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信道及噪聲估計(jì)方法、信道及噪聲估計(jì)裝置與流程

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信道及噪聲估計(jì)方法、信道及噪聲估計(jì)裝置與流程
本發(fā)明涉及無(wú)線通信領(lǐng)域,特別是涉及信道及噪聲估計(jì)方法、信道及噪聲估計(jì)裝置。

背景技術(shù):
在長(zhǎng)期演進(jìn)(LongTermEvolution,LTE)無(wú)線通信系統(tǒng)中,信噪比為衡量通信系統(tǒng)接收性能的一個(gè)重要指標(biāo),而信噪比受到信號(hào)功率、噪聲功率等估計(jì)值的影響,且信號(hào)功率、噪聲功率以及信號(hào)、噪聲的相關(guān)性等估計(jì)值的精確與否直接影響著通信系統(tǒng)中后續(xù)的解調(diào)模塊對(duì)信號(hào)的解調(diào)結(jié)果。本申請(qǐng)發(fā)明人在長(zhǎng)期研發(fā)中發(fā)現(xiàn),現(xiàn)有技術(shù)中,對(duì)于無(wú)線通信系統(tǒng)中信號(hào)功率以及噪聲功率的估計(jì)方法存在準(zhǔn)確性不高、復(fù)雜度較高的問(wèn)題,且沒有對(duì)不同接收天線間的信號(hào)、噪聲的相關(guān)性進(jìn)行估計(jì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種信道及噪聲估計(jì)方法、信道及噪聲估計(jì)裝置,能夠降低信號(hào)、噪聲估計(jì)的復(fù)雜度,提高估計(jì)量的精度。為解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明的一方面是:提供一種信道及噪聲估計(jì)方法,包括:對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)得到實(shí)際信道估計(jì)值;對(duì)實(shí)際信道估計(jì)值進(jìn)行濾波得到濾波信道估計(jì)值;根據(jù)濾波信道估計(jì)值計(jì)算得到有偏的噪聲功率值、有偏的信號(hào)功率值、有偏的噪聲相關(guān)性以及有偏的信號(hào)相關(guān)性;根據(jù)有偏的噪聲功率值、有偏的信號(hào)功率值、有偏的噪聲相關(guān)性以及有偏的信號(hào)相關(guān)性,計(jì)算得到無(wú)偏的噪聲功率值、無(wú)偏的信號(hào)功率值、無(wú)偏的噪聲相關(guān)性以及無(wú)偏的信號(hào)相關(guān)性。其中,對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)得到實(shí)際信道估計(jì)值的步驟包括:對(duì)至少一第一接收天線、一第二接收天線接收到的信號(hào)分別進(jìn)行信道估計(jì)得到對(duì)應(yīng)的實(shí)際信道估計(jì)值其中,表示第一接收天線對(duì)應(yīng)的實(shí)際信道估計(jì)值,表示第二接收天線對(duì)應(yīng)的實(shí)際信道估計(jì)值。其中,對(duì)實(shí)際信道估計(jì)值進(jìn)行濾波得到濾波信道估計(jì)值的步驟包括:利用一第一濾波器、一第二濾波器分別對(duì)實(shí)際信道估計(jì)值進(jìn)行濾波得到對(duì)應(yīng)的濾波信道估計(jì)值其中,表示經(jīng)第一濾波器濾波后得到的濾波信道估計(jì)值,表示經(jīng)第一濾波器濾波后得到的濾波信道估計(jì)值,表示經(jīng)第二濾波器濾波后得到的濾波信道估計(jì)值,表示經(jīng)第二濾波器濾波后得到的濾波信道估計(jì)值。其中,的值分別如下所示:其中,表示第一接收天線的理想信道估計(jì)值,v1表示第一接收天線的噪聲值,表示第二接收天線的理想信道估計(jì)值,v2表示第二接收天線的噪聲值;的計(jì)算公式分別如下所示:其中,w表示第一濾波器的系數(shù)行向量,k表示頻域上第k個(gè)子載波,u表示第二濾波器的系數(shù)行向量。其中,第一濾波器和第二濾波器線性無(wú)關(guān)。其中,根據(jù)濾波信道估計(jì)值計(jì)算得到有偏的噪聲功率值、有偏的信號(hào)功率值、有偏的噪聲相關(guān)性以及有偏的信號(hào)相關(guān)性的步驟包括:分別根據(jù)計(jì)算得到第一接收天線、第二接收天線對(duì)應(yīng)的有偏的噪聲功率值有偏的信號(hào)功率值和之間的有偏的噪聲相關(guān)性以及和之間的有偏的信號(hào)相關(guān)性的計(jì)算公式分別如下所示:其中,表示第一接收天線對(duì)應(yīng)的有偏的噪聲功率值,表示第二接收天線對(duì)應(yīng)的有偏的噪聲功率值,表示第一接收天線對(duì)應(yīng)的有偏的信號(hào)功率值,表示第二接收天線對(duì)應(yīng)的有偏的信號(hào)功率值,表示有偏的噪聲相關(guān)性,表示有偏的信號(hào)相關(guān)性,Ek(·)表示在頻域上求平均,(·)*表示共軛。