CN103036820A - 一种基于参考信号的多小区信道估计方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种基于参考信号的多小区信道估计方法和装置，用于在构建本地参考信号时引入对不同小区定时时延差值的相位补偿处理，再进行信道估计，提高了信道估计的性能。本发明实施例方法包括：估计干扰小区与本小区之间的定时时延差值，获取定时时延差值；生成各小区的本地参考信号，并利用定时时延差值对本地参考信号进行相位补偿；利用相位补偿后的本地参考信号进行多小区联合信道估计，获取本小区和干扰小区参考信号位置上的信道响应值。

Description

一种基于参考信号的多小区信道估计方法和装置

技术领域

本发明涉及移动通信领域，具体地涉及一种基于参考信号的多小区信道估计方法和装置。

背景技术

在长期演进(Long Term Evolution，LTE)系统中采用了正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)作为其物理层核心技术，它将数据分配在多个正交的子载波上进行传输，子载波间可以在频谱上重叠，大大提高了频谱利用率。

在OFDM系统中，承载信息的可分配物理资源包括时间和频率，通常可以采用图1所示的资源格方式进行描述，资源格在时间轴方向划分成不同的OFDM符号，在频率轴方向划分成不同的子载波，图1中的每一个小格对应于一个子载波的频率和一个OFDM符号的时间长度，即资源格将整个时间和频率资源划分为相等的基本资源单位，又叫资源单元(Resource Element，RE)。若干个资源单元可以构成一个资源块，在LTE协议中定义一个资源块的范围是频率上的12个子载波和时间上的7个OFDM符号，如图1中黑线框划定范围所示。

为了正确解调数据，接收端需要已知每个RE位置上的信道情况。在LTE系统中，为了在接收端进行信道估计，在特定的资源单元位置上发送已知的参考信号(Reference Signal，RS)。接收端首先通过参考信号计算其所在RE位置的信道估计值，然后采用插值算法获取整个资源块上的信道估计值。

LTE系统中，定义了小区参考信号(Cell-specific RS)用于终端设备(UserEquipment，UE)对不同小区的信道估计。LTE系统中根据不同Cell ID采用小区间RS偏移(shift)方式，尽量保证相邻小区RS占用不同子载波组，以减小小区间RS的干扰，如图2所示，标记R0和R1的RE位置分别表示来自不同小区的RS。当两小区的Cell ID满足模6(两发天线时为模3)相等时，两小区的RS频域位置就会重合，从而在信道估计过程中引入较强的小区间干扰。

IEEE公开文献《Channel Estimation in OFDM Systems in the Presence ofInter-Cell Interference》提出了一种当小区RS频域位置重合情况下的两个小区信道响应估计方法。在LTE系统多小区场景下，当本小区和邻小区Cell ID值满足模6相等时，其中本小区为终端所驻留的服务小区，在各小区循环前缀(Cyclic Prefix，CP)对齐情况下，接收RS信号可以写作：

$R(k,l)=\underset{i=0}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{H}_i(k,l)S_i(k,l)+W(k,l)$ (式1)

其中k，l分别表示RS所在资源单元的频域和时域下标，S_i表示小区i的发送参考信号，0表示本小区，H_i表示小区i的信道状态值，W表示信道加性噪声，N是频域位置重合的小区总数。

根据前述公开文献，对于本小区和任意邻小区n的两小区同频场景，所获得的信道估计结果表示如下：

${\hat{H}}_{k,l}={P_{k,l}}^{-1}{\mathrm{\Γ}}_{k,l}$ (式2)

其中，

$P_{k,l}=\left[\begin{array}{c}{\left({S^0}_{k,l}\right)}^H{S^0}_{k,l},{\left({S^0}_{k,l}\right)}^H{S^n}_{k,l}\\ {\left({S^n}_{k,l}\right)}^H{S^0}_{k,l},{\left({S^n}_{k,l}\right)}^H{S^n}_{k,l}\end{array}\right],$ ${\mathrm{\Γ}}_{k,l}=\left[\begin{array}{c}{\left({S^0}_{k,l}\right)}^H{R}_{k,l}\\ {\left({S^n}_{k,l}\right)}^H{R}_{k,l}\end{array}\right],$ ${\hat{H}}_{k,l}=\left[\begin{array}{c}{\hat{H}}_0(k,l)\\ {\hat{H}}_1(k,l)\end{array}\right]$

