发明内容
本发明实施例的目的是提供一种信道估计结果传输方法、系统及发射端和接收端,以降低信道估计结果传输过程中信令反馈的负载。
为解决上述技术问题,本发明实施例提供一种信道估计结果传输方法、系统及发射端和接收端是这样实现的:
一种信道估计结果传输方法,包括:
存储N点长度的信道估计结果;
将存储的N点的信道估计结果平滑滤波为M点的样本值,M<N;
通过反馈信道反馈M点的样本值。
一种接收端,包括:
存储单元,用于存储N点长度的信道估计结果;
平滑滤波单元,用于将存储的N点的信道估计结果平滑滤波为M点的样本值,M<N;
反馈单元,用于通过反馈信道反馈M点的样本值。
一种信道预测方法,包括:
接收端存储N点长度的信道估计结果,将存储的N点的信道估计结果平滑滤波为M点的样本值,M<N;
接收端通过反馈信道反馈M点的样本值;
发射端接收反馈的M点样本值,并根据反馈的M点样本值,采用线性FIR信道预测方式进行信道预测。
一种信道预测系统,包括发射端和接收端,其中:
接收端,用于存储N点长度的信道估计结果,并将将存储的N点的信道估计结果平滑滤波为M点的样本值,M<N,通过反馈信道反馈M点的样本值;
发射端,用于接收反馈的M点样本值,并根据反馈的M点样本值,采用线性FIR信道预测方式进行信道预测;
其中,所述N、M的大小根据信道估计/测量的结果自适应的控制,对于信道变化较快的情况,N、M的个数较多,对于信道变化较慢的情况,N、M的个数较少。
由以上本发明实施例提供的技术方案可见,存储N点长度的信道估计结果,将存储的N点的信道估计结果平滑滤波为M点的样本值,其中M<N,通过反馈信道反馈M点的样本值,这样,由于反馈的样本值点数M小于接收端信道估计结果点数N,因此可以降低接收端向发射端反馈的信令中的信道估计结果长度,即可以降低信令反馈的负载。另一方面,由于反馈的信道估计结果长度降低,进而,发射端利用反馈的信道估计结果进行信道预测时所需的计算复杂度得以降低。自适应的调整发送端和接收端的处理复杂度,同时,由于M、N都可以根据信道估计/测量的结果自适应的控制,因而该方法可以提高信令反馈的灵活性和有效性。而且,接收端对信道估计结果进行平滑滤波,基于平滑滤波提取信道的统计特性,本身即可以提高预测的精确度。
具体实施方式
本发明实施例提供一种信道估计结果传输方法、系统及发射端和接收端。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。
图2示出了本发明信道估计结果传输方法的实施例流程图。如图2所示,包括:
S201:接收端存储N点长度的信道估计结果。
接收端进行信道估计,存储N点长度的信道估计结果y(t),y(t-Δt),...,y(t-(N-1)Δt),这些信道估计结果作为历史观测值(或成为历史样本点),后续将反馈给发射端,以供发射端利用这些历史观测值做进一步的信道预测。
信道变化快的时候,信道预测的时候需要更多的历史样本点,对于信道变化慢的情况,反之,需要较少的历史样本点。可见,N的大小与信道变化情况有关。S201中,N的大小可以根据信道估计/测量的结果自适应的控制,如由自适应控制模块根据信道估计/测量的结果自适应的控制的,这样,对于信道变化较快的情况,需要的历史样本点的个数就比较多,对于信道变化较慢的情况,需要的历史样本点N的个数就比较少。与此相对地,现有技术在这一点上,由于采用固定历史样本点长度的FIR(有限长单位冲激响应)进行信道估计,历史样本点的个数不能根据信道变化的快慢自适应的调整,会导致信道变化快的情况下得到的信道预测所需的历史样本点不足,而对于信道变化慢的情况得到的信道预测所需历史样本点过多,不必要的占用后续传输过程中信令反馈的负载,造成资源的浪费。
S202:接收端将存储的N点的信道估计结果平滑滤波为M点的样本值,M<N。
对接收端存储的N点长度的历史观测值y(t),y(t-Δt),...,y(t-(N-1)Δt)进行平滑滤波,平滑滤波后的结果为M点样本值
