專利名稱：信道估計方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信系統(tǒng)中的信道估計，尤其涉及一種信道估計方法和裝置。
背景技術(shù)：
TD-SCDMA 系統(tǒng)采用低代價的 B. Steiner 信道估計器(Steiner B, Baier P ff. Low Cost Channel Estimation in the Uplink Receiver of CDMA Mobile Radio Systems[J]. Frequenz, 1993,47 :11_12.)，該估計器的估計精度受信道中加性噪聲的影響，導(dǎo)致估計值 和真實值相比誤差較大，影響系統(tǒng)性能。因此在實現(xiàn)過程中，應(yīng)用一種門限的處理方法，對 Steiner信道估計器得到的信道沖激響應(yīng)進行改進，使Steiner信道估計器得到的原始信 道沖激響應(yīng)經(jīng)過一個門限，高于門限值的信道抽頭功率保留，低于門限值的信道抽頭功率 則舍棄。MBSFN (Multicast Broadcast Single Frequency Network，會且網(wǎng)會各) 系統(tǒng)是個廣播系統(tǒng)，信道環(huán)境比較復(fù)雜，實現(xiàn)中采用低代價的B. Steiner信道估計器，由于 信道中的加性噪聲的影響，也采用了門限的處理方法，除去大部分由于噪聲引起的干擾抽 頭。同時，由于信道估計器受背景噪聲的影響，會造成信道沖激響應(yīng)的幅度和時延比實際值 大，即接收端的信道估計值往往擴大了多徑的信道沖激響應(yīng)功率，這種現(xiàn)象在信道環(huán)境比 較復(fù)雜，多徑抽頭比較多時更明顯，因此希望對這些信道沖激響應(yīng)進行進一步地修正，使估 計值更好的接近真實值，提高系統(tǒng)性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種簡單而有效的基于信道抽頭加權(quán)的信道 估計方法和裝置，使系統(tǒng)性能獲得較大的改善與提高。本發(fā)明一種信道估計方法，包括以下步驟處理一時隙數(shù)據(jù)，從所述時隙數(shù)據(jù)中獲 得原始信道估計結(jié)果，其中原始信道估計結(jié)果包括多個抽頭。之后，利用原始信道估計結(jié)果 計算噪聲功率。再者，計算每個抽頭的權(quán)值，其中該權(quán)值組成的向量滿足如下準(zhǔn)則使經(jīng)過 加權(quán)的信道估計結(jié)果與實際的信道沖擊響應(yīng)之間的估計誤差最小化；最后，按照所計算的 權(quán)值對原始信道估計結(jié)果的多個抽頭進行加權(quán)。在本發(fā)明的一實施例中，所述每個抽頭的權(quán)值為
Ivf= 1 ‘ 1 i = 0，1，. . .，L_1，其中L是信道估計所用的引導(dǎo)序列長度，o 2為 所述噪聲功率，h/‘為原始信道估計結(jié)果的各個抽頭。在本發(fā)明的一實施例中，處理所述時隙數(shù)據(jù)時，使用該時隙中與數(shù)據(jù)部分相鄰的 引導(dǎo)序列進行信道估計。在另一實施例中，還同時利用與該時隙相鄰的另一時隙的引導(dǎo)序 列進行信道估計。在本發(fā)明的一實施例中，在計算每個抽頭的權(quán)值之前還包括，對原始信道估計結(jié) 果進行門限處理，得到包括多個抽頭的經(jīng)門限處理的信道估計結(jié)果，接著計算經(jīng)門限處理的每個抽頭的權(quán)值，且對經(jīng)門限處理的信道估計結(jié)果的多個抽頭進行加權(quán)。其中，每個抽頭 的權(quán)值為w, = 2'' i = 0，1，. . .，L-1，其中L是信道估計所用的引導(dǎo)序列長度，O 2為 所述噪聲功率，h/為經(jīng)門限處理的信道估計結(jié)果的各個抽頭。本發(fā)明還提出一種信道估計裝置，包括信道估計器、噪聲估計器、抽頭權(quán)值計算單 元以及抽頭加權(quán)單元。信道估計器處理一時隙數(shù)據(jù)，從所述時隙數(shù)據(jù)中獲得原始信道估計 結(jié)果，其中所述原始信道估計結(jié)果包括多個抽頭。噪聲估計器利用所述原始信道估計結(jié)果 計算噪聲功率。抽頭權(quán)值計算單元計算每個抽頭的權(quán)值，其中該權(quán)值組成的向量滿足如下 準(zhǔn)則使經(jīng)過加權(quán)的信道估計結(jié)果與實際的信道沖擊響應(yīng)之間的估計誤差最小化。抽頭加 權(quán)單元按照所計算的權(quán)值對原始信道估計結(jié)果的多個抽頭進行加權(quán)。本發(fā)明所提出的對低代價信道估計改進的方法和裝置，通過對比是否利用本發(fā)明 的技術(shù)的鏈路性能，可以發(fā)現(xiàn)通信系統(tǒng)運用本發(fā)明的方法后鏈路性能明顯提高，且實現(xiàn)比 較簡單，計算量增加不大。


