]