CN101404516A - 一种联合信道估计及帧同步信息检测方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种联合信道估计及帧同步信息检测方法和装置，属于无线通信领域。所述方法包括：将接收信号在预设的范围内以预设的参考位置为基准，进行至少一次移位；用(A_t ^HA_t)^－1A_t ^H与所述接收信号和移位后的接收信号分别进行相乘，得到至少两组信道因子；所述A_t为导频段信息比特经过排序后的矩阵，(·)^H表示复共轭转置，(·)^－1表示逆矩阵；根据所述至少两组信道因子，计算接收天线的信息，根据所述接收天线的信息确定帧同步信息，选取与所述帧同步信息对应的一组信道因子。所述装置包括：移位模块；计算模块；选择模块。本发明提供的技术方案，不需要预先知道帧同步信息，在进行信道估计的同时，确定帧同步信息，而且性能很好。

Description

一种联合信道估计及帧同步信息检测方法和装置

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别涉及一种联合信道估计及帧同步信息检测方法和装置。

背景技术

在目前的无线通信系统中，联合检测技术是特色方案之一，信道估计是联合检测技术非常重要的一个环节，信道估计的精准程度直接影响联合检测的效果。

现有技术采用相关法信道估计和最小二乘法信道估计，相关法信道估计的性能差，误码率高。尤其针对联合检测，大大抑制了解调性能。而最小二乘信道估计要求预先知道帧同步信息或者要求预先完成帧同步，在这种方法中，通常先使用相关法信道估计方法完成帧同步，再使用最小二乘法估计出信道因子。但是在MUROS(Multi-User Reusing-One-Slot，多用户复用同一时隙)场景下，这两种方法都限制了用户的解调性能。特别是在多用户不同功率偏置时，甚至出现性能底板。

发明内容

为了提高信道估计的性能和得到帧同步信息，本发明实施例提供了一种联合信道估计及帧同步信息检测方法和装置。所述技术方案如下：

一种联合信道估计及帧同步信息检测方法，所述方法包括：

将接收信号在预设的范围内以预设的参考位置为基准，进行至少一次移位；

用计算出的(A_t ^HA_t)^-1A_t ^H与所述接收信号和移位后的接收信号分别进行相乘，得到至少两组信道因子；所述A_t为导频段信息比特经过排序后的矩阵，(·)^H表示复共轭转置，(·)^-1表示逆矩阵；

根据所述至少两组信道因子，计算接收天线的信息，根据所述接收天线的信息确定帧同步信息，选取与所述帧同步信息对应的一组信道因子。

一种联合信道估计及帧同步信息检测系统，所述系统包括：

移位模块，用于将接收信号在预设的范围内以预设的参考位置为基准，进行至少一次移位：

计算模块，用于将计算出的(A_t ^HA_t)^-1A_t ^H与所述接收信号和移位模块移位后的接收信号分别进行相乘，得到至少两组信道因子，所述A_t为导频段信息比特经过排序后的矩阵，(·)^H表示复共轭转置，(·)^-1表示逆矩阵；

选取模块，用于根据所述至少两组信道因子，计算接收天线的信息，根据所述接收天线的信息确定帧同步信息，选取与所述帧同步信息对应的一组信道因子。

本发明实施例提供的技术方案的有益效果是：不需要预先知道帧同步信息，在进行信道估计的过程中同时确定帧同步信息和信道因子，而且利用确定出的信道因子进行联合检测的性能优于现有技术中联合检测的性能。

附图说明

图1是本发明实施例1提供的联合信道估计及帧同步信息检测方法方法流程图；

图2是本发明实施例1提供的联合信道估计及帧同步信息检测方法与现有技术的效果对比示意图；

图3是本发明实施例2提供的联合信道估计及帧同步信息检测装置结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例1

参见图1，本发明实施例提供了一种联合信道估计及帧同步信息检测方法，本发明实施例以两用户两接收天线为例进行说明，不排除多用户多接收天线的情况。

该方法包括：

101：将接收信号在预设的范围内以预设的参考位置为基准，进行至少一次移位。

具体的，R_t表示导频段部分的接收信号，为R_t＝A_th+n_t，其中， $R_t={\left[\begin{array}{cc}{R}_{t,0}^T& R_{t,1}^T\end{array}\right]}^T,$ A_t为导频段信息比特经过排序后的矩阵， $A_t=\left[\begin{array}{cccc}{A}_{t,0}& 0& A_{t+\mathrm{\Δt},1}& 0\\ 0& A_{t,0}& 0& A_{t+\mathrm{\Δt},1}\end{array}\right],$ h是用户的信道冲激响应， $h={\left[\begin{array}{cccc}{h}_{\mathrm{0,0}}^T& h_{\mathrm{1,0}}^T& h_{\mathrm{0,1}}^T& h_{\mathrm{1,1}}^T\end{array}\right]}^T,$ n_t是高斯白噪声， $n_t={\left[\begin{array}{cc}{n}_{t,0}^T& n_{t,1}^T\end{array}\right]}^T,$ (·)^T表示转置。