為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具 體實施方式作詳細說明，其中圖1示出本發(fā)明一實施例的MBSFN系統(tǒng)中的信道估計流程。圖2示出本發(fā)明一實施例的MBSFN系統(tǒng)中的信道估計裝置結(jié)構(gòu)框圖。圖3為采用本發(fā)明的方法與未用本發(fā)明的方法的鏈路性能對比圖。
具體實施例方式本發(fā)明的基本思想是針對低代價的B. Steiner信道估計器進行改進，在運用門限 處理方法的基礎(chǔ)上，提出一種修正抽頭功率的方法，下面首先描述該方法的原理如下假設(shè)發(fā)送訓(xùn)練序列為s，對應(yīng)的矩陣為S，信道沖激響應(yīng)對應(yīng)的向量為g，對此做 進一步的假設(shè)，設(shè)信道有1個連續(xù)的抽頭，每個抽頭對應(yīng)一條獨立的徑，每條徑服從瑞利分
布，徑之間相互獨立，將向量g表示為g= (go^gn 以及 設(shè)噪聲向量為V，且E(v/) = o2I，其中o2為噪聲功率，I是對角元素為1，其他 元素為0的單位矩陣。設(shè)接收到的訓(xùn)練序列為y，則y、S、g、v有如下的關(guān)系
信道估計采用LS算法，即
在初始信道估計后，為了進一步提高信道估計性能，對射乍一加權(quán)處理，將加權(quán)后 的序列師作為最終的信道估計，W是滿足如下的準(zhǔn)則的矩陣 該準(zhǔn)則使信道估計后再經(jīng)過加權(quán)的序列昨最接近實際的信道沖擊響應(yīng)的向量g， 也就是說，二者之間的估計誤差最小化。
以下為滿足上述準(zhǔn)則的矩陣W的推導(dǎo)
按照相關(guān)性原理，通過把估計誤差呢和初始估計向量正交可以得到W，于是 在實際程序中，可以對上式作進一步的簡化，直接以每一時隙的初始信道估計值 代替其期望值，于是，有 本發(fā)明的一個實施例采用上述的加權(quán)方法。下面以MBSFN作為實施例來說明上述 方法。圖1示出本發(fā)明一實施例的應(yīng)用于MBSFN系統(tǒng)的信道估計流程，其具體實現(xiàn)過程 可分以下步驟進行步驟101，MBSFN系統(tǒng)采用Steiner信道估計器，在處理一個時隙的數(shù)據(jù)時，在一個 實施例中，使用該時隙與數(shù)據(jù)部分相鄰的64chips (碼片)preamble (引導(dǎo)序列)數(shù)據(jù)進行 信道估計，得到原始信道估計結(jié)果h〃 = {h〃 0, h" ...h" h}，L = 64。在一個較佳實
施例中，還可進一步利用與該時隙相鄰的另一時隙的引導(dǎo)序列進行信道估計，改進性能。此 外，對于MBSFN系統(tǒng)以外的其他通信系統(tǒng)，可以采用其他的方式(如滑動相關(guān)法等)進行信 道估計。步驟102，噪聲估計，即利用Steiner信道估計器得到的原始信道估計結(jié)果計算噪
聲功率o 2。步驟103，Steiner信道估計器得到的原始信道估計結(jié)果經(jīng)過門限處理，得到經(jīng)門
限處理后的信道估計結(jié)果h'，其中h' = {h' 0,h' 步驟104，依照前述的計算式(3)計算每個抽頭的權(quán)值。 ,|2
-,i = 0,1, ...，L-l............(4)W,L-L
\h;\其中L = 64是preamble碼序列長度，其中12為經(jīng)過門限處理后的信道估 計結(jié)果的各抽頭功率。
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當(dāng)然，本實施例并不限于以上述計算式(3)來計算權(quán)值，在容許的計算復(fù)雜度和 誤差范圍內(nèi)，可以采用根據(jù)上述準(zhǔn)則(1)所推導(dǎo)的其他計算式來完成上述計算。步驟105，按照步驟104所計算的權(quán)值對抽頭進行加權(quán)hi = Wjh' p i = 0，1， ，L-l。這就是經(jīng)抽頭加權(quán)后的信道估計結(jié)果。上述的步驟103是出于優(yōu)化的目的而提出的，事實上，在本發(fā)明的其他實施例中， 可以不經(jīng)步驟103而直接到步驟104，計算原始信道估計結(jié)果的每個抽頭的權(quán)值，然后在步 驟105按照步驟104所計算的權(quán)值對原始信道估計結(jié)果的多個抽頭進行加權(quán)。其中權(quán)值計 算如下