M的大小可以如前也由自适应控制模块根据信道估计/测量的结果自适应的控制,简单地说,对于信道变化较快的情况,M的个数较多,对于信道变化较慢的情况,M的个数较少。通常情况下,M<N。
通过平滑滤波提取信道的统计特性,在后续信道预测时,可以提高预测的准确度。
S203:接收端通过反馈信道将M点的样本值反馈到发送端。
这样,发送端接收到发射端反馈的M点的样本值后,可以根据接收到的M点的样本值
进行相应的信道估计,估计出
即为信道预测结果。
下面给出一个具体的例子来说明上述实施例。图3中包括接收端进行平滑滤波,发射端根据反馈的信道估计结果进行信道预测的原理示意图。如图3中上半部分,即接收端进行平滑滤波部分的原理图,假设通过观察到的信道估计的历史样本值y(t),y(t-1),…,y(t-(N-1))估计L步的信道估计样本值
T1:接收端存储N点长度的信道估计结果y(t),y(t-1),...,y(t-(N-1))。其中,自适应控制模块决定存储历史信道观测值的个数N,具体的,自适应控制模块可以根据车速、信道的相关性等统计特性确定信道变化的快慢,从而决定N的大小。
T2:接收端将存储的N点的信道估计结果采用维纳平滑的方法平滑滤波为M点的样本值,M<N。
其中,平滑滤波后输出的样本长度M由自适应控制模块确定。
通过平滑滤波一方面可以对信道估计的结果进行降噪处理,这是维纳平滑滤波器的特点,另一方面,可以进一步提取信号的统计特性。同时将N点长度的信道估计的样本长度减少为M点的样本长度,具体的过程,如图3中:
经过平滑滤波的M点的样本值可以表示为:
其中,
不同的m具有不同的一组滤波器系数。
对于平滑滤波器的系数w
[m],这里采用最小均方误差(MSE)准则来求解,那么,本领域技术人员知道,得到的平滑滤波后的信号
的误差函数为:
误差函数的MSE为:
根据最小均方误差(Minimum Mean Square Error,MMSE)准则,可以得到维纳平滑滤波器的各个系数w[m]为:
对于不同的m,可以得到对于不同迟滞阶数(迟滞阶数相当于图3中qΔt的个数)的一组平滑滤波器的系数。图3中的qΔt是迟滞因子,相当于每隔单位时间给出一个样本点。
至此,可以得到一组经过维纳平滑滤波后的历史观测值
在这里M<N,从而可以降低反馈的信令负载,同时M的大小可以灵活控制,如根据信道的相关性控制M。
T3:接收端通过反馈信道将M点的样本值反馈到发送端。
如上述实施例可见,存储N点长度的信道估计结果,将存储的N点的信道估计结果平滑滤波为M点的样本值,其中M<N,通过反馈信道反馈M点的样本值,这样,由于反馈的样本值点数M小于接收端信道估计结果点数N,因此可以降低接收端向发射端反馈的信令中的信道估计结果长度,即可以降低信令反馈的负载。另一方面,由于反馈的信道估计结果长度降低,进而,发射端利用反馈的信道估计结果进行信道预测时所需的计算复杂度得以降低。自适应的调整发送端和接收端的处理复杂度,同时,由于M、N都可以根据信道估计/测量的结果自适应的控制,因而该方法可以提高信令反馈的灵活性和有效性。而且,接收端对信道估计结果进行平滑滤波,基于平滑滤波提取信道的统计特性,本身即可以提高预测的精确度。
当然,不排除在信道变化极慢的情况下,通过将y(t),y(t-1),…,y(t-(N-1))进行平滑后的结果
作为信道反馈的结果,直接采用
的作为信道预测的结果。同时给出一种情况,直接将y(t),y(t-1),…,y(t-(N-1))最为信道反馈的结果,这也属于一种特例。
发射端接收到反馈的M点的样本值之后,进行信道预测。如可以采用线性FIR信道预测方式进行信道预测。
如图3中的下半部分,信道预测模块的输入是经过维纳平滑滤波后
的向量
采用MMSE准则对FIR滤波器系数θ=[θ
1,θ
2,...,θ
M]
T求解,具体描述如下:
