具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能解释为对本发明的限制。
如图1所示为根据本发明的一个实施例的接收干扰功率估计方法100,包括以下步骤:
S101:根据导频信息获取导频信道估计作为原始信道估计。
S102:根据原始信道估计获取UE(User Equipment,用户设备)的频域信道估计作为处理后信道估计。
S103:根据原始信道估计和处理后信道估计获取接收干扰功率的估计值。
下面以LTE系统上行为例对本发明的实施例所提出的接收干扰功率估计方法进行示例性的描述。作为本发明的一个实施例,假定eNodeB(Evolved NodeB,演进基站)接收到占用相同时频资源K个UE的信号,且CP(Cyclic Prefix,循环前缀)的长度远大于无线信道的时延扩展,每个子载波近似经历平坦衰落,那么等效的频域数学模型可以表达为:
r=H1s1+H2s2+…+HKsK+N+I
=Hs+N+I
其中,r表示接收信号,H
i表示占用相同时频资源的第i个UE的处理后信道估计矩阵,i=1,2,…,K,K表示占用相同时频资源的UE的数目。H=[H
1,H
2,…,H
K],s=[s
1,s
2,…,s
K]
T,其中s
i表示占用相同时频资源的第i个UE的发送信号,i=1,2,…,K,(·)
T表示转置操作。N表示噪声,服从均值为0方差为
的复高斯分布。I表示邻小区干扰,其功率值记为
这里所说的接收干扰功率估计即为
作为本发明的一个实施例,接收信号可以表示为期望信号、邻小区干扰以及噪声的和,因此,如果将期望信号从总的接收信号中减去,那么剩下的将主要是干扰和噪声,需要注意的是,在期望信号存在信道估计误差时,要考虑冗余的误差对估计精度的影响,理想信道估计时不需要考虑该问题,即:
其中,
为接收干扰功率估计,H表示处理后信道估计矩阵,s表示发送信号,||·||
2表示二阶范数,E(·)表示求数学期望。
如图2所示为图1的实施例所述的接收干扰功率估计方法一个具体示例的流程图,如图所示,该示例包括以下步骤:
作为本发明的一个实施例,图1所示的S101可以包括S201,其中,在接收端,使用导频信息获得导频信道估计,记为原始信道估计。作为本发明的一个实施例,考虑到LTE导频信号的形式,原始信道估计可以表示为:
其中α
i表示第i个UE的循环移位因子,N′=N/s,I′=I/s,若发送信号s的功率为1,则N′和I′的功率值仍为
和
作为本发明的一个实施例,图1所示的S102可以包括S202、203、204,其中:
S202:对S201中得到的原始信道估计进行IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform,离散傅立叶反变换)变换,得到导频信道估计的时域抽头特性;
S203:对S202中得到的时域抽头响应进行加窗抑噪处理,获取各个UE的时域抽头响应;
S204:对S203中得到的各个UE的时域抽头响应进行DFT(Discrete Fourier Transform,离散傅立叶变换)变换,得到各个UE的频域信道估计,记为处理后信道估计,其中,第i个UE的处理后信道估计可以表示为Hi。
作为本发明的一个实施例,图1所示的S103可以包括:
S205:使用原始信道估计和处理后信道估计,并利用占用相同时频资源UE之间的正交性,可以获得接收干扰功率的估计值,例如可以表示为:
其中,
为所述接收干扰功率的估计值,H
all为原始信道估计矩阵,H
i为占用相同时频资源的第i个用户设备的处理后信道估计矩阵,||·||
2表示二阶范数,E(·)表示求数学期望。
作为本发明的一个实施例,考虑到实际的取窗策略会保留一部分冗余误差,在获取取窗后的信道估计时,要考虑冗余的误差对估计精度的影响,以对接收干扰功率估计值进行适当的补偿,可以采用补偿方案,例如,将上述S205可以替换为:使用原始信道估计和处理后信道估计,并利用占用相同时频资源UE之间的正交性,可以获得接收干扰功率的估计值为:
其中,
为所述接收干扰功率的估计值,H
all为原始信道估计矩阵,H
i为占用相同时频资源的第i个用户设备的处理后信道估计矩阵,||·||
2表示二阶范数,E(·)表示求数学期望,β为补偿因子,且β≤1。
作为本发明的一个实施例,该方法还包括:
S208:检测,即接收端根据上述接收干扰功率估计值估计发送端发送的数据;
S209:上报,即将估计得到的接收干扰功率上报给高层。
本发明的实施例提出的接收干扰功率的估计方法通过对频域信道估计进行IDFT变换、加窗抑噪、DFT变换等处理获取有用信号部分,进一步通过处理前的频域信道估计和抑噪后的频域信道估计,获取接收信号的总功率和各个用户的有用信号接收功率,从而得到接收干扰功率的估计值,以提升系统的检测性能、提高测量如SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio,信号与干扰加噪声比)或CQI(Channel Quality Indicator,信道质量指示)估计等的精度,并为干扰协调与干扰控制机制提供精确的参考量。
需要指出的是,本发明的实施例可以依照接收端检测策略的不同需求进行相应的变换,当为多用户联合检测时,可以使用此方法进行接收干扰功率估计
当为单用户检测时,可以使用此方法获得接收干扰功率和其他用户对目标用户的干扰功率估计。
本发明的实施例所提出的接收干扰功率估计方法的适用范围很广,可以方便地用于LTE的上行PUSCH(Physical Uplink Shared Channel,物理上行共享信道)、PUCCH(Physical Uplink Control Channel,物理上行控制信道)信道,同样也适用于下行的业务、控制信道等。
