一種信道估計方法和裝置製造方法
2023-05-16 09:51:11
一種信道估計方法和裝置製造方法
【專利摘要】本發明實施例提供一種信道估計方法和裝置，以解決現有技術中依據各徑的獨立判決進行信道估計而導致的常規低信噪比場景下信道估計性能降低的問題；所述方法包括：判斷歷史信道和當前信道是否接近；根據所述判斷的判斷結果，獲取信號徑位置；根據所述信號徑位置，獲取當前時域信道估計值。本發明實施例提供的方法是通過信道估計或其衍生信息作為一個整體，進一步提升噪聲環境下的關於是否為突變場景的判斷，從而降低了誤激活非信號徑的概率，提高了信道估計的準確度。
【專利說明】一種信道估計方法和裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及移動通信領域，尤其涉及一種信道估計方法和裝置。
【背景技術】
[0002]在移動無線通信系統中，由於無線信道多徑及時變傳輸特性，信道估計是接收機處理的關鍵技術，其主要應用於均衡掉數據對信道的影響。良好的信道估計器，需要儘可能多的參數或估計量的支持，以這些參數或估計量作為先驗信息，指導當前的信道估計，在應用中較為普遍採用的為有效徑信息、時延擴展或都卜勒擴展等。
[0003]在各種信道估計方法中，基於當前時刻的接收情況獲取上述關鍵參數往往是較為直接、高效和低代價的方法，但是在噪聲較大時相應參數獲取的準確度降低。為更好地抵消噪聲影響，獲得更佳的信道估計結果，往往採用歷史信息進行上述參數的獲取。
[0004]對於靜態或者緩變的常規無線環境，上述信道估計方法能達到較好效果。然而，一旦出現諸如移動速度變化或強衰落而導致生滅(即某位置上的信號抽頭時有時無的現象)等場景時，會影響到上述估計對象的變化，從而對信道估計產生負面的影響。
[0005]為解決生滅場景的影響，現有技術提供的第一種方法是採取各時刻相同位置的抽頭的最小值作為噪聲徑，基於噪聲徑的功率進行判決信號徑。現有技術提供的第二種方法是使用各徑的功率的差分獨立判斷某根徑的突變情況，採用相應濾波器係數進行處理。
[0006]對於上述現有技術提供的第一種方法，由於其獨立地進行各抽頭的判斷，並取其最小值，勢必會造成噪聲估計變小，在低信噪比(Signal to Noise Ratio, SNR)場景,會大大提高誤激活非信號徑的可能。
[0007]對於上述現有技術提供的第二種方法，在穩定信號時，無論是信號抽頭位置還是噪聲抽頭位置，其差分結果均僅僅含噪聲的功率插值成分，特別是對於相應方案要適應低SNR場景，會造成門限難以合理設置，從而達到相應濾波係數合理使用的目的。
[0008]總之，上述現有技術提供的方法均是依據各徑的獨立判決，僅適用於信道估計中的信號徑的判斷，能夠解決生滅場景的信道估計問題，但是會造成常規低信噪比場景下，信道估計性能降低。
【發明內容】
[0009]為解決現有技術中依據各徑的獨立判決進行信道估計而導致的常規低信噪比場景下信道估計性能降低的問題，本發明實施例提供一種信道估計方法和裝置。
[0010]本發明實施例提供一種信道估計方法，包括:判斷歷史信道和當前信道是否接近；
[0011]根據所述判斷的判斷結果，獲取信號徑位置；
[0012]根據所述信號徑位置，獲取當前時域信道估計值；
[0013]所述判斷歷史信道和當前信道是否接近採用以下一種方式或以下方式的任意結合:[0014]通過判斷歷史信道估計值與當前信道估計值是否接近判斷；或者
[0015]採用歷史信道估計的參數對當前時刻數據進行均衡，根據均衡效果判斷；或者
[0016]將歷史數據與當前數據進行相關，根據相關的相關結果判斷。
[0017]本發明實施例提供一種信道估計裝置，所述裝置包括:
[0018]判斷模塊，用於判斷歷史信道和當前信道是否接近；
[0019]信號徑獲取模塊，用於根據所述判斷的判斷結果，獲取信號徑位置；
[0020]估計值獲取模塊，用於根據所述信號徑位置，獲取當前時域信道估計值；
[0021]所述判斷模塊採用下述採用以下一種方式或下述方式的任意結合判斷歷史信道和當前信道是否接近。