(式3)

(.)^H表示复共轭运算。

同理，对于三小区场景，本小区和任意邻小区n、m，(式3)中各矩阵表示为：

$P_{k,l}=\left[\begin{array}{c}{\left({S^0}_{k,l}\right)}^H{S^0}_{k,l},{\left({S^0}_{k,l}\right)}^H{S^n}_{k,l},{\left({S^0}_{k,l}\right)}^H{S^m}_{k,l}\\ {\left({S^n}_{k,l}\right)}^H{S^0}_{k,l},{\left({S^n}_{k,l}\right)}^H{S^n}_{k,l},{\left({S^n}_{k,l}\right)}^H{S^m}_{k,l}\\ {\left({S^m}_{k,l}\right)}^H{S^0}_{k,l},{\left({S^m}_{k,l}\right)}^H{S^n}_{k,l},{\left({S^m}_{k,l}\right)}^H{S^m}_{k,l}\end{array}\right]$ ${\mathrm{\Γ}}_{k,l}=\left[\begin{array}{c}{\left({S^0}_{k,l}\right)}^H{R}_{k,l}\\ {\left({S^n}_{k,l}\right)}^H{R}_{k,l}\\ {\left({S^m}_{k,l}\right)}^H{R}_{k,l}\end{array}\right]$ ${\hat{H}}_{k,l}=\left[\begin{array}{c}{\hat{H}}_0(k,l)\\ {\hat{H}}_1(k,l)\\ {\hat{H}}_2(k,l)\end{array}\right]$

(式4)

更一般地，对于小区数为N的多小区场景有：

$P_{k,l}=\left[\begin{array}{c}{\left({S^0}_{k,l}\right)}^H{S^0}_{k,l},{\left({S^0}_{k,l}\right)}^H{S^1}_{k,l},...,{\left({S^0}_{k,l}\right)}^H{S^{N-1}}_{k,l}\\ {\left({S^1}_{k,l}\right)}^H{S^0}_{k,l},{\left({S^1}_{k,l}\right)}^H{S^1}_{k,l},...,{\left({S^1}_{k,l}\right)}^H{S^{N-1}}_{k,l}\\ .\\ .\\ .\\ {\left({S^{N-1}}_{k,l}\right)}^H{S^0}_{k,l},{\left({S^{N-1}}_{k,l}\right)}^H{S^1}_{k,l},...,{\left({S^{N-1}}_{k,l}\right)}^H{S^{N-1}}_{k,l}\end{array}\right]$

${\mathrm{\Γ}}_{k,l}=\left[\begin{array}{c}{\left({S^0}_{k,l}\right)}^H{R}_{k,l}\\ {\left({S^1}_{k,l}\right)}^H{R}_{k,l}\\ .\\ .\\ .\\ {\left({S^{N-1}}_{k,l}\right)}^H{R}_{k,l}\end{array}\right]$ 是信道估计向量， ${\hat{H}}_{k,l}=\left[\begin{array}{c}{\hat{H}}_0(k,l)\\ {\hat{H}}_1(k,l)\\ .\\ .\\ .\\ {\hat{H}}_{N-1}(k,l)\end{array}\right]$ (式5)

可以得到：

${\hat{H}}_{k,l}={P_{k,l}}^{-1}{\mathrm{\Γ}}_{k,l}$ (式6)

公开文献中对各小区的信号假设同时到达接收机。但在一般的多小区组网场景中，当各小区信号到达时间存在差异时，小区信道估计将出现明显的性能下降。

发明内容

本发明实施例提供了一种基于参考信号的多小区信道估计方法和装置，用于在构建本地参考信号时引入对不同小区定时时延差值的相位补偿处理，再进行信道估计，提高了信道估计的性能。