其中,根據(jù)有偏的噪聲功率值、有偏的信號(hào)功率值、有偏的噪聲相關(guān)性以及有偏的信號(hào)相關(guān)性,計(jì)算得到無(wú)偏的噪聲功率值、無(wú)偏的信號(hào)功率值、無(wú)偏的噪聲相關(guān)性以及無(wú)偏的信號(hào)相關(guān)性的步驟包括:根據(jù)(1)、(3)、(7)式可得:根據(jù)(1)、(5)、(9)式可得:聯(lián)立(13)、(14)式可得:對(duì)(15)式中的矩陣求逆以及根據(jù)第一接收天線對(duì)應(yīng)的有偏的噪聲功率值第一接收天線對(duì)應(yīng)的有偏的信號(hào)功率值可得:其中,E(·)表示求平均,(·)H表示共軛轉(zhuǎn)置,I表示單位矩陣,RHH表示在各子載波上的相關(guān)性矩陣,表示第一接收天線對(duì)應(yīng)的無(wú)偏的信號(hào)功率值,表示第一接收天線對(duì)應(yīng)的無(wú)偏的噪聲功率值;同理可求得第二接收天線對(duì)應(yīng)的無(wú)偏的信號(hào)功率值以及第二接收天線對(duì)應(yīng)的無(wú)偏的噪聲功率值根據(jù)(1)、(2)、(3)、(4)、(11)式可得:根據(jù)(1)、(2)、(5)、(6)、(12)式可得:聯(lián)立(17)、(18)式可得:對(duì)(19)式中的矩陣求逆以及根據(jù)有偏的噪聲相關(guān)性有偏的信號(hào)相關(guān)性可得:其中,β12表示和之間的無(wú)偏的信號(hào)相關(guān)性,γ12表示和之間的無(wú)偏的噪聲相關(guān)性。其中,在根據(jù)有偏的噪聲功率值、有偏的信號(hào)功率值、有偏的噪聲相關(guān)性以及有偏的信號(hào)相關(guān)性,計(jì)算得到無(wú)偏的噪聲功率值、無(wú)偏的信號(hào)功率值、無(wú)偏的噪聲相關(guān)性以及無(wú)偏的信號(hào)相關(guān)性的步驟之后還包括:對(duì)無(wú)偏的噪聲功率值、無(wú)偏的信號(hào)功率值、無(wú)偏的噪聲相關(guān)性以及無(wú)偏的信號(hào)相關(guān)性進(jìn)行頻域平滑;對(duì)頻域平滑后的無(wú)偏的噪聲功率值、無(wú)偏的信號(hào)功率值、無(wú)偏的噪聲相關(guān)性以及無(wú)偏的信號(hào)相關(guān)性在時(shí)域進(jìn)行濾波;對(duì)濾波后的無(wú)偏的噪聲功率值、無(wú)偏的信號(hào)功率值、無(wú)偏的噪聲相關(guān)性以及無(wú)偏的信號(hào)相關(guān)性進(jìn)行解調(diào)。為解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明的另一方面是:提供一種信道及噪聲估計(jì)裝置,包括:信道估計(jì)模塊,用于對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)得到實(shí)際信道估計(jì)值;第一濾波模塊、第二濾波模塊,用于分別對(duì)實(shí)際信道估計(jì)值進(jìn)行濾波得到濾波信道估計(jì)值;第一計(jì)算模塊,用于根據(jù)濾波信道估計(jì)值計(jì)算得到有偏的噪聲功率值、有偏的信號(hào)功率值、有偏的噪聲相關(guān)性以及有偏的信號(hào)相關(guān)性;第二計(jì)算模塊,用于根據(jù)有偏的噪聲功率值、有偏的信號(hào)功率值、有偏的噪聲相關(guān)性以及有偏的信號(hào)相關(guān)性,計(jì)算得到無(wú)偏的噪聲功率值、無(wú)偏的信號(hào)功率值、無(wú)偏的噪聲相關(guān)性以及無(wú)偏的信號(hào)相關(guān)性。其中,信道估計(jì)模塊具體用于對(duì)至少一第一接收天線、一第二接收天線接收到的信號(hào)分別進(jìn)行信道估計(jì)得到對(duì)應(yīng)的實(shí)際信道估計(jì)值其中,表示第一接收天線對(duì)應(yīng)的實(shí)際信道估計(jì)值,表示第二接收天線對(duì)應(yīng)的實(shí)際信道估計(jì)值。其中,第一濾波模塊、第二濾波模塊分別具體用于對(duì)實(shí)際信道估計(jì)值進(jìn)行濾波得到對(duì)應(yīng)的濾波信道估計(jì)值其中,表示經(jīng)第一濾波模塊濾波后得到的濾波信道估計(jì)值,表示經(jīng)第一濾波模塊濾波后得到的濾波信道估計(jì)值,表示經(jīng)第二濾波模塊濾波后得到的濾波信道估計(jì)值,表示經(jīng)第二濾波模塊濾波后得到的濾波信道估計(jì)值;其中,第一濾波模塊和第二濾波模塊線性無(wú)關(guān)。其中,的值分別如下所示:其中,表示第一接收天線的理想信道估計(jì)值,v1表示第一接收天線的噪聲值,表示第二接收天線的理想信道估計(jì)值,v2表示第二接收天線的噪聲值;的計(jì)算公式分別如下所示:其中,w表示第一濾波模塊的系數(shù)行向量,k表示頻域上第k個(gè)子載波,u表示第二濾波模塊的系數(shù)行向量。