[0022]從上述本發明實施例可知，由於是基於整體信息的判決而不是基於單獨徑的判決，因此更有利於整體信號場景變化的識別，而且並非僅限於有效徑的判斷的使用，還包含其他信道估計需要通過周期統計才能精確獲得的參量，如都卜勒估計值。本發明實施例提供的方法是通過信道估計或其衍生信息作為一個整體，進一步提升噪聲環境下的關於是否為突變場景的判斷，從而降低了誤激活非信號徑的概率，提高了信道估計的準確度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對現有技術或實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域技術人員來講，還可以如這些附圖獲得其他的附圖。
[0024]圖1是本發明實施例提供的一種信道估計方法流程示意圖；
[0025]圖2是本發明實施例提供的一種信道估計裝置結構示意圖；
[0026]圖3是本發明另一實施例提供的信道估計裝置結構示意圖；
[0027]圖4_a是本發明另一實施例提供的信道估計裝置結構示意圖；
[0028]圖4_b是本發明另一實施例提供的信道估計裝置結構示意圖；
[0029]圖5_a是本發明另一實施例提供的信道估計裝置結構示意圖；
[0030]圖5_b是本發明另一實施例提供的信道估計裝置結構示意圖；
[0031]圖6_a是本發明另一實施例提供的信道估計裝置結構示意圖；
[0032]圖6_b是本發明另一實施例提供的信道估計裝置結構示意圖；
[0033]圖7是本發明另一實施例提供的信道估計裝置結構示意圖；
[0034]圖8_a是本發明另一實施例提供的信道估計裝置結構示意圖；
[0035]圖8_b是本發明另一實施例提供的信道估計裝置結構示意圖；
[0036]圖9_a是本發明另一實施例提供的信道估計裝置結構示意圖；
[0037]圖9_b是本發明另一實施例提供的信道估計裝置結構示意圖；
[0038]圖10是本發明另一實施例提供的信道估計裝置結構示意圖；
[0039]圖ΙΙ-a是本發明另一實施例提供的信道估計裝置結構示意圖；
[0040]圖ΙΙ-b是本發明另一實施例提供的信道估計裝置結構示意圖；
[0041]圖12-a是本發明另一實施例提供的信道估計裝置結構示意圖；
[0042]圖12-b是本發明另一實施例提供的信道估計裝置結構示意圖；
[0043]圖12-c是本發明另一實施例提供的信道估計裝置結構示意圖。【具體實施方式】
[0044]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域技術人員所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0045]請參閱附圖1，是本發明實施例提供的一種信道估計方法流程示意圖，主要包括步驟S101、步驟S102、步驟S103和步驟S104,具體地:
[0046]SIOI，判斷歷史信道和當前信道是否接近。
[0047]在本發明實施例中，可以通過判斷歷史信道估計值與當前信道估計值是否接近判斷歷史信道和當前信道是否接近，或者採用歷史信道估計的參數對當前時刻數據進行均衡，根據均衡效果判斷歷史信道與當前信道是否接近，或者將歷史數據與當前數據進行相關，根據相關的相關結果，判斷歷史信道與當前信道是否接近，或者是上述三種方式中的任意幾種像結合，本發明組合方式不做限定。
[0048]首先，說明時域信道的實時抽頭功率估計值序列P (k)，時域信道的實時抽頭功率估計值序列P (k)表示當前時刻抽頭功率值序列下一時刻時，上一時刻的抽頭功率值平均到歷史的各抽頭平均信道估計功率值序列Pjnean (k)中，又記錄該時刻抽頭功率值序列。在本發明實施例中，可以對各抽頭的功率值求平均以獲取時域信道的實時抽頭功率估計值序列P (k)。可以首先接收一幀數據,獲取包含參考信號的正交頻分復用(OrthogonalFrequency Division Multiplexing, OFDM)符號的數據。在本發明實施例中，參考信號可以是長期演進(Long Term Evolution, LTE)系統幀結構中的參考信號，LTE的一幀有14個符號，其中參考信號位於第0，4，7，11符號上。參考信號的數目與帶寬和參考信號的類型有關，當帶寬為20M時，小區專用參考有200個。