依据本发明实施例提供的一种基于参考信号的多小区信道估计方法，包括：

估计干扰小区与本小区之间的定时时延差值，获取定时时延差值；

生成各小区的本地参考信号，并利用所述定时时延差值对本地参考信号进行相位补偿；

利用相位补偿后的本地参考信号进行多小区联合信道估计，获取本小区和干扰小区参考信号位置上的信道响应值。

优选地，所述估计干扰小区与本小区之间的定时时延差值，获取定时时延差值前包括：

判断可能存在同频干扰的小区；

对可能存在同频干扰的小区进行信号功率测量，筛选出主要的干扰小区。

优选地，若所述参考信号为二维分布式方式，还包括：

根据所述信道响应值，通过插值运算获得整个时频域的各小区信道估计结果。

优选地，估计干扰小区与本小区之间的定时时延差值，获取定时时延差值具体为：

用接收到的参考信号进行信道估计；

对位于一个正交频分复用OFDM符号上的M点信道估计结果进行时频变换，得到单个OFDM符号上的时域信道估计，其中M为带宽范围内一个OFDM符号上的参考信号数；

从所获得的时域信道估计结果中选取信道多径中最大值位置或首径位置作为小区信号的到达时刻值，通过各小区信号到达时刻值，计算出干扰小区与本小区之间的定时时延差值，获取定时时延差值。

优选地，进行多小区联合信道估计，获取本小区和干扰小区参考信号位置上的信道响应值前进一步包括，进行信道相关带宽估计，利用信道相关带宽估计获得相关带宽范围，获取相关带宽范围内的相位补偿后的参考信号。

优选地，进行信道相关带宽估计，利用信道相关带宽估计获得相关带宽范围，获取相关带宽范围内的相位补偿后的参考信号：

用接收到的参考信号进行信道估计；

对位于一个OFDM符号上的M点信道估计结果进行时频变换，得到单个OFDM符号上的时域信道估计，其中M为带宽范围内一个OFDM符号上的参考信号数；

对所述时域信道估计进行噪声消除，保留有用信号功率，获得所述时域信道估计中的有效多径成分值；

计算所述时域信道估计中的有效多径成分值的均方时延值，通过所述均方时延值判断相关带宽范围；

获取相关带宽范围内的相位补偿后的参考信号。

依据本发明又一实施例提供的一种基于参考信号的多小区信道估计装置，包括：

定时时延差值获取模块，用于估计干扰小区与本小区之间的定时时延差值，获取定时时延差值；

相位补偿模块，用于生成各小区的本地参考信号，并利用所述定时时延差值对本地参考信号进行相位补偿；

信道估计模块，用于利用相位补偿后的本地参考信号进行多小区联合信道估计，获取本小区和干扰小区参考信号位置上的信道响应值。

优选地，还包括：

同频干扰小区判断模块，用于判断可能存在同频干扰的小区；

干扰小区筛选模块，用于对可能存在同频干扰的小区进行信号功率测量，筛选出主要的干扰小区。

优选地，若所述参考信号为二维分布式方式，还包括：

插值运算模块，用于根据所述信道响应值，通过插值运算获得整个时频域的各小区信道估计结果。

优选地，定时时延差值获取模块进一步包括：

信道估计单元，用于用接收到的参考信号进行信道估计；

时域信道估计单元，用于对位于一个正交频分复用OFDM符号上的M点信道估计结果进行时频变换，得到单个OFDM符号上的时域信道估计，其中M为带宽范围内一个OFDM符号上的参考信号数；

定时时延差值获取单元，用于从时域信道估计结果中选取信道多径中最大值位置或首径位置作为小区信号的到达时刻值，通过各小区信号到达时刻值，计算出干扰小区与本小区之间的定时时延差值，获取定时时延差值。

优选地，信道估计模块前进一步包括相关带宽估计模块，用于进行信道相关带宽估计，利用信道相关带宽估计获得相关带宽范围，获取相关带宽范围内的相位补偿后的参考信号。

优选地，相关带宽估计模块进一步包括：

信道估计单元，用于用接收到的参考信号进行信道估计；

时域信道估计单元，用于对位于一个OFDM符号上的M点信道估计结果进行时频变换，得到单个OFDM符号上的时域信道估计，其中M为带宽范围内一个OFDM符号上的参考信号数；

噪声消除单元，用于对所述时域信道估计进行噪声消除，保留有用信号功率，获得所述时域信道估计中的有效多径成分值；

相关带宽判断单元，用于计算所述时域信道估计中的有效多径成分值的均方时延值，通过所述均方时延值判断相关带宽范围；

参考信号获取单元，用于获取相关带宽范围内的相位补偿后的参考信号。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