其中，当接收天线为M个，M≥1，用户为N个，N≥1，接收的信号可以表示为R_t＝A_th+n_t，其中，

$R_t={\left[\begin{array}{cccc}{R}_{t,0}^T& R_{t,1}^T& ...& R_{t,M-1}^T\end{array}\right]}^T,$

$A_t={\left[\begin{array}{cccccccccccc}{A}_{t,0}& 0& ...& 0& A_{t+{\mathrm{\Δt}}_1,1}& 0& ...& 0& A_{t+{\mathrm{\Δt}}_{N-1},N-1}& 0& ...& 0\\ 0& A_{t,0}& ...& 0& 0& A_{t+{\mathrm{\Δt}}_1,1}& ...& 0& 0& A_{t+{\mathrm{\Δt}}_{N-1},N-1}& ...& 0\\ & .& .& & & .& .& & & .& .& \\ & .& .& & & .& .& & & .& .& \\ & .& .& & & .& .& & & .& .& \\ 0& 0& ...& A_{t,0}& 0& 0& ...& A_{t+{\mathrm{\Δt}}_1,1}& 0& 0& ...& A_{t+{\mathrm{\Δt}}_{N-1},N-1}\end{array}\right]}_{M\×(M\×N)}$

$h={\left[\begin{array}{cccccccc}{h}_{\mathrm{0,0}}^T& h_{\mathrm{1,0}}^T& ...& h_{M-\mathrm{1,0}}^T& ...& h_{0,N-1}^T& ...& h_{M-1,N-1}^T\end{array}\right]}^T,$

$n_t={\left[\begin{array}{cccc}{n}_{t,0}^T& n_{t,1}^T& ...& n_{t,M-1}^T\end{array}\right]}^T,$

式中，M为接收天线的个数，N为用户的个数，t+Δt是到达时刻，Δt是到达时刻的时间差，其他用户与第一个用户到达时刻的时间差为相应的Δt，即第二个用户与第一个用户到达时刻的时间差为Δt₁，第三个用户与第一个用户到达时刻的时间差为Δt₂，……，第N个用户与第一个用户到达时刻的时间差为Δt_N-1。

本发明实施例中，i为预设的移动范围，i＝-X，-(X-1)，…(Y-1)，Y，表示将接收信号进行移动范围为-X到Y之间。例如，将i＝0作为接收信号预设的参考位置，当i＝-X时，接收信号向左移动X个位置，当i＝Y时，接收的信号向右移动Y个位置。

102：计算(A_t ^HA_t)^-1A_t ^H，用计算出的(A_t ^HA_t)^-1A_t ^H与接收信号和移位后的接收信号分别进行相乘，得到至少两组信道因子。

具体的， ${\hat{h}}_{\mathrm{LS}}^{\′}\left(i\right)={\left(A_t^{\′H}{A}_t^{\′}\right)}^{-1}{A}_t^{\′H}{R}_{t+i}^{\′},i=-X,-(X-1),...(Y-1),Y---\left(1\right)$

表示信道因子，(·)^H表示复共轭转置，(·)^-1表示逆矩阵。本发明实施例中，继续上述的例子，通过式(1)，得到(X+Y+1)组信道因子，当i＝-X时，得到一组信道因子，当i＝-(X-1)时，得到一组信道因子，……，当i＝(Y-1)时，得到一组信道因子。