[0049]對各抽頭的功率值求平均以獲取時域信道的實時抽頭功率估計值序列P (k)可以基於4個參考信號的最小二乘估計完成，具體地，對於每個含參考信號的符號，提取參考信號，完成最小二乘的頻域的信道估計，將其轉化到時域後，得到4組時域信道估計，計算各抽頭的功率值，並按抽頭位置進行四符號的對位功率值平均，最終獲取時域信道的實時抽頭功率估計值序列P (k)，此處，k=l，2，…，N，N為信道估計長度，取值與預期設定的最大可能時延擴展有關，在本發明實施例中，N可取值為200。
[0050]作為本發明通過判斷歷史信道估計值與當前信道估計值是否接近判斷歷史信道與當前信道是否接近的一個實施例，可以是使用歷史的各抽頭平均信道估計功率值序列P_mean (k)和前述獲取的時域信道的實時抽頭功率估計值序列P (k)進行規一化相關運算，獲得規一化係數α。若歸一化係數α大於或等於第一門限值，則判斷歷史信道與當前信道接近，否則，判斷歷史信道與當前信道不接近。在本發明實施例中，規一化係數α可通過下述表達式求得:
[0051]
【權利要求】
1.一種信道估計方法，其特徵在於，包括: 判斷歷史信道和當前信道是否接近； 根據判斷結果獲取信號徑位置； 根據所述信號徑位置，獲取當前時域信道估計值； 所述判斷歷史信道和當前信道是否接近採用以下一種方式或以下方式的任意結合: 通過歷史信道估計值與當前信道估計值是否接近判斷；或者 採用歷史信道估計的參數對當前時刻數據進行均衡，根據均衡效果判斷；或者 將歷史數據與當前數據進行相關，根據相關的相關結果判斷。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述通過歷史信道估計值與當前信道估計值是否接近判斷，包括以下任意一種: 若歸一化係數α大於或等於第一門限值，則判斷所述歷史信道與當前信道接近，否則，判斷所述歷史信道與當前信道不接近，所述歸一化係數α等於
3.如權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，所述根據所述判斷結果獲取信號徑位置，包括: 若所述歷史信道與所述當前信道接近，則將歷史的各抽頭平均信道估計功率值序列P_mean (k)與實時抽頭功率估計值序列P (k)進行對位求和獲得新的功率值序列P』_mean(k)； 將所述新的功率值序列P』 _mean (k)中值大於P』 max_mean/3的序列所在位置取為所述信號徑位置，所述P』 max_mean為所述新的功率值序列P』 _mean (k)中最大值,所述P』 max_mean/3 為所述最大值 P』 max_mean 的 1/3 ； 若所述歷史信道與所述當前信道不接近，則將實時抽頭功率估計值序列P (k)中的值大於所述Pmax/3的序列所在位置取為所述信號徑位置，所述Pmax為實時抽頭功率估計值序列P (k)中最大值,所述Pmax/3為所述最大值Pmax的1/3。
4.如權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，所述根據所述信號徑位置，獲取當前時域信道估計值，包括以下方式任意一種: 直接取所述信號徑位置對應的功率值序列作為所述當前時域信道估計值；或者， 根據所述信號徑位置，計算最大時延擴展值和均方根時延擴展值； 根據所述最大時延擴展值和均方根時延擴展值，獲取當前時域信道估計值；或者， 根據所述判斷結果獲取都卜勒估計值； 根據所述信號徑位置，計算最大時延擴展值和均方根時延擴展值； 根據所述都卜勒估計值、最大時延擴展值和均方根時延擴展值，獲取當前時域信道估計值。