其中,第一計(jì)算模塊具體用于分別根據(jù)計(jì)算得到第一接收天線、第二接收天線對(duì)應(yīng)的有偏的噪聲功率值有偏的信號(hào)功率值和之間的有偏的噪聲相關(guān)性以及和之間的有偏的信號(hào)相關(guān)性的計(jì)算公式分別如下所示:其中,表示第一接收天線對(duì)應(yīng)的有偏的噪聲功率值,表示第二接收天線對(duì)應(yīng)的有偏的噪聲功率值,表示第一接收天線對(duì)應(yīng)的有偏的信號(hào)功率值,表示第二接收天線對(duì)應(yīng)的有偏的信號(hào)功率值,表示有偏的噪聲相關(guān)性,表示有偏的信號(hào)相關(guān)性,Ek(·)表示在頻域上求平均,(·)*表示共軛。其中,第二計(jì)算模塊具體用于根據(jù)(1)、(3)、(7)式而得到:第二計(jì)算模塊具體用于根據(jù)(1)、(5)、(9)式而得到:第二計(jì)算模塊具體用于聯(lián)立(13)、(14)式而得到:第二計(jì)算模塊具體用于對(duì)(15)式中的矩陣求逆以及根據(jù)第一接收天線對(duì)應(yīng)的有偏的噪聲功率值第一接收天線對(duì)應(yīng)的有偏的信號(hào)功率值而得到:其中,E(·)表示求平均,(·)H表示共軛轉(zhuǎn)置,I表示單位矩陣,RHH表示在各子載波上的相關(guān)性矩陣,表示第一接收天線對(duì)應(yīng)的無(wú)偏的信號(hào)功率值,表示第一接收天線對(duì)應(yīng)的無(wú)偏的噪聲功率值;第二計(jì)算模塊具體用于同理求得第二接收天線對(duì)應(yīng)的無(wú)偏的信號(hào)功率值以及第二接收天線對(duì)應(yīng)的無(wú)偏的噪聲功率值第二計(jì)算模塊具體用于根據(jù)(1)、(2)、(3)、(4)、(11)式而得到:第二計(jì)算模塊具體用于根據(jù)(1)、(2)、(5)、(6)、(12)式而得到:第二計(jì)算模塊具體用于聯(lián)立(17)、(18)式而得到:第二計(jì)算模塊具體用于對(duì)(19)式中的矩陣求逆以及根據(jù)有偏的噪聲相關(guān)性有偏的信號(hào)相關(guān)性而得到:其中,β12表示和之間的無(wú)偏的信號(hào)相關(guān)性,γ12表示和之間的無(wú)偏的噪聲相關(guān)性。其中,信道及噪聲估計(jì)裝置還包括:頻域平滑模塊,用于對(duì)無(wú)偏的噪聲功率值、無(wú)偏的信號(hào)功率值、無(wú)偏的噪聲相關(guān)性以及無(wú)偏的信號(hào)相關(guān)性進(jìn)行頻域平滑;時(shí)域?yàn)V波模塊,用于對(duì)頻域平滑后的無(wú)偏的噪聲功率值、無(wú)偏的信號(hào)功率值、無(wú)偏的噪聲相關(guān)性以及無(wú)偏的信號(hào)相關(guān)性在時(shí)域進(jìn)行濾波;解調(diào)模塊,用于對(duì)濾波后的無(wú)偏的噪聲功率值、無(wú)偏的信號(hào)功率值、無(wú)偏的噪聲相關(guān)性以及無(wú)偏的信號(hào)相關(guān)性進(jìn)行解調(diào)。本發(fā)明的有益效果是:區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況,本發(fā)明通過(guò)對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)得到實(shí)際信道估計(jì)值,對(duì)實(shí)際信道估計(jì)值進(jìn)行濾波得到濾波信道估計(jì)值,進(jìn)而根據(jù)濾波信道估計(jì)值計(jì)算得到有偏的噪聲功率值、有偏的信號(hào)功率值、有偏的噪聲相關(guān)性以及有偏的信號(hào)相關(guān)性;進(jìn)一步根據(jù)得到的有偏的噪聲功率值、有偏的信號(hào)功率值、有偏的噪聲相關(guān)性以及有偏的信號(hào)相關(guān)性,計(jì)算得到無(wú)偏的噪聲功率值、無(wú)偏的信號(hào)功率值、無(wú)偏的噪聲相關(guān)性以及無(wú)偏的信號(hào)相關(guān)性,能夠降低信號(hào)、噪聲估計(jì)的復(fù)雜度,提高估計(jì)量的精度。附圖說(shuō)明圖1是本發(fā)明信道及噪聲估計(jì)方法第一實(shí)施方式的流程圖;圖2是本發(fā)明信道及噪聲估計(jì)方法第二實(shí)施方式的流程圖;圖3是本發(fā)明信道及噪聲估計(jì)方法第二實(shí)施方式中利用噪聲矩陣進(jìn)行解調(diào)與僅利用噪聲矩陣對(duì)角線上的元素進(jìn)行解調(diào)的解調(diào)性能對(duì)比圖;圖4是本發(fā)明信道及噪聲估計(jì)裝置一實(shí)施方式的原理框圖。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施方式中的附圖,對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施方式僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施方式,而不是全部的實(shí)施方式?;诒景l(fā)明中的實(shí)施方式,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施方式,均屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。