Lte系統中基於二維插值的信道估計方法

2023-05-05 18:16:51 2

專利名稱：Lte系統中基於二維插值的信道估計方法
技術領域：
本發明屬於無線通信技術領域，特別涉及ー種LTE系統中基於ニ維插值的信道估計方法
背景技術：
在無線通信系統中，無線信道會在很大程度上影響通信的性能，如頻率選擇性衰落等等，使得發射機和接收機之間的傳播路徑變得非常複雜，同時無線信道還具有很大的隨機性。在LTE下行接收端，為了準確地獲得發送端發送的信息，需要知道信道狀態信息，所以信道估計是必不可少的。信道估計方法一般可以分為盲信道估計和非盲信道估計。盲信道估計是基於傳輸信號的特性以及它們的統計特徵進行估計；非盲信道估計是通過發送接收端已知的導頻符號或者訓練序列進行信道估計。目前使用比較多的是導頻輔助的信道估計，在該種估計中，接收端根據已知的導頻信號可以估計得到導頻處的信道狀態信息，而用戶數據處的信道狀態信息就需要利用導頻處的信道信息通過插值得到。主要的插值算法有ニ維維納插值算法，線性插值算法，FFT插值算法等，其中二維維納濾波器是最小均方意義上的最佳線性估計器，但是其計算複雜度比較大。在LTE下行傳輸中，信道估計模塊之後就是解調，解碼等重要模塊，因此信道估計的精度將直接影響到整個系統的性能。為提高信道估計的精確度，在系統中採用ニ維維納插值算法，但是由於該算法的複雜度比較大，需要對其進行優化，在保證精確度的前提下儘可能地降低複雜度，在精確度與複雜度之間取得折中，目前還沒有ー種方法針對上述要求。

發明內容
為了克服上述現有技術存在的不足，本發明的目的在於提供ー種LTE系統中基於ニ維插值的信道估計方法，真正實現了在精確度滿足要求的情況下降低計算複雜度。為了達到上述目的，本發明所採用的技術方案是ー種LTE系統中基於ニ維插值的信道估計方法，步驟如下步驟I :導出插值係數矩陣，即將LTE系統中的時頻資源劃分為ー個以上的mXn的模塊，根據插值使用的導頻單元的位置和數目，按照ニ維聯合維納插值算法，導出模塊內各個單元所對應的維納係數矩陣，也就是插值係數矩陣，m表示頻率方向上的単元數，η表示時域方向上的單元數，m和η均為正整數；步驟2 :在每個mXn模塊中，將該模塊進ー步劃分為ー個以上的子塊並將子塊內的所有信道響應用ー個值近似；步驟3 :通過插值係數矩陣進行插值或者使用子塊進行插值導出每個模塊內所有時頻單元處的信道響應。 每個所述的mX η模塊內導頻單元與數據單元的位置分布是相同的。所述的m為6，η為7，這樣對應的子塊的劃分為2個3X3分塊和4個3X2分塊，或者分為2個3 X 3分塊和2個3 X 4分塊，或者分為9個2 X 2分塊和3個2 X I分塊，或者分為6個I X 7的分塊,相應的子塊分布見附圖4。所述的每個子塊內所有時頻單元的信道響應用ー個值近似，所採用的值是子塊內任一時頻單元處的信道估計值。由於待估計時頻単元的維納係數矩陣只與待估単元到所用的導頻處的時間距離和頻率距離有關，且每一個時頻単元在模塊中有一個相對位置，所以在模塊中有相同相對位置的時頻單元的維納係數矩陣是相同的，從而僅需計算ー個模塊中的插值係數矩陣，可以大大降低計算量。將模塊進ー步劃分為子塊，每個子塊內僅需計算一次信道響應，可進一步降低計算量。