5.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述通過歷史信道估計值與當前信道估計值是否接近判斷，包括: 根據本地訓練序列和對之前訓練序列域的數據進行均衡後的數據，獲取信幹噪比； 若所述信幹噪比大於或等於第四門限值，則判斷所述歷史信道與所述當前信道接近。
6.如權利要求1或5所述的方法，其特徵在於，所述根據所述判斷結果獲取信號徑位置，包括: 根據用戶信息獲取不同時間點的信道估計功率P_role (k);若所述歷史信道與所述當前信道接近，則將歷史的各抽頭平均信道估計功率值序列Pjnean (k)與所述不同時間點的信道估計功率P_role (k)進行對位求和獲得新的功率值序列P』_mean (k),將所述新的功率值序列P』 _mean (k)中值大於所述Pmax/3的序列所在位置取為所述信號徑位置,所述P』 max_mean為所述新的功率值序列P』 _mean (k)中最大值，所述P』 max_mean/3為所述最大值 P』 max_mean 的 1/3 ; 若所述歷史信道與所述當前信道不接近，則將最近時刻短周期實時抽頭功率估計值序列P (k)中值大於所述Pmax/2的序列所在位置取為所述信號徑位置,所述Pmax為所述最近時刻短周期實時抽頭功率估計值序列P (k)中最大值,所述Pmax/2為所述最大值Pmax的 1/2。
7.如權利要求1或5所述的方法，其特徵在於，所述根據所述信號徑位置，獲取當前時域信道估計值包括: 根據所述信號徑位置，對根據用戶信息提取的用戶信道估計功率Che (k)中非信號徑位置值置零以獲得所述當前時域信道估計值。
8.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述將歷史數據與當前數據進行相關，根據相關結果判斷，包括: 將歷史的同步訓練碼字SYNC_DL_hi story (k)有效值與當前同步訓練碼字SYNC_DL (k)進行歸一化相關運算，得到相關運算係數β，所述相關運算係數β為
9.如權利要求1或8所述的方法，其特徵在於，所述根據所述判斷結果獲取信號徑位置，包括: 若判斷所述當前信道與所述歷史信道接近，則根據疊加的訓練序列的Steiner信道估計功率的激活徑得到下時刻的訓練序列的信道估計的信號徑位置； 若判斷所述當前信道與所述歷史信道不接近，則根據該時刻的訓練序列的Steiner信道估計功率的激活徑得到下時刻的訓練序列的信道估計的信號徑位置。
10.如權利要求1或8所述的方法，其特徵在於，所述根據所述信號徑位置，獲取當前時域信道估計值，包括: 根據所述信號徑位置，將Steiner信道估計的激活徑位置的值保留，其他值置零以獲得所述當前時域信道估計值。
11.一種信道估計裝置，其特徵在於，所述裝置包括: 判斷模塊，用於判斷歷史信道和當前信道是否接近； 信號徑獲取模塊，用於根據所述判斷結果獲取信號徑位置； 估計值獲取模塊，用於根據所述信號徑位置，獲取當前時域信道估計值； 所述判斷模塊採用以下一種方式或下述方式的任意結合判斷歷史信道和當前信道是否接近: 通過歷史信道估計值與當前信道估計值是否接近判斷；或者 採用歷史信道估計的參數對當前時刻數據進行均衡，根據均衡效果判斷；或者 將歷史數據與當前數據進行相關，根據相關結果判斷。
12.如權利要求11所述的裝置，其特徵在於，所述判斷模塊包括: 第一判斷單元，用於若歸一化係數α大於或等於第一門限值，則判斷所述歷史信道與當前信道接近，否則，判斷所述歷史信道與當前信道不接近，所述歸一化係數α等於
13.如權利要求11或12所述的裝置，其特徵在於，所述信號徑獲取模塊包括: 第一對位求和單元，用於若所述歷史信道與所述當前信道接近，則將歷史的各抽頭平均信道估計功率值序列P_mean (k)與實時抽頭功率估計值序列P (k)進行對位求和獲得新的功率值序列P』Jiiean (k)，若所述歷史信道與所述當前信道不接近，則將實時抽頭功率估計值序列P (k)中的值大於所述Pmax/3的序列所在位置取為所述信號徑位置，所述Pmax為實時抽頭功率估計值序列P (k)中最大值,所述Pmax/3為所述最大值Pmax的1/3,將所述新的功率值序列P』 _mean (k)中值大於P』 max_mean/3的序列所在位置取為所述信號徑位置，所述P’max_mean為所述新的功率值序列P』_mean (k)中最大值,所述P’max_mean/3為所述最大值P』 max_mean的1/3。