請(qǐng)參閱圖1,本發(fā)明信道及噪聲估計(jì)方法第一實(shí)施方式包括:步驟S101:對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)得到實(shí)際信道估計(jì)值;對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)得到實(shí)際信道估計(jì)值,具體包括:信道估計(jì)裝置對(duì)至少一第一接收天線、一第二接收天線接收到的信號(hào)分別進(jìn)行信道估計(jì)得到對(duì)應(yīng)的實(shí)際信道估計(jì)值其中的值分別如下所示:其中,表示第一接收天線對(duì)應(yīng)的實(shí)際信道估計(jì)值,表示第一接收天線的理想信道估計(jì)值,v1表示第一接收天線的噪聲值,表示第二接收天線對(duì)應(yīng)的實(shí)際信道估計(jì)值,表示第二接收天線的理想信道估計(jì)值,v2表示第二接收天線的噪聲值。其中,發(fā)射天線通過(guò)信道發(fā)射信號(hào),第一接收天線、第二接收天線接收經(jīng)過(guò)信道傳送的信號(hào)。信道估計(jì)為從接收信號(hào)中將假定的某個(gè)信道模型的模型參數(shù)估計(jì)出來(lái)的過(guò)程,是信道對(duì)輸入信號(hào)影響的一種數(shù)學(xué)表示。在本實(shí)施方式中,對(duì)第一接收天線、第二接收天線接收到的信號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)采用的方法為最小二乘(LeastSquare,LS)信道估計(jì)算法:利用接收到的信號(hào)中的參考信號(hào)除以發(fā)射的參考信號(hào)而得到第一接收天線、第二接收天線對(duì)應(yīng)的實(shí)際信道估計(jì)值在其他實(shí)施方式中,也可以設(shè)置更多接收天線,并且也可采用其他信道估計(jì)算法,此作不作過(guò)多限制。步驟S102:對(duì)實(shí)際信道估計(jì)值進(jìn)行濾波得到濾波信道估計(jì)值;對(duì)第一接收天線、第二接收天線對(duì)應(yīng)的實(shí)際信道估計(jì)值進(jìn)行濾波得到濾波信道估計(jì)值,具體包括:利用一第一濾波器、一第二濾波器分別對(duì)第一接收天線、第二接收天線對(duì)應(yīng)的實(shí)際信道估計(jì)值進(jìn)行濾波得到對(duì)應(yīng)的濾波信道估計(jì)值其中的計(jì)算公式分別如下所示:其中,表示第一接收天線對(duì)應(yīng)的實(shí)際信道估計(jì)值經(jīng)第一濾波器濾波后得到的濾波信道估計(jì)值,表示第二接收天線對(duì)應(yīng)的實(shí)際信道估計(jì)值經(jīng)第一濾波器濾波后得到的濾波信道估計(jì)值,w表示第一濾波器的系數(shù)行向量,k表示頻域上第k個(gè)子載波,表示第一接收天線對(duì)應(yīng)的實(shí)際信道估計(jì)值經(jīng)第二濾波器濾波后得到的濾波信道估計(jì)值,表示第二接收天線對(duì)應(yīng)的實(shí)際信道估計(jì)值經(jīng)第二濾波器濾波后得到的濾波信道估計(jì)值,u表示第二濾波器的系數(shù)行向量。濾波器是一種對(duì)信號(hào)有處理作用的器件或電路,能得到一個(gè)特定頻率或消除一個(gè)特定頻率。上述第一濾波器和第二濾波器線性無(wú)關(guān)。第一濾波器可選取為插值濾波器,第二濾波器相應(yīng)選取為與第一濾波器線性無(wú)關(guān)的插值濾波器,第二濾波器的系數(shù)行向量u為(e-w),其中e表示基向量[0,…,0,1,0,…,0]。步驟S103:根據(jù)濾波信道估計(jì)值計(jì)算得到有偏的噪聲功率值、有偏的信號(hào)功率值、有偏的噪聲相關(guān)性、有偏的信號(hào)相關(guān)性;根據(jù)步驟S102計(jì)算得到的濾波信道估計(jì)值進(jìn)一步計(jì)算得到有偏的噪聲功率值、有偏的信號(hào)功率值、有偏的噪聲相關(guān)性以及有偏的信號(hào)相關(guān)性,具體包括:分別根據(jù)計(jì)算得到第一接收天線、第二接收天線對(duì)應(yīng)的有偏的噪聲功率值有偏的信號(hào)功率值和之間的有偏的噪聲相關(guān)性以及和之間的有偏的信號(hào)相關(guān)性的計(jì)算公式分別如下所示:其中,表示第一接收天線對(duì)應(yīng)的有偏的噪聲功率值,表示第二接收天線對(duì)應(yīng)的有偏的噪聲功率值,表示第一接收天線對(duì)應(yīng)的有偏的信號(hào)功率值,表示第二接收天線對(duì)應(yīng)的有偏的信號(hào)功率值,表示和之間的有偏的噪聲相關(guān)性,表示和之間表示有偏的信號(hào)相關(guān)性,Ek(·)表示在頻域上求平均,(·)*表示共軛。上述有偏的噪聲功率值有偏的信號(hào)功率值有偏的噪聲相關(guān)性有偏的信號(hào)相關(guān)性等數(shù)值中的有偏表示有偏估計(jì),有偏估計(jì)即參數(shù)的樣本估計(jì)值的期望值不等于參數(shù)的真實(shí)值,例如A′=f(x1,x2,...,xn)是未知參數(shù)A的一個(gè)點(diǎn)估計(jì)量,若E(A′)≠A,則稱E(A′)為A的有偏估計(jì)量。