根据MMSE准则,可以得到FIR滤波器的各个系数θ为:
至此可以得到对于信道的L步的预测结果
这样,发射端完成了信道预测,进而可以利用信道预测的结果在后续过程中对信道传输资源及资源分配等内容进行控制。
以下介绍本发明一种接收端实施例,图4示出了该接收端实施例的框图,如图4中,包括:
存储单元41,用于存储N点长度的信道估计结果;
平滑滤波单元42,用于将存储的N点的信道估计结果平滑滤波为M点的样本值,M<N;
反馈单元43,用于通过反馈信道反馈M点的样本值。
其中,优选地,所述接收端还可以包括自适应控制单元,用于根据根据信道估计/测量的结果自适应的控制N的大小,对于信道变化较快的情况,N的个数较多,对于信道变化较慢的情况,N的个数较少。
其中,优选地,所述接收端还可以包括自适应控制单元,用于根据信道估计/测量的结果自适应的控制M的大小,对于信道变化较快的情况,M的个数较多,对于信道变化较慢的情况,M的个数较少。
其中,优选地,所述平滑滤波单元42包括维纳平滑滤波单元。
其中,所述接收端包括终端。
该接收端实施例的具体实现结构,可以如图3中的上半部分所示。
以下介绍本发明一种信道预测方法实施例,包括:
接收端存储N点长度的信道估计结果,将存储的N点的信道估计结果平滑滤波为M点的样本值,M<N;
接收端通过反馈信道反馈M点的样本值;
发射端接收反馈的M点样本值,并根据反馈的M点样本值,采用线性FIR信道预测方式进行信道预测。
优选地,N的大小根据信道估计/测量的结果自适应的控制,对于信道变化较快的情况,N的个数较多,对于信道变化较慢的情况,N的个数较少。
优选地,M的大小可以根据信道估计/测量的结果自适应的控制,对于信道变化较快的情况,M的个数较多,对于信道变化较慢的情况,M的个数较少。
以下介绍本发明一种发射端实施例,图5示出了该发射端实施例的框图,如图5中,包括:
接收单元51,用于接收反馈的M点样本值;
信道预测单元52,用于根据反馈的M点样本值采用线性FIR信道预测方式进行信道预测。
其中,优选地,所述发射端包括基站。
该发射端实施例的具体实现结构,可以如图3中的下半部分所示。
以下介绍本发明一种信道预测系统,图6示出了该信道预测系统的框图,如图6中,包括发射端61和接收端62,且:
接收端61,用于存储N点长度的信道估计结果,并将将存储的N点的信道估计结果平滑滤波为M点的样本值,M<N,通过反馈信道反馈M点的样本值;
发射端62,用于接收反馈的M点样本值,并根据反馈的M点样本值,采用线性FIR信道预测方式进行信道预测;
其中,所述N、M的大小根据信道估计/测量的结果自适应的控制,对于信道变化较快的情况,N、M的个数较多,对于信道变化较慢的情况,N、M的个数较少。
优选地,所述信道预测系统中,所述接收端包括终端,所述发射端包括基站。
由以上实施例可见,存储N点长度的信道估计结果,将存储的N点的信道估计结果平滑滤波为M点的样本值,其中M<N,通过反馈信道反馈M点的样本值,这样,由于反馈的样本值点数M小于接收端信道估计结果点数N,因此可以降低接收端向发射端反馈的信令中的信道估计结果长度,即可以降低信令反馈的负载。另一方面,由于反馈的信道估计结果长度降低,进而,发射端利用反馈的信道估计结果进行信道预测时所需的计算复杂度得以降低。自适应的调整发送端和接收端的处理复杂度,同时,由于M、N都可以根据信道估计/测量的结果自适应的控制,因而该方法可以提高信令反馈的灵活性和有效性。而且,接收端对信道估计结果进行平滑滤波,基于平滑滤波提取信道的统计特性,本身即可以提高预测的精确度。
虽然通过实施例描绘了本发明,本领域普通技术人员知道,本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神,希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本发明的精神。