103：根据该至少两组信道因子，计算接收天线的信息，根据该接收天线的信息确定帧同步信息，选取与该帧同步信息对应的一组信道因子。

其中，根据该至少两组信道因子，计算接收天线的信息，根据该接收天线的信息确定帧同步信息，选取与所述帧同步信息对应的一组信道因子，具体包括：

在移位后的位置处，根据所述至少两组信道因子，计算接收天线上的信噪比，根据该接收天线上的信噪比确定帧同步信息，然后选取与该帧同步信息对应的一组信道因子。

其中，在移位后的位置处，根据所述至少两组信道因子，计算接收天线上的信噪比，根据该接收天线上的信噪比确定帧同步信息，具体包括：

在移位后的位置处，根据所述至少两组信道因子，计算M个接收天线中至少两个接收天线上的信噪比之和，得到多个信噪比之和，其中，M≥2；

本发明实施例是以两用户为例进行说明的，所以在(X+Y+1)个移位后的位置处，分别计算两个接收天线上的信噪比之和，得到(X+Y+1)个信噪比之和，具体的，

$Y_1=\underset{i=-X,-(X-1),...,Y}{\mathrm{MAX}}\{\frac{{\left|{\hat{h}}_{\mathrm{LS}}^{{\left(1\right)}^{\′}}\left(i\right)\right|}^2}{{\mathrm{\σ}}_1^2}+\frac{{\left|{\hat{h}}_{\mathrm{LS}}^{{\left(2\right)}^{\′}}\left(i\right)\right|}^2}{{\mathrm{\σ}}_2^2}\}---\left(2\right)$

式(2)中，Y₁表示(X+Y+1)个移位后位置的两个接收天线的信噪比之和中，最大的信噪比之和。例如，当i＝-X时，第一个天线上的信噪比加上第二个天线上的信噪比，得到第一信噪比之和，当i＝-(X-1)时，第一个天线上的信噪比加上第二个天线上的信噪比，得到第二信噪比之和，……，当i＝Y时，第一个天线上的信噪比加上第二个天线上的信噪比，得到第(X+Y+1)信噪比之和。

在该多个信噪比之和中，将最大信噪比之和对应的移位后的位置确定为帧同步信息。

继续上述的例子，在得到的(X+Y+1)个信噪比之和中，第二信噪比之和最大，第二信噪比之和对应的移位后的位置为i＝-(X-1)，则将i＝-(X-1)确定为帧同步信息，然后选取i＝-(X-1)对应的这组信道因子。

或者，在移位后的位置处，根据该至少两组信道因子，计算接收天线上的信噪比，根据该接收天线上的信噪比确定帧同步信息，具体包括：

在移位后的位置处，根据该至少两组信道因子，计算M个接收天线中至少一个接收天线上的信噪比，得到多个信噪比，其中，M≥1；

将该多个信噪比中，将最大信噪比对应的移位后的位置确定为帧同步信息。

在这种情况下，不用求信噪比之和，只需要在移位后的位置处，根据该至少两组信道因子，计算M个接收天线中的一个或几个接收天线上的信噪比，将其中最大的信噪比对应的移位后的位置确定为帧同步信息。

或者，根据该至少两组信道因子，计算接收天线的信息，根据该接收天线的信息确定帧同步信息，选取与该帧同步信息对应的一组信道因子，包括：

在移位后的位置处，根据所述至少两组信道因子，计算接收天线上的能量，根据该接收天线上的能量确定帧同步信息，然后选取与该帧同步信息对应的一组信道因子。

其中，在移位后的位置处，根据所述至少两组信道因子，计算接收天线上的能量，根据该接收天线上的能量确定帧同步信息，具体包括：

在移位后的位置处，根据该至少两组信道因子，计算M个接收天线中至少两个接收天线上的能量之和，得到多个能量之和，其中，M≥2；

本发明实施例是以两用户为例进行说明的，所以在(X+Y+1)个移位后的位置处，分别计算两个接收天线上的能量之和，得到(X+Y+1)个能量之和，具体的，

$Y_2=\underset{i=-X,-(X-1),...,Y}{\mathrm{MAX}}\{{\left|{\hat{h}}_{\mathrm{LS}}^{{\left(1\right)}^{\′}}\left(i\right)\right|}^2+{\left|{\hat{h}}_{\mathrm{LS}}^{{\left(2\right)}^{\′}}\left(i\right)\right|}^2\}---\left(3\right)$

式(3)中，Y₂表示(X+Y+1)个移位后位置的两个接收天线的能量之和中，最大的能量之和。例如，当i＝-X时，第一个天线上的能量加上第二个天线上的能量，得到第一能量之和，当i＝-(X-1)时，第一个天线上的能量加上第二个天线上的能量，得到第二能量之和，……，当i＝Y时，第一个天线上的能量加上第二个天线上的能量，得到第(X+Y+1)能量之和。

在该多个能量之和中，将最大能量之和对应的移位后的位置确定为帧同步信息。

继续上述的例子，在得到的(X+Y+1)个能量之和中，第二能量之和最大，第二能量之和对应的移位后的位置为i＝-(X-1)，则将i＝-(X-1)确定为帧同步信息，然后选取i＝-(X-1)对应的这组信道因子。