............(5)其中L是信道估計所用的引導(dǎo)序列長度，0 2為所述噪聲功率，比〃為原始信道估 計結(jié)果的各個抽頭。另外，本發(fā)明提出一種用以執(zhí)行上述方法的信道估計裝置，參照圖2所示，此信道 估計裝置一實施例的結(jié)構(gòu)描述如下一 Steiner信道估計器201，在處理一個時隙的數(shù)據(jù)時，使用該時隙與數(shù)據(jù)部分 相鄰的64chips (碼片)preamble (引導(dǎo)序列)數(shù)據(jù)進行信道估計，得到原始信道估計結(jié)果 h" = {h" 0，h" ...h" l_J，L = 64。一噪聲估計器202連接該信道估計器201，利用 Steiner信道估計器得到的原始信道估計結(jié)果計算噪聲功率o 2。一門限處理單元203連 接該信道估計器201，將Steiner信道估計器201得到的原始信道估計結(jié)果經(jīng)過門限處理， 得到經(jīng)門限處理后的信道估計結(jié)果h'，其中h' = {h' 0, h' i，...h' h}，L = 64。一 抽頭權(quán)值計算單元204依照前述的計算式(4)計算每個抽頭的權(quán)值，計算過程如下
，其中 L = 64 是基本 preamble 碼序列長度。一抽頭加權(quán)單元205，連接抽頭權(quán)值計算單元204，按照所計算的權(quán)值對抽頭進行 加權(quán)，即比=Wih' y i = 0，1，. . .，L-l，這就是經(jīng)抽頭加權(quán)后的信道估計結(jié)果?；谇笆龅姆椒▽嵤├部梢允÷蚤T限處理單元203，在抽頭權(quán)值計算單元204 依照計算式(5)計算原始信道估計結(jié)果的每個抽頭的權(quán)值后，由抽頭加權(quán)單元206按照所 計算的權(quán)值對原始信道估計結(jié)果的多個抽頭進行加權(quán)。為驗證本發(fā)明的效果，下面將采用本發(fā)明的方法后的鏈路性能與未采用本發(fā)明的 方法的鏈路性能進行比較。圖3為采用本發(fā)明的加權(quán)方法后的鏈路性能與未用本發(fā)明的加 權(quán)方法的鏈路性能對比圖。其中仿真時使用的衰落信道配置如表1所示。表1MBSFN信道模式2配置
從圖3可以看出，采用本發(fā)明后MTCH單天線性能比未用本發(fā)明的鏈路性能提升大 約 0. 3dB。綜上所述，本發(fā)明的實施例針對接收系統(tǒng)的信道估計實現(xiàn)，在經(jīng)過信道估計器及 門限處理后，對信道估計結(jié)果進行功率修正，除去背景噪聲對信道估計準(zhǔn)確性的影響，信道 估計更準(zhǔn)確，更接近真實值，有效提高檢測性能。本發(fā)明具有計算量增加不大，并且實現(xiàn)簡 單的特點。雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技 術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的修改和完善，因此本發(fā)明的保護范 圍當(dāng)以權(quán)利要求書所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種信道估計方法，包括以下步驟a.處理一時隙數(shù)據(jù)，從所述時隙數(shù)據(jù)中獲得原始信道估計結(jié)果，其中所述原始信道估計結(jié)果包括多個抽頭；b.利用所述原始信道估計結(jié)果計算噪聲功率；c.計算每個抽頭的權(quán)值，其中該權(quán)值組成的向量滿足如下準(zhǔn)則使經(jīng)過加權(quán)的信道估計結(jié)果與實際的信道沖擊響應(yīng)之間的估計誤差最小化；d.按照步驟c所計算的權(quán)值對原始信道估計結(jié)果的多個抽頭進行加權(quán)。
2.如權(quán)利要求1所述的信道估計方法，其特征在于，所述每個抽頭的權(quán)值為 ，其中L是信道估計所用的引導(dǎo)序列長度，σ 2為所 述噪聲功率，h/'為原始信道估計結(jié)果的各個抽頭。