圖I表示LTE系統中的導頻單元結構的資源網格示意圖；圖2表不時頻資源劃分為6X7的I旲塊不意圖；圖3表示在6X7的模塊中導出每個模塊內所有時頻單元處的信道響應時的導頻選擇方案示意圖；圖4表示6X7的模塊再分為子塊時的幾種方案示意圖，圖4 (a)、圖4 (b)、圖4(C)和圖4 (d)為不同方案下的子塊分割圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作更詳細的說明。如圖I和圖2所示，LTE系統中基於ニ維插值的信道估計方法，步驟如下步驟I :導出插值係數矩陣，即將LTE系統中的時頻資源劃分為ー個以上的mXn的模塊，根據插值使用的導頻單元的位置和數目，按照ニ維聯合維納插值算法，導出模塊內各個單元所對應的維納係數矩陣，也就是插值係數矩陣，m表示頻率方向上的単元數，η表示時域方向上的單元數，m和η分別為6和7 ;步驟2 :在每個mXn模塊中，將該模塊進ー步劃分為ー個以上的子塊並將子塊內的所有信道響應用ー個值近似；步驟3 :通過插值係數矩陣進行插值或者使用子塊進行插值導出每個模塊內所有時頻單元處的信道響應。每個所述的mXn模塊內導頻單元與數據單元的位置分布是相同的。如圖4所示，所述的m為6，η為7，這樣對應的子塊的劃分為2個3X 3分塊和4個3X 2分塊，或者分為2個3 X 3分塊和2個3 X 4分塊，或者分為9個2 X 2分塊和3個2 X I分塊，或者分為6個1X7的分塊。所述的每個子塊內所有時頻單元的信道響應用ー個值近似，所採用的值是子塊內任一時頻單元處的信道估計值。具體是信道為多徑信道，時域上的信道衝激響應表示為
權利要求
1.ー種LTE系統中基於ニ維插值的信道估計方法，其特徵在於，步驟如下 步驟I :導出插值係數矩陣，即將LTE系統中的時頻資源劃分為ー個以上的mXn的模塊，根據插值使用的導頻單元的位置和數目，按照ニ維聯合維納插值算法，導出模塊內各個単元所對應的維納係數矩陣，也就是插值係數矩陣，m表示頻率方向上的単元數，η表示時域方向上的單元數，m和η均為正整數； 步驟2:在每個mXn模塊中，將該模塊進ー步劃分為ー個以上的子塊並將子塊內的所有信道響應用ー個值近似； 步驟3 :通過插值係數矩陣進行插值或者使用子塊進行插值導出每個模塊內所有時頻單元處的信道響應。
2.根據權利要求I所述的LTE系統中基於ニ維插值的信道估計方法，其特徵在幹，每個所述的mX η模塊內導頻單元與數據單元的位置分布是相同的。
3.根據權利要求I或權利要求2所述的LTE系統中基於ニ維插值的信道估計方法，其特徵在於，所述的m為6，η為7，這樣對應的子塊的劃分為2個3 X 3分塊和4個3 X 2分塊，或者分為2個3 X 3分塊和2個3 X 4分塊，或者分為9個2 X 2分塊和3個2 X I分塊，或者分為6個I X 7的分塊,相應的子塊分布見附圖4。
4.根據權利要求I或權利要求2所述的LTE系統中基於ニ維插值的信道估計方法，其特徵在於，所述的每個子塊內所有時頻單元的信道響應用ー個值近似，所採用的值是子塊內任一時頻單元處的信道估計值。
全文摘要
一種LTE系統中基於二維插值的信道估計方法，將系統的時頻資源劃分為相同的模塊，由於待估計時頻單元的維納係數矩陣只與待估單元到所用的導頻處的時間距離和頻率距離有關，且每一個時頻單元在模塊中有一個相對位置，所以在模塊中有相同相對位置的時頻單元的維納係數矩陣是相同的，從而僅需計算一個模塊中的插值係數矩陣，可以大大降低計算量。將模塊進一步劃分為子塊，每個子塊內僅需計算一次信道響應，可進一步降低計算量。
文檔編號H04L25/02GK102664834SQ20111028223
公開日2012年9月12日 申請日期2011年9月21日 優先權日2011年9月21日
發明者張秀軍, 王京, 袁雁南, 許希斌, 許祥祥, 齊心 申請人:清華大學