或者，在移位后的位置处，根据该至少两组信道因子，计算接收天线上的能量，根据该接收天线上的能量确定帧同步信息，具体包括：

在移位后的位置处，根据该至少两组信道因子，计算M个接收天线中至少一个接收天线上的能量，得到多个能量，M≥1；

将该多个能量中，最大能量对应的移位后的位置确定为帧同步信息。

在这种情况下，不用求能量之和，只需要在移位后的位置处，根据该至少两组信道因子，计算M个接收天线中的一个或几个接收天线上的能量，将其中最大的能量对应的移位后的位置确定为帧同步信息，然后选取所述帧同步信息对应的一组信道因子。

本发明实施例提供的上述装置的有益效果是：通过同时进行信道估计和帧同步，不需要预先知道帧同步信息，在进行信道估计的过程中同时确定帧同步信息和信道因子，而且利用确定出的信道因子进行联合检测的性能优于现有技术中联合检测的性能。参见图2，性能曲线1，性能曲线2，性能曲线3表示现有技术，性能曲线1’，性能曲线2’，性能曲线3’表示本发明，性能曲线1和1’表示在功率偏置为用户A相对用户B高10db情况下的效果对比，性能曲线2和2’表示在两用户没有功率偏置的情况下的效果对比，性能曲线3和3’表示在功率偏置为用户A相对用户B低10db情况下的效果对比，从图2中可以明显看出，性能曲线1、2虽然能够满足Qos要求，但是性能变差，而性能曲线3已经远远不能满足Qos要求。

实施例2

参见图3，本发明实施例提供了一种联合信道估计及帧同步信息检测装置，将接收信号在预设的范围内以预设的参考位置为基准，进行至少一次移位；用计算出的(A_t ^HA_t)^-1A_t ^H与接收信号和移位后的接收信号分别进行相乘，得到至少两组信道因子，然后根据该至少两组信道因子确定帧同步信息和选取与该帧同步信息对应的一组信道因子。

本发明实施例以两用户两天线接收为例进行说明，不排除多用户多天线的情况。

该装置包括：移位模块301，计算模块302，选取模块303；

其中，移位模块301，用于将接收信号在预设的范围内以预设的参考位置为基准，进行至少一次移位；

具体的，R_t表示导频段部分的接收信号，为R_t＝A_th+n_t，其中， $R_t={\left[\begin{array}{cc}{R}_{t,0}^T& R_{t,1}^T\end{array}\right]}^T,$ A_t为导频段信息比特经过排序后的矩阵， $A_t=\left[\begin{array}{cccc}{A}_{t,0}& 0& A_{t+\mathrm{\Δt},1}& 0\\ 0& A_{t,0}& 0& A_{t+\mathrm{\Δt},1}\end{array}\right],$ h是用户的信道冲激响应， $h={\left[\begin{array}{cccc}{h}_{\mathrm{0,0}}^T& h_{\mathrm{1,0}}^T& h_{\mathrm{0,1}}^T& h_{\mathrm{1,1}}^T\end{array}\right]}^T,$ n_t是高斯白噪声， $n_t={\left[\begin{array}{cc}{n}_{t,0}^T& n_{t,1}^T\end{array}\right]}^T,$ ·^T表示转置。

其中，当接收天线为M个，用户为N个，则接收的信号可以表示为R_t＝A_th+n_t，其中，

$R_t={\left[\begin{array}{cccc}{R}_{t,0}^T& R_{t,1}^T& ...& R_{t,M-1}^T\end{array}\right]}^T,$

$A_t={\left[\begin{array}{cccccccccccc}{A}_{t,0}& 0& ...& 0& A_{t+{\mathrm{\Δt}}_1,1}& 0& ...& 0& A_{t+{\mathrm{\Δt}}_{N-1},N-1}& 0& ...& 0\\ 0& A_{t,0}& ...& 0& 0& A_{t+{\mathrm{\Δt}}_1,1}& ...& 0& 0& A_{t+{\mathrm{\Δt}}_{N-1},N-1}& ...& 0\\ & .& .& & & .& .& & & .& .& \\ & .& .& & & .& .& & & .& .& \\ & .& .& & & .& .& & & .& .& \\ 0& 0& ...& A_{t,0}& 0& 0& ...& A_{t+{\mathrm{\Δt}}_1,1}& 0& 0& ...& A_{t+{\mathrm{\Δt}}_{N-1},N-1}\end{array}\right]}_{M\×(M\×N)}$