(1)在构建本地参考信号时引入对不同小区定时时延差值的相位补偿处理，再进行信道估计，提高了信道估计的性能；

(2)在信道估计前进行主要干扰小区筛选，可减少待估计信道的小区数量，从而减小本地小区矩阵的维度，减小运算复杂度。

(3)引入相关带宽进行多小区信道估计，可减小信道估计复杂度，获得复杂度和性能上的折中效果。

附图说明

图1是LTE系统资源单元格示意图；

图2是小区参考信号分布方式示意图；

图3是本发明实施例一基于参考信号的多小区信道估计方法流程图；

图4a至图4c是本发明实施例与现有技术MSE性能仿真结果比较；

图5是本发明实施例基于参考信号的多小区信道估计方法中定时时延差值获取的流程图；

图6本发明实施例二基于参考信号的多小区信道估计方法流程图；

图7是本发明实施例二基于参考信号的多小区信道估计方法中相关带宽估计的流程图；

图8是本发明实施例三基于参考信号的多小区信道估计装置原理框图；

图9是本发明实施例三基于参考信号的多小区信道估计装置一应用实例原理框图；

图10是本发明实施例三基于参考信号的多小区信道估计装置又一应用实例原理框图；

图11是本发明实施例三基于参考信号的多小区信道估计装置中定时时延差值获取模块的原理框图；

图12是本发明实施例四基于参考信号的多小区信道估计装置的原理框图；

图13是本发明实施例四基于参考信号的多小区信道估计装置中相关带宽估计模块的原理框图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种基于参考信号的多小区信道估计方法和装置，用于在构建本地参考信号时引入对不同小区定时时延差值的相位补偿处理，再进行信道估计，提高了信道估计的性能。

以下通过具体实施例详细说明。

实施例一

参见图3，本发明实施例提供的一种基于参考信号的多小区信道估计方法的一个实施例，可包括：

S31，估计干扰小区与本小区之间的定时时延差值，获取定时时延差值di；

S32，生成各小区的本地参考信号，并利用定时时延差值对本地参考信号进行相位补偿；

具体地，对本地参考信号进行的相位补偿如下：

${\tilde{S}}^i=\left[S_i\left(k\right)e^{\frac{-j2\mathrm{\π}{d}_{i}k}{L}}\right]$

其中，

表示相位补偿后的小区i的本地参考信号RS，S_i(k)表示频域位置k上的本地参考信号RS符号，d_i是步骤S31中估计的本小区和小区i定时时延差值，L表示OFDM调制时采用的快速傅里叶变换FFT变换点数，j是单位虚根。

S33，利用相位补偿后的本地参考信号进行多小区联合信道估计，获取本小区和干扰小区参考信号位置上的信道响应值。

通过步骤S32对本地RS进行相位补偿后，进行多小区的联合信道估计：

${\hat{H}}_{k,l}={P_{k,l}}^{-1}{\mathrm{\Γ}}_{k,l}$

其中， $P_{k,l}=\left[\begin{array}{c}{\left({\tilde{S}}_{k,l}^0\right)}^H{\tilde{S}}_{k,l}^0,{\left({\tilde{S}}_{k,l}^0\right)}^H{\tilde{S}}_{k,l}^1,...,{\left({\tilde{S}}_{k,l}^0\right)}^H{\tilde{S}}_{k,l}^{N-1}\\ {\left({\tilde{S}}_{k,l}^1\right)}^H{\tilde{S}}_{k,l}^0,{\left({\tilde{S}}_{k,l}^1\right)}^H{\tilde{S}}_{k,l}^1,...,{\left({\tilde{S}}_{k,l}^1\right)}^H{\tilde{S}}_{k,l}^{N-1}\\ .\\ .\\ .\\ {\left({\tilde{S}}_{k,l}^{N-1}\right)}^H{\tilde{S}}_{k,l}^0,{\left({\tilde{S}}_{k,l}^{N-1}\right)}^H{\tilde{S}}_{k,l}^1,....,{\left({\tilde{S}}_{k,l}^{N-1}\right)}^H{\tilde{S}}_{k,l}^{N-1}\end{array}\right]$ 是根据多小区本地RS生成。