步驟S104:根據(jù)有偏的噪聲功率值、有偏的信號(hào)功率值、有偏的噪聲相關(guān)性以及有偏的信號(hào)相關(guān)性,計(jì)算得到無(wú)偏的噪聲功率值、無(wú)偏的信號(hào)功率值、無(wú)偏的噪聲相關(guān)性、無(wú)偏的信號(hào)相關(guān)性。根據(jù)有偏的噪聲功率值有偏的信號(hào)功率值有偏的噪聲相關(guān)性以及有偏的信號(hào)相關(guān)性計(jì)算得到無(wú)偏的噪聲功率值、無(wú)偏的信號(hào)功率值、無(wú)偏的噪聲相關(guān)性以及無(wú)偏的信號(hào)相關(guān)性,具體包括:1、對(duì)于第一接收天線對(duì)應(yīng)的無(wú)偏的噪聲功率值無(wú)偏的信號(hào)功率值計(jì)算過(guò)程如下:根據(jù)(1)、(3)、(7)式可得:根據(jù)(1)、(5)、(9)式可得:聯(lián)立(13)、(14)式可得:對(duì)(15)式中的矩陣求逆以及根據(jù)第一接收天線對(duì)應(yīng)的有偏的噪聲功率值第一接收天線對(duì)應(yīng)的有偏的信號(hào)功率值可得:其中,上述各式中的E(·)表示求平均,(·)H表示共軛轉(zhuǎn)置,I表示單位矩陣,RHH表示在各子載波上的相關(guān)性矩陣,表示第一接收天線對(duì)應(yīng)的無(wú)偏的信號(hào)功率值,表示第一接收天線對(duì)應(yīng)的無(wú)偏的噪聲功率值。2、對(duì)于第二接收天線對(duì)應(yīng)的無(wú)偏的噪聲功率值無(wú)偏的信號(hào)功率值計(jì)算過(guò)程如下:根據(jù)(2)、(4)、(8)式可得:根據(jù)(2)、(6)、(10)式可得:聯(lián)立(17)、(18)式可得:對(duì)(19)式中的矩陣求逆以及根據(jù)第二接收天線對(duì)應(yīng)的有偏的噪聲功率值第二接收天線對(duì)應(yīng)的有偏的信號(hào)功率值可得:其中,上述各式中的E(·)表示求平均,(·)H表示共軛轉(zhuǎn)置,I表示單位矩陣,RHH表示在各子載波上的相關(guān)性矩陣,表示第二接收天線對(duì)應(yīng)的無(wú)偏的信號(hào)功率值,表示第二接收天線對(duì)應(yīng)的無(wú)偏的噪聲功率值。3、對(duì)于無(wú)偏的信號(hào)相關(guān)性β12、無(wú)偏的噪聲相關(guān)性γ12計(jì)算過(guò)程如下:根據(jù)(1)、(2)、(3)、(4)、(11)式可得:根據(jù)(1)、(2)、(5)、(6)、(12)式可得:聯(lián)立(21)、(22)式可得:對(duì)(23)式中的矩陣求逆以及根據(jù)有偏的噪聲相關(guān)性有偏的信號(hào)相關(guān)性可得:其中,β12表示和之間的無(wú)偏的信號(hào)相關(guān)性,γ12表示和之間的無(wú)偏的噪聲相關(guān)性。上述無(wú)偏的噪聲功率值無(wú)偏的信號(hào)功率值無(wú)偏的噪聲相關(guān)性γ12、無(wú)偏的信號(hào)相關(guān)性β12等數(shù)值中的無(wú)偏表示無(wú)偏估計(jì),無(wú)偏估計(jì)即參數(shù)的樣本估計(jì)值的期望值等于參數(shù)的真實(shí)值,例如B′=g(x1,x2,...,xn)是未知參數(shù)B的一個(gè)點(diǎn)估計(jì)量,若E(B′)=B,則稱E(B′)為B的無(wú)偏估計(jì)量。由上述(16)、(20)、(24)式可分別計(jì)算得到第一接收天線對(duì)應(yīng)的無(wú)偏的信號(hào)功率值無(wú)偏的噪聲功率值第二接收天線對(duì)應(yīng)的無(wú)偏的信號(hào)功率值無(wú)偏的噪聲功率值和之間的無(wú)偏的信號(hào)相關(guān)性β12以及和之間的無(wú)偏的噪聲相關(guān)性γ12??梢钥闯觯瑢?duì)于上述各無(wú)偏估計(jì)量的計(jì)算均利用到相同的一個(gè)二階矩陣的逆矩陣只需計(jì)算一次上述逆矩陣的值即可應(yīng)用于無(wú)偏信號(hào)功率值等多個(gè)無(wú)偏估計(jì)量的計(jì)算,計(jì)算復(fù)雜度簡(jiǎn)單??梢岳斫?,本發(fā)明信道及噪聲估計(jì)方法第一實(shí)施方式通過(guò)對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)得到實(shí)際信道估計(jì)值,對(duì)實(shí)際信道估計(jì)值進(jìn)行濾波得到濾波信道估計(jì)值,進(jìn)而根據(jù)濾波信道估計(jì)值計(jì)算得到有偏的噪聲功率值、有偏的信號(hào)功率值、有偏的噪聲相關(guān)性以及有偏的信號(hào)相關(guān)性;進(jìn)一步根據(jù)得到的有偏的噪聲功率值、有偏的信號(hào)功率值、有偏的噪聲相關(guān)性、有偏的信號(hào)相關(guān)性以及一個(gè)二階矩陣的逆矩陣計(jì)算得到無(wú)偏的噪聲功率值、無(wú)偏的信號(hào)功率值、無(wú)偏的噪聲相關(guān)性以及無(wú)偏的信號(hào)相關(guān)性,能夠降低信號(hào)、噪聲估計(jì)的復(fù)雜度,提高估計(jì)量的精度。