$h={\left[\begin{array}{cccccccc}{h}_{\mathrm{0,0}}^T& h_{\mathrm{1,0}}^T& ...& h_{M-\mathrm{1,0}}^T& ...& h_{0,N-1}^T& ...& h_{M-1,N-1}^T\end{array}\right]}^T,$

$n_t={\left[\begin{array}{cccc}{n}_{t,0}^T& n_{t,1}^T& ...& n_{t,M-1}^T\end{array}\right]}^T,$

式中，M为接收天线的个数，M≥1，N为用户的个数，N≥1，t+Δt是到达时刻，Δt是到达时刻的时间差，其他用户与第一个用户到达时刻的时间差为相应的Δt，即第二个用户与第一个用户到达时刻的时间差为Δt₁，第三个用户与第一个用户到达时刻的时间差为Δt₂，……，第N个用户与第一个用户到达时刻的时间差为Δt_N-1。

本发明实施例中，i为预设的移动范围，i＝-X，-(X-1)，…(Y-1)，Y，表示将接收信号进行移动范围为-X到Y之间。例如，将i＝0作为接收信号预设的参考位置，当i＝-X时，接收信号向左移动X个位置，当i＝Y时，接收的信号向右移动Y个位置。

计算模块302，用于计算(A_t ^HA_t)^-1A_t ^H，并将计算出的(A_t ^HA_t)^-1A_t ^H与接收信号和移位模块301移位后的接收信号分别进行相乘，得到至少两组信道因子，所述A_t为导频段信息比特经过排序后的矩阵；

具体的， ${\hat{h}}_{\mathrm{LS}}^{\′}\left(i\right)={\left(A_t^{\′H}{A}_t^{\′}\right)}^{-1}{A}_t^{\′H}{R}_{t+i}^{\′},i=-X,-(X-1),...(Y-1),Y---\left(4\right)$

表示信道因子，(·)^H表示复共轭转置，(·)^-1表示逆矩阵。本发明实施例中，继续上述的例子，通过式(4)，得到(X+Y+1)组信道因子，当i＝-X时，得到一组信道因子，当i＝-(X-1)时，得到一组信道因子，……，当i＝Y-1时，得到一组信道因子。

选取模块303，用于根据计算模块302得到的至少两组信道因子，计算接收天线的信息，根据该接收天线的信息确定帧同步信息，选取与所述帧同步信息对应的一组信道因子。

其中，选取模块303具体包括：

第一确定单元，用于在移位后的位置处，根据该至少两组信道因子，计算接收天线上的信噪比，根据该接收天线上的信噪比确定帧同步信息；

第一选取单元，用于选取与第一确定单元确定出的帧同步信息对应的一组信道因子。

其中，第一确定单元具体包括：

第一计算子单元，用于在移位后的位置处，根据该至少两组信道因子，计算M个接收天线中至少两个接收天线上的信噪比之和，得到多个信噪比之和，M≥2；

本发明实施例是以两用户为例进行说明的，所以在(X+Y+1)个移位后的位置处，分别计算两个接收天线上的信噪比之和，得到(X+Y+1)个信噪比之和，具体的，

$Y_1=\underset{i=-X,-(X-1),...,Y}{\mathrm{MAX}}\{\frac{{\left|{\hat{h}}_{\mathrm{LS}}^{{\left(1\right)}^{\′}}\left(i\right)\right|}^2}{{\mathrm{\σ}}_1^2}+\frac{{\left|{\hat{h}}_{\mathrm{LS}}^{{\left(2\right)}^{\′}}\left(i\right)\right|}^2}{{\mathrm{\σ}}_2^2}\}---\left(5\right)$

式(5)中，Y₁表示(X+Y+1)个移位后位置的两个接收天线的信噪比之和中，最大的信噪比之和。例如，当i＝-X时，第一个天线上的信噪比加上第二个天线上的信噪比，得到第一信噪比之和，当i＝-(X-1)时，第一个天线上的信噪比加上第二个天线上的信噪比，得到第二信噪比之和，……，当i＝Y时，第一个天线上的信噪比加上第二个天线上的信噪比，得到第(X+Y+1)信噪比之和。

第一确定子单元，用于在第一计算子单元得到的多个信噪比之和中，将最大信噪比之和应的移位后的位置确定为帧同步信息。

继续上述的例子，在得到的(X+Y+1)个信噪比之和中，第二信噪比之和最大，第二信噪比之和对应的移位后的位置为i＝-(X-1)，则将i＝-(X-1)确定为帧同步信息，然后选取i＝-(X-1)对应的这组信道因子。