${\mathrm{\Γ}}_{k,l}=\left[\begin{array}{c}{\left({\tilde{S}}_{k,l}^0\right)}^H{R}_{k,l}\\ {\left({\tilde{S}}_{k,l}^1\right)}^H{R}_{k,l}\\ .\\ .\\ .\\ {\left({\tilde{S}}_{k,l}^{N-1}\right)}^H{R}_{k,l}\end{array}\right]$ 是根据多小区本地RS和接收RS生成。

${\hat{H}}_{k,l}=\left[\begin{array}{c}{\hat{H}}_0(k,l)\\ {\hat{H}}_1(k,l)\\ .\\ .\\ .\\ {\hat{H}}_{N-1}(k,l)\end{array}\right]$ 是检测获得的多小区信道估计结果。

由上可以看出，此实施例中考虑不同小区到达接收机信号存在的定时时延差值，并进行相位补偿，使得信道估计方法可在实际组网情况下使用，提高了信道估计方法的适用性。

通过仿真比较，本发明实施例的方案在非理想的定时同步假设情况下，性能获得明显的提升。

表1三小区环境仿真条件设置

仿真模拟了同频三小区场景，用户终端位于同频组网的环境中。此时假设用户终端与服务小区保持理想定时同步，即表1中相对时延值为0Ts。用户终端同时收到来自邻小区1和邻小区2的干扰信号，三小区的详细仿真配置如表1所示。

在不同信道信噪比SNR条件下通过计算估计结果的均方误差MSE性能，衡量估计方案的性能，MSE值越小，表示信道估计结果与真实值越接近。MSE计算如下：

$\mathrm{MSE}=\frac{\mathrm{\Σ}\left({|H-H_{\mathrm{est}}|}^2\right)}{\mathrm{\Σ}\left({\left|H\right|}^2\right)}$

其中H表示频域上真实的信道响应，H_est表示估计的信道响应。图4a至至图4c给出了本发明实施例在上述条件下的与现有技术的MSE性能仿真结果比较。其中图4a是对服务小区的信道估计结果；图4b是邻小区1的信道估计结果；图4c是邻小区2的信道估计结果。从结果上看，本发明实施例在各小区信号到达时间不同的情况下，对各个小区的信道估计MSE性能明显优于现有技术。

在一种应用场景下，估计干扰小区与本小区之间的定时时延差值，获取定时时延差值前包括：判断可能存在同频干扰的小区；对可能存在同频干扰的小区进行信号功率测量，筛选出主要的干扰小区。通过筛选主要的干扰小区，排除功率较小的干扰小区以降低矩阵P的维数，降低计算复杂度。

在实际应用中，判断可能存在同频干扰的小区具体可为：在终端已知目前同频小区列表情况下，可以通过小区列表获得小区ID信息，否则，进行小区ID盲检获取小区ID信息；通过小区ID，根据小区ID满足模6相等识别RS位置重叠的小区，判断为可能存在同频干扰的小区。

在另一种应用场景下，如果参考信号为图1所示的二维分布式方式，还需要进一步包括，根据步骤S33中获得的信道响应值，通过插值运算获得整个时频域的各小区信道估计结果。

进一步的，参考图5，估计干扰小区与本小区之间的定时时延差值，获取定时时延差值具体为：

S311，用接收到的参考信号进行信道估计；

信道估计如下：

$\hat{H}\left(k\right)=R\left(k\right)/S\left(k\right)$

其中R表示接收到的RS信号，S表示接收机根据不同小区ID产生的本地RS信号，k表示子载波序号。

S312，对位于一个正交频分复用OFDM符号上的M点信道估计结果进行时频变换，得到单个OFDM符号上的时域信道估计，其中M为带宽范围内一个OFDM符号上的参考信号数；

由信号处理原理，将信号由频域变换到时域采用离散傅立叶变换，ifft()表示离散傅立叶逆变换。

$\hat{h}\left(n\right)=\mathrm{ifft}\left(\hat{H}\left(k\right)\right),n=\mathrm{0,1}...N-1$

S313，从所获得的时域信道估计结果中选取信道多径的最大值位置或首径位置作为小区信号的到达时刻值，通过各小区信号到达时刻值，计算出干扰小区与本小区之间的定时时延差值，获取定时时延差值d_i。