請(qǐng)參閱圖2,本發(fā)明信道及噪聲估計(jì)方法第二實(shí)施方式包括:步驟S201:對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)得到實(shí)際信道估計(jì)值;分別對(duì)第一接收天線、第二接收天線接收到的信號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)得到對(duì)應(yīng)的實(shí)際信道估計(jì)值步驟S202:對(duì)實(shí)際信道估計(jì)值進(jìn)行濾波得到濾波信道估計(jì)值;利用第一濾波器、第二濾波器分別對(duì)第一接收天線、第二接收天線對(duì)應(yīng)的實(shí)際信道估計(jì)值進(jìn)行濾波得到對(duì)應(yīng)的濾波信道估計(jì)值其中,表示第一接收天線對(duì)應(yīng)的實(shí)際信道估計(jì)值經(jīng)第一濾波器濾波后得到的濾波信道估計(jì)值,表示第二接收天線對(duì)應(yīng)的實(shí)際信道估計(jì)值經(jīng)第一濾波器濾波后得到的濾波信道估計(jì)值,表示第一接收天線對(duì)應(yīng)的實(shí)際信道估計(jì)值經(jīng)第二濾波器濾波后得到的濾波信道估計(jì)值,表示第二接收天線對(duì)應(yīng)的實(shí)際信道估計(jì)值經(jīng)第二濾波器濾波后得到的濾波信道估計(jì)值。步驟S203:根據(jù)濾波信道估計(jì)值計(jì)算得到有偏的噪聲功率值、有偏的信號(hào)功率值、有偏的噪聲相關(guān)性、有偏的信號(hào)相關(guān)性;根據(jù)步驟S202計(jì)算得到的濾波信道估計(jì)值進(jìn)一步計(jì)算得到第一接收天線、第二接收天線對(duì)應(yīng)的有偏的噪聲功率值有偏的信號(hào)功率值和之間的有偏的噪聲相關(guān)性和之間的有偏的信號(hào)相關(guān)性步驟S204:根據(jù)有偏的噪聲功率值、有偏的信號(hào)功率值、有偏的噪聲相關(guān)性以及有偏的信號(hào)相關(guān)性,計(jì)算得到無(wú)偏的噪聲功率值、無(wú)偏的信號(hào)功率值、無(wú)偏的噪聲相關(guān)性、無(wú)偏的信號(hào)相關(guān)性;根據(jù)有偏的噪聲功率值有偏的信號(hào)功率值有偏的噪聲相關(guān)性以及有偏的信號(hào)相關(guān)性計(jì)算得到無(wú)偏的噪聲功率值、無(wú)偏的信號(hào)功率值、無(wú)偏的噪聲相關(guān)性以及無(wú)偏的信號(hào)相關(guān)性,其中無(wú)偏的噪聲功率值等各無(wú)偏估計(jì)值的計(jì)算結(jié)果如下式所示:其中,表示第一接收天線對(duì)應(yīng)的無(wú)偏的信號(hào)功率值,表示第一接收天線對(duì)應(yīng)的無(wú)偏的噪聲功率值;表示第二接收天線對(duì)應(yīng)的無(wú)偏的信號(hào)功率值,表示第二接收天線對(duì)應(yīng)的無(wú)偏的噪聲功率值;β12表示和之間的無(wú)偏的信號(hào)相關(guān)性,γ12表示和之間的無(wú)偏的噪聲相關(guān)性。步驟S205:進(jìn)行頻域平滑;使用滑動(dòng)平均濾波器對(duì)無(wú)偏的噪聲功率值無(wú)偏的信號(hào)功率值無(wú)偏的噪聲相關(guān)性γ12以及無(wú)偏的信號(hào)相關(guān)性β12進(jìn)行頻域平滑,對(duì)無(wú)偏的噪聲功率值等輸入信息做平均。步驟S206:在時(shí)域進(jìn)行濾波;進(jìn)一步使用無(wú)限脈沖響應(yīng)數(shù)字(InfiniteImpulseResponse,IIR)濾波器對(duì)進(jìn)行頻域平滑后的無(wú)偏的噪聲功率值無(wú)偏的信號(hào)功率值無(wú)偏的噪聲相關(guān)性γ12以及無(wú)偏的信號(hào)相關(guān)性β12在時(shí)域進(jìn)行濾波,將信號(hào)中特定波段頻率濾除,使估計(jì)量更加精確。步驟S207:對(duì)濾波后的無(wú)偏的噪聲功率值、無(wú)偏的信號(hào)功率值、無(wú)偏的噪聲相關(guān)性以及無(wú)偏的信號(hào)相關(guān)性進(jìn)行解調(diào)。解調(diào)器或解調(diào)電路對(duì)進(jìn)行頻域平滑以及濾波后的無(wú)偏的噪聲功率值無(wú)偏的信號(hào)功率值無(wú)偏的噪聲相關(guān)性γ12以及無(wú)偏的信號(hào)相關(guān)性β12進(jìn)行解調(diào),即從接收到的已調(diào)制信號(hào)中恢復(fù)原始傳送的信號(hào),得到較好的解調(diào)信號(hào)結(jié)果。無(wú)偏的信號(hào)功率值等無(wú)偏估計(jì)量還可應(yīng)用于LTE系統(tǒng)的鏈路自適應(yīng)模塊。請(qǐng)參閱圖3,圖3為利用無(wú)偏的噪聲相關(guān)性γ12、無(wú)偏的噪聲功率構(gòu)造的噪聲矩陣進(jìn)行解調(diào)(IRC)與僅利用噪聲矩陣對(duì)角線上的元素進(jìn)行解調(diào)(NO-IRC)的解調(diào)性能對(duì)比圖。