或者，第一确定单元具体包括：

第二计算子单元，用于在移位后的位置处，根据该至少两组信道因子，计算M个接收天线中至少一个接收天线上的信噪比，得到多个信噪比，其中，M≥1。

第二确定子单元，用于在第二计算子单元得到的多个信噪比中，将最大信噪比对应的移位后的位置确定为帧同步信息。

在这种情况下，不用求信噪比之和，只需要在移位后的位置处，根据该至少两组信道因子，计算M个接收天线中的一个或几个接收天线上的信噪比，将其中最大的信噪比对应的移位后的位置确定为帧同步信息，然后选取该帧同步信息对应的一组信道因子。

或者，选取303模块包括：

第二确定单元，用于在移位后的位置处，根据该至少两组信道因子，计算接收天线上的能量，根据该接收天线上的能量确定帧同步信息；

第二选取单元，用于选取与第二确定单元确定出的帧同步信息对应的一组信道因子。

其中，第二确定单元具体包括：

第三计算子单元，用于在移位后的位置处，根据该至少两组信道因子，计算M个接收天线中至少两个接收天线上的能量之和，得到多个能量之和，其中，M≥2；

本发明实施例是以两用户为例进行说明的，所以在(X+Y+1)个移位后的位置处，分别计算两个接收天线上的能量之和，得到(X+Y+1)个能量之和，具体的，

$Y_2=\underset{i=-X,-(X-1),...,Y}{\mathrm{MAX}}\{{\left|{\hat{h}}_{\mathrm{LS}}^{{\left(1\right)}^{\′}}\left(i\right)\right|}^2+{\left|{\hat{h}}_{\mathrm{LS}}^{{\left(2\right)}^{\′}}\left(i\right)\right|}^2\}---\left(6\right)$

式(6)中，Y₂表示(X+Y+1)个移位后位置的两个接收天线的能量之和中，最大的能量之和。例如，当i＝-X时，第一个天线上的能量加上第二个天线上的能量，得到第一能量之和，当i＝-(X-1)时，第一个天线上的能量加上第二个天线上的能量，得到第二能量之和，……，当i＝Y时，第一个天线上的能量加上第二个天线上的能量，得到第(X+Y+1)能量之和。

第三确定子单元，用于在第三计算子单元得到的多个能量之和中，将最大能量之和对应的移位后的位置确定为帧同步信息。

继续上述的例子，在得到的(X+Y+1)个能量之和中，第二能量之和最大，第二能量之和对应的移位后的位置为i＝-(X-1)，则将i＝-(X-1)确定为帧同步信息，然后选取i＝-(X-1)对应的这组信道因子。

或者，第二确定单元具体包括：

第四计算子单元，用于在移位后的位置处，根据该至少两组信道因子，计算M个接收天线中至少一个接收天线上的能量，得到多个能量，M≥1；

第四确定子单元，用于在第四计算子单元得到的多个能量中，将最大能量对应的移位后的位置确定为帧同步信息。

在这种情况下，不用求能量之和，只需要在移位后的位置处，根据该至少两组信道因子，计算M个接收天线中的一个或几个接收天线上的能量，将其中最大能量对应的移位后的位置确定为帧同步信息，然后选取该帧同步信息对应的一组信道因子。

本发明实施例提供的上述装置的有益效果是：通过同时进行信道估计和帧同步，不需要预先知道帧同步信息，在进行信道估计的过程中同时确定帧同步信息和信道因子，而且利用确定出的信道因子进行联合检测的性能优于现有技术中联合检测的性能。参见图2，性能曲线1，性能曲线2，性能曲线3表示现有技术，性能曲线1’，性能曲线2’，性能曲线3’表示本发明，性能曲线1和1’表示在功率偏置为用户A相对用户B高10db情况下的效果对比，性能曲线2和2’表示在两用户没有功率偏置的情况下的效果对比，性能曲线3和3’表示在功率偏置为用户A相对用户B低10db情况下的效果对比，从图2中可以明显看出，性能曲线1、2虽然能够满足Qos要求，但是性能变差，而性能曲线3已经远远不能满足Qos要求。

本发明实施例可以利用软件实现，相应的软件程序可以存储在可读取的存储介质中，例如，计算机的硬盘、缓存或光盘中。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种联合信道估计及帧同步信息检测方法，其特征在于，所述方法包括：

将接收信号在预设的范围内以预设的参考位置为基准，进行至少一次移位；

用(A_t ^HA_t)^-1A_t ^H与所述接收信号和移位后的接收信号分别进行相乘，得到至少两组信道因子；所述A_t为导频段信息比特经过排序后的矩阵，(·)^H表示复共轭转置，(·)^-1表示逆矩阵；