14.如權利要求11或12所述的裝置，其特徵在於，所述估計值獲取模塊以直接取所述信號徑位置對應的功率值序列作為所述當前時域信道估計值；或者，所述估計值獲取模塊包括: 第一計算單元，用於根據所述信號徑位置，計算最大時延擴展值和均方根時延擴展值； 第一獲取單元，用於根據所述最大時延擴展值和均方根時延擴展值，獲取當前時域信道估計值；或者， 所述估計值獲取模塊包 括: 第二獲取單元，用於根據所述判斷結果獲取都卜勒估計值； 第二計算單元，用於根據所述信號徑位置，計算最大時延擴展值和均方根時延擴展值； 第三獲取單元，用於根據所述都卜勒估計值、最大時延擴展值和均方根時延擴展值，獲取當前時域信道估計值。
15.如權利要求11所述的裝置，其特徵在於，所述判斷模塊包括: 第四獲取單元，用於根據本地訓練序列和對之前訓練序列域的數據進行均衡後的數據，獲取信幹噪比； 第四判斷單元，用於若所述信幹噪比大於或等於第四門限值，則判斷所述歷史信道與所述當前信道接近。
16.如權利要求11或15所述的裝置，其特徵在於，所述信號徑獲取模塊包括: 第五獲取單元，用於根據用戶信息獲取不同時間點的信道估計功率P_role (k)； 第二對位求和單元，用於若所述歷史信道與所述當前信道接近，則將歷史的各抽頭平均信道估計功率值序列Pjnean (k)與所述不同時間點的信道估計功率P_role (k)進行對位求和獲得新的功率值序列P』 _mean (k),將所述新的功率值序列P』 _mean (k)中值大於所述Pmax/3的序列所在位置取為所述信號徑位置,所述P』 max_mean為所述新的功率值序列P』 _mean (k)中最大值,所述P』 max_mean/3為所述最大值P』 max_mean的1/3 ； 取值單元，用於若所述歷史信道與所述當前信道不接近，則將最近時刻短周期實時抽頭功率估計值序列P (k)中值大於所述Pmax/2的序列所在位置取為所述信號徑位置，所述Pmax為所述最近時刻短周期實時抽頭功率估計值序列P (k)中最大值，所述Pmax/2為所述最大值Pmax的1/2。
17.如權利要求11或15所述的裝置，其特徵在於，所述估計值獲取模塊包括:第六獲取單元，用於根據所述信號徑位置，對根據用戶信息提取的用戶信道估計功率Che (k)中非信號徑位置值置零以獲得所述當前時域信道估計值。
18.如權利要求11所述的裝置，其特徵在於，所述判斷模塊包括: 相關單元，用於將歷史的同步訓練碼字SYNC_DL_history (k)有效值與當前同步訓練碼字SYNC_DL (k)進行歸一化相關運算，得到相關運算係數β，所述相關運算係數β為
19.如權利要求11或18所述的裝置，其特徵在於，所述信號徑獲取模塊包括: 第七獲取單元，用於若判斷所述當前信道與所述歷史信道接近，則根據疊加的訓練序列的Steiner信道估計功率的激活徑得到下時刻的訓練序列的信道估計的信號徑位置；第八獲取單元，用於若判斷所述當前信道與所述歷史信道不接近，則根據該時刻的訓練序列的Steiner信道估計功率的激活徑得到下時刻的訓練序列的信道估計的信號徑位置。
20.如權利要求11或19所述的裝置，其特徵在於，所述估計值獲取模塊包括: 第九獲取單元，用於根據所述信號徑位置，將Steiner信道估計的激活徑位置的值保留，其他值置零以獲得所述當前時域信道估計值。
【文檔編號】H04L25/02GK103916334SQ201210591896
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2012年12月30日 優先權日:2012年12月30日
【發明者】肖立波, 譚舒, 楊恩浩, 劉潤江 申請人:重慶重郵信科通信技術有限公司