從圖3中可以看出,在相同信噪比(SNR)的情況下,利用本實(shí)施方式計(jì)算得到的無(wú)偏的噪聲相關(guān)性、無(wú)偏的噪聲功率而構(gòu)造的噪聲矩陣進(jìn)行IRC解調(diào)其對(duì)應(yīng)的誤塊率(BLER)低于僅利用噪聲矩陣對(duì)角線上的元素進(jìn)行MRC解調(diào)其對(duì)應(yīng)的誤塊率,利用無(wú)偏的噪聲相關(guān)性、無(wú)偏的噪聲功率構(gòu)造的噪聲矩陣進(jìn)行解調(diào)可以得到更好的解調(diào)結(jié)果??梢岳斫?,本發(fā)明信道及噪聲估計(jì)方法第二實(shí)施方式通過(guò)對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)得到實(shí)際信道估計(jì)值,對(duì)實(shí)際信道估計(jì)值進(jìn)行濾波得到濾波信道估計(jì)值,進(jìn)而根據(jù)濾波信道估計(jì)值計(jì)算得到有偏的噪聲功率值、有偏的信號(hào)功率值、有偏的噪聲相關(guān)性以及有偏的信號(hào)相關(guān)性;進(jìn)一步根據(jù)得到的有偏的噪聲功率值、有偏的信號(hào)功率值、有偏的噪聲相關(guān)性、有偏的信號(hào)相關(guān)性以及一個(gè)二階矩陣的逆矩陣計(jì)算得到無(wú)偏的噪聲功率值、無(wú)偏的信號(hào)功率值、無(wú)偏的噪聲相關(guān)性以及無(wú)偏的信號(hào)相關(guān)性,對(duì)上述無(wú)偏的噪聲功率值等無(wú)偏估計(jì)量進(jìn)行頻域平滑、濾波,最后進(jìn)行解調(diào),能夠降低信號(hào)、噪聲估計(jì)的復(fù)雜度,提高估計(jì)量的精度,從而得到更好的解調(diào)結(jié)果。請(qǐng)參閱圖4,本發(fā)明信道及噪聲估計(jì)裝置一實(shí)施方式包括:信道估計(jì)模塊301,用于對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)得到實(shí)際信道估計(jì)值。其中,信道估計(jì)模塊301具體用于對(duì)至少一第一接收天線、一第二接收天線接收到的信號(hào)分別進(jìn)行信道估計(jì)得到對(duì)應(yīng)的實(shí)際信道估計(jì)值的值分別如下所示:其中,表示第一接收天線對(duì)應(yīng)的實(shí)際信道估計(jì)值,表示第一接收天線的理想信道估計(jì)值,v1表示第一接收天線的噪聲值,表示第二接收天線對(duì)應(yīng)的實(shí)際信道估計(jì)值,表示第二接收天線的理想信道估計(jì)值,v2表示第二接收天線的噪聲值。在其他實(shí)施方式中,也可以設(shè)置更多接收天線,此處不作過(guò)多限制。第一濾波模塊302a、第二濾波模塊302b,用于分別對(duì)實(shí)際信道估計(jì)值進(jìn)行濾波得到濾波信道估計(jì)值。其中,第一濾波模塊302a、第二濾波模塊302b分別具體用于對(duì)信道估計(jì)模塊301得到的實(shí)際信道估計(jì)值進(jìn)行濾波得到對(duì)應(yīng)的濾波信道估計(jì)值的計(jì)算公式分別如下所示:其中,表示經(jīng)第一濾波模塊302a濾波后得到的濾波信道估計(jì)值,表示經(jīng)第一濾波模塊302a濾波后得到的濾波信道估計(jì)值,w表示第一濾波模塊302a的系數(shù)行向量,k表示頻域上第k個(gè)子載波,表示經(jīng)第二濾波模塊302b濾波后得到的濾波信道估計(jì)值,表示經(jīng)第二濾波模塊302b濾波后得到的濾波信道估計(jì)值,u表示第二濾波模塊302b的系數(shù)行向量;其中,第一濾波模塊302a和第二濾波模塊302b線性無(wú)關(guān)。第一濾波模塊302a可選取為插值濾波器,第二濾波模塊302b相應(yīng)選取為與第一濾波模塊302a線性無(wú)關(guān)的插值濾波器。第一計(jì)算模塊303,用于根據(jù)第一濾波模塊302a、第二濾波模塊302b得到的濾波信道估計(jì)值計(jì)算得到有偏的噪聲功率值、有偏的信號(hào)功率值、有偏的噪聲相關(guān)性以及有偏的信號(hào)相關(guān)性。其中,第一計(jì)算模塊303具體用于分別根據(jù)計(jì)算得到第一接收天線、第二接收天線對(duì)應(yīng)的有偏的噪聲功率值有偏的信號(hào)功率值和之間的有偏的噪聲相關(guān)性和之間的有偏的信號(hào)相關(guān)性其中的計(jì)算公式分別如下所示:其中,表示第一接收天線對(duì)應(yīng)的有偏的噪聲功率值,表示第二接收天線對(duì)應(yīng)的有偏的噪聲功率值,表示第一接收天線對(duì)應(yīng)的有偏的信號(hào)功率值,表示第二接收天線對(duì)應(yīng)的有偏的信號(hào)功率值,表示有偏的噪聲相關(guān)性,表示有偏的信號(hào)相關(guān)性,Ek(·)表示在頻域上求平均,(·)*表示共軛。第二計(jì)算模塊304,用于根據(jù)第一計(jì)算模塊303得到的有偏的噪聲功率值、有偏的信號(hào)功率值、有偏的噪聲相關(guān)性以及有偏的信號(hào)相關(guān)性進(jìn)一步計(jì)算得到無(wú)偏的噪聲功率值、無(wú)偏的信號(hào)功率值、無(wú)偏的噪聲相關(guān)性以及無(wú)偏的信號(hào)相關(guān)性。