根据所述至少两组信道因子，计算接收天线的信息，根据所述接收天线的信息确定帧同步信息，选取与所述帧同步信息对应的一组信道因子。

2.根据权利要求1所述的联合信道估计及帧同步信息检测方法，其特征在于，所述A_t为

$A_t={\left[\begin{array}{cccccccccccc}{A}_{t,0}& 0& \·\·\·& 0& A_{t+{\mathrm{\Δt}}_1,1}& 0& \·\·\·& 0& A_{t+{\mathrm{\Δt}}_{N-1},N-1}& 0& \·\·\·& 0\\ 0& A_{t,0}& \·\·\·& 0& 0& A_{t+{\mathrm{\Δt}}_1,1}& \·\·\·& 0& 0& A_{t+{\mathrm{\Δt}}_{N-1},N-1}& \·\·\·& 0\\ & \·& \·& & & \·& \·& & & \·& \·& \\ & \·& \·& & & \·& \·& & & \·& \·& \\ & \·& \·& & & \·& \·& & & \·& \·& \\ 0& 0& \·\·\·& A_{t,0}& 0& 0& \·\·\·& A_{t+{\mathrm{\Δt}}_1,1}& 0& 0& \·\·\·& A_{t+{\mathrm{\Δt}}_{N-1},N-1}\end{array}\right]}_{M\×(M\×N)}$

式中，M为接收天线的个数，M≥1，N为用户的个数，N≥1，t+Δt是每个用户接收信号的到达时刻，Δt是每个用户接收信号到达时刻的时间差。

3.根据权利要求1所述的联合信道估计及帧同步信息检测方法，其特征在于，根据所述至少两组信道因子，计算接收天线的信息，根据所述接收天线的信息确定帧同步信息，选取与所述帧同步信息对应的一组信道因子，具体包括：

在移位后的位置处，根据所述至少两组信道因子，计算接收天线上的信噪比，根据所述信噪比确定帧同步信息，然后选取与所述帧同步信息对应的一组信道因子。

4.根据权利要求3所述的联合信道估计及帧同步信息检测方法，其特征在于，所述在移位后的位置处，根据所述至少两组信道因子，计算接收天线上的信噪比，根据所述信噪比确定帧同步信息，具体包括：

在移位后的位置处，根据所述至少两组信道因子，计算M个接收天线中至少两个接收天线上的信噪比之和，得到多个信噪比之和，所述M≥2；

在所述多个信噪比之和中，将最大信噪比之和对应的移位后的位置确定为帧同步信息。

5.根据权利要求3所述的联合信道估计及帧同步信息检测方法，其特征在于，所述在移位后的位置处，根据所述至少两组信道因子，计算接收天线上的信噪比，根据所述信噪比确定帧同步信息，具体包括：

在移位后的位置处，根据所述至少两组信道因子，计算M个接收天线中至少一个接收天线上的信噪比，得到多个信噪比，所述M≥1；

在所述多个信噪比中，将最大信噪比对应的移位后的位置确定为帧同步信息。

6.根据权利要求1所述的联合信道估计及帧同步信息检测方法，其特征在于，根据所述至少两组信道因子，计算接收天线的信息，根据所述接收天线的信息确定帧同步信息，选取与所述帧同步信息对应的一组信道因子，具体包括：

在移位后的位置处，根据所述至少两组信道因子，计算接收天线上的能量，根据所述能量确定帧同步信息，然后选取与所述帧同步信息对应的一组信道因子。

7.根据权利要求6所述的联合信道估计及帧同步信息检测方法，其特征在于，所述在移位后的位置处，根据所述至少两组信道因子，计算接收天线上的能量，根据所述能量确定帧同步信息，具体包括：

在移位后的位置处，根据所述至少两组信道因子，计算M个接收天线中至少两个接收天线上的能量之和，得到多个能量之和，所述M≥2；

在所述多个能量之和中，将最大能量之和对应的移位后的位置确定为帧同步信息。

8.根据权利要求6所述的联合信道估计及帧同步信息检测方法，其特征在于，所述在移位后的位置处，根据所述至少两组信道因子，计算接收天线上的能量，根据所述能量确定帧同步信息，具体包括：