下面以36.214标准中定义的测量量上行接收干扰功率的估计为例,说明本发明的实施例的具体操作流程。对于36.214中定义的上行接收干扰功率,需要在系统带宽上按PRB(Physical Resource Block,物理资源块)给出接收干扰功率的估计,考虑到一般情况下,会存在PUSCH占用的PRB和PUCCH占用的PRB,对于PUSCH占用的PRB,又存在是单用户占用和虚拟MU-MIMO用户占用的情况,对于PUCCH占用的PRB,需要按照相同的时频资源上分布多个用户的情况考虑,下面针对各种情况分别进行示例说明。
对于PUSCH单用户占用的PRB,接收信号可以表示为r=H1s1+N′+I′,那么示例性的估计方法包括:
获取原始信道估计
对上述步骤中得到的原始信道估计进行IDFT变换,得到导频信道估计的时域抽头特性;
对上述步骤中得到的时域抽头响应进行加窗抑噪处理,获取各个UE的时域抽头响应;
获取处理后信道估计H1;
使用前面获得的原始信道估计和处理后信道估计可以计算得到此时的接收干扰功率为
对于PUSCH虚拟MU-MIMO(Multi-User Multiple-Input Multiple-Output,多用户多输入多输出)用户占用的PRB(以两个用户为虚拟MU-MIMO用户为例),接收信号可以表示为r=H
1s
1+H
2s
2+N′+I′,那么
示例性的估计方法包括:
获取原始信道估计
对上述步骤中得到的原始信道估计进行IDFT变换,得到导频信道估计的时域抽头特性;
对上述步骤中得到的时域抽头响应进行加窗抑噪处理,获取各个UE的时域抽头响应;
获取取窗后的导频信道估计H1和H2;
使用前面获得的原始信道估计和处理后信道估计可以计算得到此时的接收干扰功率为
对于PUCCH占用的PRB,考虑到LTE系统中PUCCH信道的特性,在该PRB上可能存在若干个UE,接收信号可以表示为r=H
1s
1+H
2s
2+…+H
Ks
K+N′+I′,那么
示例性的估计方法包括:
获取原始信道估计
对上述步骤中得到的原始信道估计进行IDFT变换,得到导频信道估计的时域抽头特性;
对上述步骤中得到的时域抽头响应进行加窗抑噪处理,获取各个UE的时域抽头响应;
获取处理后信道估计Hi,i=1,2,…,K;
使用前面获得的原始信道估计和处理后信道估计可以计算得到此时的接收干扰功率为
由此,完成了上行接收干扰功率估计的流程,考虑到上述示例中前四个步骤是LTE上行信道估计必须有的处理过程,所以本发明的实施例对于LTE上行系统来说,实现非常简单。
对于LTE的下行系统,本发明的实施例的处理流程同样适用,以PDSCH(Physical Downlink Shared Channel,物理下行共享信道)信道为例,我们可以利用小区专用导频获取原始信道估计,然后类似于上行系统,进行图2中的步骤S202-S205的处理即可。
如图3所示为本发明的接收装置的一个实施例的功能结构图,如图所示,该接收装置包括原始信道估计模块31、处理后信道估计模块32和干扰功率估计模块33。其中,原始信道估计模块31用于根据导频信息获取导频信道估计作为原始信道估计;处理后信道估计模块32用于根据原始信道估计获取用户设备的频域信道估计作为处理后信道估计;干扰功率估计模块33用于根据原始信道估计和处理后信道估计获取接收干扰功率的估计值。
作为本发明的一个实施例,处理后信道估计模块32可以包括时域抽头特性获取子模块321、用户时域抽头响应获取子模块322和用户频域信道估计获取子模块323。其中,时域抽头特性获取子模块321用于根据原始信道估计获得导频信道估计的时域抽头特性;用户时域抽头响应获取子模块322用于根据时域抽头特性获取各个用户设备的时域抽头响应;用户频域信道估计获取子模块323用于根据用户设备的时域抽头响应获取用户设备的频域信道估计作为处理后信道估计。
作为本发明的一个实施例,时域抽头特性获取子模块321还用于对原始信道估计进行离散傅立叶反变换,得到导频信道估计的时域抽头特性。
作为本发明的一个实施例,用户时域抽头响应获取子模块322还用于对时域抽头特性进行加窗抑噪处理,以获取各个用户设备的时域抽头响应。
作为本发明的一个实施例,用户频域信道估计获取子模块323还用于对用户设备的时域抽头响应进行离散傅立叶变换,以获取用户设备的频域信道估计作为处理后信道估计。
作为本发明的一个实施例,干扰功率估计模块33包括估计子模块331,其用于根据原始信道估计和处理后信道估计,利用占用相同时域资源的用户设备之间的正交性,获取接收干扰功率的估计值。
作为本发明的一个实施例,干扰功率估计模块33还包括补偿子模块332,其用于根据获取处理后信道估计步骤的冗余误差对接收干扰功率的估计值进行补偿。
本发明的实施例所提出的接收干扰功率估计方法和接收装置针对相同时频资源上存在多个用户时,接收干扰功率估计的难题,提出一种通过原始信道估计和处理后信道估计计算接收干扰功率的方案,并给出非理想因素下的补偿方案。相比现有方案,本发明的实施例具有估计精度高、适用范围广、可扩展性强等优点。
本发明的实施例所提出的接收干扰功率估计方法和接收装置可以精确的估计出接收干扰功率,使检测性能得到提升,并为干扰控制机制提供合理的参考量;解决了当相同时频资源上存在多个用户时,现有算法无法正确估计接收干扰功率的难题;对于上行系统,实现复杂度低,相比于现有算法复杂的变换,本发明的实施例直接利用信道估计的中间变量进行接收干扰功率估计;适用范围广,能够方便地用于上下行控制信道、共享信道等;可变换性强,可以使用此方法的扩展,获得同道干扰的估计、有用信号接收功率估计。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。