实施例二

具体地，在步骤S33中，其中S和R信号向量的确定与信道相关带宽有关。因此本发明实施例提供的一种基于参考信号的多小区信道估计方法的又一个实施例，在进行多小区联合信道估计，获取本小区和干扰小区参考信号位置上的信道响应值前进一步包括，进行信道相关带宽估计，利用信道相关带宽估计获得相关带宽范围，获取相关带宽范围内的相位补偿后的参考信号，参考图6，具体包括以下步骤：

S31，估计干扰小区与本小区之间的定时时延差值，获取定时时延差值；

S32，生成各小区的本地参考信号，并利用定时时延差值获取本地参考信号的相位补偿值；

S34，进行信道相关带宽估计，利用信道相关带宽估计获得相关带宽范围，获取相关带宽范围内的相位补偿后的参考信号；

在一应用实例中，参考图7，S34具体为：

S341，用接收到的参考信号进行信道估计；

信道估计如下：

$\hat{H}\left(k\right)=R\left(k\right)/S\left(k\right)$

其中R表示接收到的RS信号，S表示接收机根据不同小区ID产生的本地RS信号，k表示子载波序号。

S342，对位于一个OFDM符号上的M点信道估计结果进行时频变换，得到单个OFDM符号上的时域信道估计，其中M为带宽范围内一个OFDM符号上的参考信号数；

由信号处理原理，将信号由频域变换到时域采用离散傅立叶变换，ifft()表示离散傅立叶逆变换。

$\hat{h}\left(n\right)=\mathrm{ifft}\left(\hat{H}\left(k\right)\right),n=\mathrm{0,1}...N-1$

S343，对时域信道估计进行噪声消除，保留有用信号功率，获得时域信道估计中的有效多径成分值；

时域消噪后得到的

保留了

中有效多径成分值。

S344，计算时域信道估计中的有效多径成分值的均方时延值，通过均方时延值判断相关带宽范围；

根据

计算信道的均方时延RMS值，通过均方时延值与相关带宽倒数的正比关系，判断信道的相关带宽大小，即均方时延值越大，相关带宽越小，反之亦然。简化地，也可利用

中保留的有效径的最大时延差值代替RMS值，获取信道相关带宽范围。

S345，获取相关带宽范围内的相位补偿后的本地参考信号。

S33，利用相关带宽范围内的本地参考信号的相位补偿值进行多小区联合信道估计，获取本小区和干扰小区参考信号位置上的信道响应值。

通过步骤S32对本地RS进行相位补偿后，进行多小区的联合信道估计：

${\hat{H}}_{k,l}={P_{k,l}}^{-1}{\mathrm{\Γ}}_{k,l}$

其中， $P_{k,l}=\left[\begin{array}{c}{\left({\tilde{S}}_{k,l}^0\right)}^H{\tilde{S}}_{k,l}^0,{\left({\tilde{S}}_{k,l}^0\right)}^H{\tilde{S}}_{k,l}^1,...,{\left({\tilde{S}}_{k,l}^0\right)}^H{\tilde{S}}_{k,l}^{N-1}\\ {\left({\tilde{S}}_{k,l}^1\right)}^H{\tilde{S}}_{k,l}^0,{\left({\tilde{S}}_{k,l}^1\right)}^H{\tilde{S}}_{k,l}^1,...,{\left({\tilde{S}}_{k,l}^1\right)}^H{\tilde{S}}_{k,l}^{N-1}\\ .\\ .\\ .\\ {\left({\tilde{S}}_{k,l}^{N-1}\right)}^H{\tilde{S}}_{k,l}^0,{\left({\tilde{S}}_{k,l}^{N-1}\right)}^H{\tilde{S}}_{k,l}^1,....,{\left({\tilde{S}}_{k,l}^{N-1}\right)}^H{\tilde{S}}_{k,l}^{N-1}\end{array}\right]$ 是根据多小区本地RS生成。

${\mathrm{\Γ}}_{k,l}=\left[\begin{array}{c}{\left({\tilde{S}}_{k,l}^0\right)}^H{R}_{k,l}\\ {\left({\tilde{S}}_{k,l}^1\right)}^H{R}_{k,l}\\ .\\ .\\ .\\ {\left({\tilde{S}}_{k,l}^{N-1}\right)}^H{R}_{k,l}\end{array}\right]$ 是根据多小区本地RS和接收RS生成。