在移位后的位置处，根据所述至少两组信道因子，计算M个接收天线中至少一个接收天线上的能量，得到多个能量，所述M≥1；

在所述多个能量中，将最大能量对应的移位后的位置确定为帧同步信息。

9.一种联合信道估计及帧同步信息检测装置，其特征在于，所述装置包括：

移位模块，用于将接收信号在预设的范围内以预设的参考位置为基准，进行至少一次移位；

计算模块，用于将(A_t ^HA_t)^-1A_t ^H与所述接收信号和移位模块移位后的接收信号分别进行相乘，得到至少两组信道因子，所述A_t为导频段信息比特经过排序后的矩阵，(·)^H表示复共轭转置，(·)^-1表示逆矩阵；

选取模块，用于根据所述至少两组信道因子，计算接收天线的信息，根据所述接收天线的信息确定帧同步信息，选取与所述帧同步信息对应的一组信道因子。

10.根据权利要9所述的联合信道估计及帧同步信息检测装置，其特征在于，所述

$A_t={\left[\begin{array}{cccccccccccc}{A}_{t,0}& 0& \·\·\·& 0& A_{t+{\mathrm{\Δt}}_1,1}& 0& \·\·\·& 0& A_{t+{\mathrm{\Δt}}_{N-1},N-1}& 0& \·\·\·& 0\\ 0& A_{t,0}& \·\·\·& 0& 0& A_{t+{\mathrm{\Δt}}_1,1}& \·\·\·& 0& 0& A_{t+{\mathrm{\Δt}}_{N-1},N-1}& \·\·\·& 0\\ & \·& \·& & & \·& \·& & & \·& \·& \\ & \·& \·& & & \·& \·& & & \·& \·& \\ & \·& \·& & & \·& \·& & & \·& \·& \\ 0& 0& \·\·\·& A_{t,0}& 0& 0& \·\·\·& A_{t+{\mathrm{\Δt}}_1,1}& 0& 0& \·\·\·& A_{t+{\mathrm{\Δt}}_{N-1},N-1}\end{array}\right]}_{M\×(M\×N)}$

M为接收天线的个数，M≥1，N为用户的个数，N≥1，t+Δt是到达时刻，Δt到达时刻的时间差。

11.根据权利要9所述的联合信道估计及帧同步信息检测装置，其特征在于，所述选取模块具体包括：

第一确定单元，用于在移位后的位置处，根据所述至少两组信道因子，计算接收天线上的信噪比，根据所述信噪比确定帧同步信息；

第一选取单元，用于选取与所述第一确定单元确定出的帧同步信息对应的一组信道因子。

12.根据权利要求11所述的联合信道估计及帧同步信息检测装置，其特征在于，所述第一确定单元具体包括：

第一计算子单元，用于在移位后的位置处，根据所述至少两组信道因子，计算M个接收天线中至少两个接收天线上的信噪比之和，得到多个信噪比之和，所述M≥2；

第一确定子单元，用于在所述第一计算子单元得到的多个信噪比之和中，将最大信噪比之和对应的移位后的位置确定为帧同步信息。

13.根据权利要求11所述的联合信道估计及帧同步信息检测装置，其特征在于，所述第一确定单元具体包括：

第二计算子单元，用于在移位后的位置处，根据所述至少两组信道因子，计算M个接收天线中至少一个接收天线上的信噪比，得到多个信噪比，所述M≥1；

第二确定子单元，用于在所述第二计算子单元得到的多个信噪比中，将最大信噪比对应的移位后的位置确定为帧同步信息。

14.根据权利要9所述的联合信道估计及帧同步信息检测装置，其特征在于，所述选取模块具体包括：

第二确定单元，用于在移位后的位置处，根据所述至少两组信道因子，计算接收天线上的能量，根据所述能量确定帧同步信息；

第二选取单元，用于选取与所述第二确定单元确定出的帧同步信息对应的一组信道因子。

15.根据权利要求14所述的联合信道估计及帧同步信息检测装置，其特征在于，所述第二确定单元具体包括：

第三计算子单元，用于在移位后的位置处，根据所述至少两组信道因子，计算M个接收天线中至少两个接收天线上的能量之和，得到多个能量之和，所述M≥2；

第三确定子单元，用于在所述第三计算子单元得到的多个能量之和中，将最大能量之和对应的移位后的位置确定为帧同步信息。

16.根据权利要求14所述的联合信道估计及帧同步信息检测装置，其特征在于，所述第二确定单元具体包括：

第四计算子单元，用于在移位后的位置处，根据所述至少两组信道因子，计算M个接收天线中至少一个接收天线上的能量，得到多个能量，所述M≥1；

第四确定子单元，用于在所述第四计算子单元得到的多个能量中，将最大能量对应的移位后的位置确定为帧同步信息。

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