3.如權(quán)利要求1所述的信道估計方法，其特征在于，步驟a中處理所述時隙數(shù)據(jù)時，使 用該時隙中與數(shù)據(jù)部分相鄰的引導(dǎo)序列進行信道估計。
4.如權(quán)利要求3所述的信道估計方法，其特征在于，步驟a中處理所述時隙數(shù)據(jù)時，還 同時利用與該時隙相鄰的另一時隙的引導(dǎo)序列進行信道估計。
5.如權(quán)利要求1或3或4所述的信道估計方法，其特征在于，步驟c之前還包括，對原 始信道估計結(jié)果進行門限處理，得到包括多個抽頭的經(jīng)門限處理的信道估計結(jié)果，其中在 步驟c中計算經(jīng)門限處理的每個抽頭的權(quán)值，且在步驟d中對經(jīng)門限處理的信道估計結(jié)果 的多個抽頭進行加權(quán)。
6.如權(quán)利要求5所述的信道估計方法，其特征在于，所述每個抽頭的權(quán)值為 . .，L-1，其中L是信道估計所用的引導(dǎo)序列長度，O 2為所述 噪聲功率，h/為經(jīng)門限處理的信道估計結(jié)果的各個抽頭。
7.如權(quán)利要求1所述的信道估計方法，其特征在于，步驟a中使用Steiner信道估計器 進行信道估計。
8.一種信道估計裝置，包括信道估計器，處理一時隙數(shù)據(jù)，從所述時隙數(shù)據(jù)中獲得原始信道估計結(jié)果，其中所述原 始信道估計結(jié)果包括多個抽頭；噪聲估計器，利用所述原始信道估計結(jié)果計算噪聲功率；抽頭權(quán)值計算單元，計算每個抽頭的權(quán)值，其中該權(quán)值組成的向量滿足如下準(zhǔn)則使經(jīng) 過加權(quán)的信道估計結(jié)果與實際的信道沖擊響應(yīng)之間的估計誤差最小化；抽頭加權(quán)單元，按照所計算的權(quán)值對原始信道估計結(jié)果的多個抽頭進行加權(quán)。
9.如權(quán)利要求8所述的信道估計裝置，其特征在于，所述每個抽頭的權(quán)值為 ,..., L-1，其中L是信道估計所用的引導(dǎo)序列長度，σ 2為所 述噪聲功率，h/'為原始信道估計結(jié)果的各個抽頭。
10.如權(quán)利要求8所述的信道估計裝置，其特征在于，所述信道估計器使用該時隙中與數(shù)據(jù)部分相鄰的弓I導(dǎo)序列進行信道估計。
11.如權(quán)利要求10所述的信道估計裝置，其特征在于，所述信道估計器還同時利用與 該時隙相鄰的另一時隙的引導(dǎo)序列進行信道估計。
12.如權(quán)利要求8或10或11所述的信道估計裝置，其特征在于，還包括門限處理單 元，對所述原始信道估計結(jié)果進行門限處理，得到包括多個抽頭的經(jīng)門限處理的信道估計 結(jié)果，其中所述抽頭權(quán)值計算單元計算經(jīng)門限處理的每個抽頭的權(quán)值，且所述抽頭加權(quán)單 元對經(jīng)門限處理的信道估計結(jié)果的多個抽頭進行加權(quán)。
13.如權(quán)利要求12所述的信道估計裝置，其特征在于，所述每個抽頭的權(quán)值為 , i = 0，1，. . .，L-1，其中L是信道估計所用的引導(dǎo)序列長度，σ2為所述噪聲功率，h/為經(jīng)門限處理的信道估計結(jié)果的各個抽頭。
14.如權(quán)利要求8所述的信道估計裝置，其特征在于，所述信道估計器為Steiner信道 估計器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種信道估計方法和裝置，用以對信道估計器的信道估計結(jié)果進行進一步修正。在本發(fā)明的方法中，首先處理一時隙數(shù)據(jù)，從所述時隙數(shù)據(jù)中獲得原始信道估計結(jié)果，其中所述原始信道估計結(jié)果包括多個抽頭。其次，利用所述原始信道估計結(jié)果計算噪聲功率；再者，計算每個抽頭的權(quán)值，其中該權(quán)值組成的向量滿足如下準(zhǔn)則使經(jīng)過加權(quán)的信道估計結(jié)果與實際的信道沖擊響應(yīng)之間的估計誤差最小化；最后，按照所計算的權(quán)值對原始信道估計結(jié)果的多個抽頭進行加權(quán)。
文檔編號H04B1/707GK101867534SQ20091004932
公開日2010年10月20日 申請日期2009年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月15日
發(fā)明者嚴偉, 馮炎, 羅新 申請人:聯(lián)芯科技有限公司