其中,第二計(jì)算模塊304具體用于根據(jù)(1)、(3)、(7)式而得到:第二計(jì)算模塊304具體用于根據(jù)(1)、(5)、(9)式而得到:第二計(jì)算模塊304具體用于聯(lián)立(13)、(14)式而得到:第二計(jì)算模塊304具體用于對(duì)(15)式中的矩陣求逆以及根據(jù)第一接收天線對(duì)應(yīng)的有偏的噪聲功率值第一接收天線對(duì)應(yīng)的有偏的信號(hào)功率值而得到:其中,E(·)表示求平均,(·)H表示共軛轉(zhuǎn)置,I表示單位矩陣,RHH表示在各子載波上的相關(guān)性矩陣,表示第一接收天線對(duì)應(yīng)的無(wú)偏的信號(hào)功率值,表示第一接收天線對(duì)應(yīng)的無(wú)偏的噪聲功率值。第二計(jì)算模塊304具體用于同理可求得第二接收天線對(duì)應(yīng)的無(wú)偏的信號(hào)功率值以及第二接收天線對(duì)應(yīng)的無(wú)偏的噪聲功率值第二計(jì)算模塊304對(duì)于無(wú)偏的信號(hào)相關(guān)性β12、無(wú)偏的噪聲相關(guān)性γ12的求解過(guò)程如下所示:第二計(jì)算模塊304具體用于根據(jù)(1)、(2)、(3)、(4)、(11)式而得到:第二計(jì)算模塊304具體用于根據(jù)(1)、(2)、(5)、(6)、(12)式而得到:第二計(jì)算模塊304具體用于聯(lián)立上述(17)、(18)式而得到:第二計(jì)算模塊304具體用于對(duì)(19)式中的矩陣求逆以及根據(jù)有偏的噪聲相關(guān)性有偏的信號(hào)相關(guān)性而得到:其中,β12表示和之間的無(wú)偏的信號(hào)相關(guān)性,γ12表示和之間的無(wú)偏的噪聲相關(guān)性。在其他實(shí)施方式中,第一計(jì)算模塊303和第二計(jì)算模塊304也可集成于一個(gè)模塊當(dāng)中,此處不作過(guò)多限制。此外,信道及噪聲估計(jì)裝置還包括:頻域平滑模塊305,用于對(duì)第二計(jì)算模塊304得到的無(wú)偏的噪聲功率值無(wú)偏的信號(hào)功率值無(wú)偏的噪聲相關(guān)性γ12以及無(wú)偏的信號(hào)相關(guān)性β12進(jìn)行頻域平滑。頻域平滑模塊305可為滑動(dòng)平均濾波器。時(shí)域?yàn)V波模塊306,用于對(duì)在頻域平滑模塊305進(jìn)行頻域平滑后的無(wú)偏的噪聲功率值無(wú)偏的信號(hào)功率值無(wú)偏的噪聲相關(guān)性γ12以及無(wú)偏的信號(hào)相關(guān)性β12在時(shí)域進(jìn)行濾波。時(shí)域?yàn)V波模塊306可為無(wú)限脈沖響應(yīng)數(shù)字(InfiniteImpulseResponse,IIR)濾波器。解調(diào)模塊307,用于對(duì)在時(shí)域?yàn)V波模塊306進(jìn)行濾波后的無(wú)偏的噪聲功率值無(wú)偏的信號(hào)功率值無(wú)偏的噪聲相關(guān)性γ12以及無(wú)偏的信號(hào)相關(guān)性β12進(jìn)行解調(diào),恢復(fù)原始傳送的信號(hào)。解調(diào)模塊307可為解調(diào)器或解調(diào)電路??梢岳斫猓景l(fā)明信道及噪聲估計(jì)裝置一實(shí)施方式通過(guò)信道估計(jì)模塊301對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)得到實(shí)際信道估計(jì)值,第一濾波模塊302a、第二濾波模塊302b對(duì)實(shí)際信道估計(jì)值進(jìn)行濾波得到濾波信道估計(jì)值,第一計(jì)算模塊303進(jìn)而根據(jù)濾波信道估計(jì)值計(jì)算得到有偏的噪聲功率值、有偏的信號(hào)功率值、有偏的噪聲相關(guān)性以及有偏的信號(hào)相關(guān)性;第二計(jì)算模塊304進(jìn)一步根據(jù)有偏的噪聲功率值、有偏的信號(hào)功率值、有偏的噪聲相關(guān)性、有偏的信號(hào)相關(guān)性以及一個(gè)二階矩陣的逆矩陣計(jì)算得到無(wú)偏的噪聲功率值、無(wú)偏的信號(hào)功率值、無(wú)偏的噪聲相關(guān)性以及無(wú)偏的信號(hào)相關(guān)性,能夠降低信號(hào)、噪聲估計(jì)的復(fù)雜度,提高估計(jì)量的精度。以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施方式,并非因此限制本發(fā)明的專利范圍,凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換,或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域,均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
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