其中其中向量S和R根据相关带宽范围分别表示为，

Sⁱ _k，l＝[S_i(k-start_indx，l)，...，S_i(k+end_indx，l)]^T

R_k，l＝[R(k-start_indx，l)，...，R(k+end_indx，l)]^T

其中start_indx和end_indx分别表示信道相关带宽内RS开始和结束频域位置，与信道相关带宽有关。

${\hat{H}}_{k,l}=\left[\begin{array}{c}{\hat{H}}_0(k,l)\\ {\hat{H}}_1(k,l)\\ .\\ .\\ .\\ {\hat{H}}_{N-1}(k,l)\end{array}\right]$ 是检测获得的多小区信道估计结果。

由上可以看出，此实施例中考虑不同小区到达接收机信号存在的定时时延差值，增加相位补偿，从而使得信道估计方法可在实际组网情况下使用，提高了信道估计方法的适用性。同时，利用相关带宽估计实时选择合适数量的RS，可减少信道估计时的计算量，获取计算量和性能的折中效果。

为便于更好的实施本发明的技术方案，本发明实施例还对应的提供了用于实现上述基于参考信号的多小区信道估计装置。

实施例三

参见图8，本发明实施例提供的基于参考信号的多小区信道估计装置，包括：

定时时延差值获取模块81，用于估计干扰小区与本小区之间的定时时延差值，获取定时时延差值；

相位补偿模块82，用于生成各小区的本地参考信号，并利用所述定时时延差值对本地参考信号进行相位补偿；

信道估计模块83，用于利用相位补偿后的本地参考信号进行多小区联合信道估计，获取本小区和干扰小区参考信号位置上的信道响应值。

由上可以看出，此实施例中考虑不同小区到达接收机信号存在的定时时延差值，增加相位补偿模块，从而使得信道估计装置可在实际组网情况下使用，提高了信道估计装置的适用性。

在一种应用场景下，参见图9，定时时延差值获取模块81前包括：同频干扰小区判断模块84，用于判断可能存在同频干扰的小区；干扰小区筛选模块85，用于对可能存在同频干扰的小区进行信号功率测量，筛选出主要的干扰小区。通过筛选主要的干扰小区，排除功率较小的干扰小区以降低矩阵P的维数，降低计算复杂度。

在实际应用中，判断可能存在同频干扰的小区具体可为：在终端已知目前同频小区列表情况下，可以通过小区列表获得小区ID信息，否则，进行小区ID盲检获取小区ID信息；通过小区ID，根据小区ID满足模6相等识别RS位置重叠的小区，判断为可能存在同频干扰的小区。

在另一种应用场景下，参见图10，如果参考信号为图1所示的二维分布式方式，还需要进一步包括插值运算模块86，用于根据信道响应值，通过插值运算获得整个时频域的各小区信道估计结果。

参见图11，定时时延差值获取模块81进一步包括：

信道估计单元811，用于用接收到的参考信号进行信道估计；

时域信道估计单元812，用于对位于一个正交频分复用OFDM符号上的M点信道估计结果进行时频变换，得到单个OFDM符号上的时域信道估计，其中M为带宽范围内一个OFDM符号上的参考信号数；

定时时延差值获取单元813，用于从时域信道估计中选取信道多径的最大值位置或首径位置作为小区信号的到达时刻值，通过各小区信号到达时刻值，计算出干扰小区与本小区之间的定时时延差值，获取定时时延差值。

实施例四

具体地，信道估计模块中信道估计与信道相关带宽有关。因此本发明实施例提供的一种基于参考信号的多小区信道估计装置的又一个实施例，参见图12，在信道估计模块83前进一步包括相关带宽估计模块87，用于进行信道相关带宽估计，利用信道相关带宽估计获得相关带宽范围，获取相关带宽范围内的相位补偿后的参考信号。

参见图13，相关带宽估计模块87进一步包括：

信道估计单元871，用于用接收到的参考信号进行信道估计；

时域信道估计单元872，用于对位于一个OFDM符号上的M点信道估计结果进行时频变换，得到单个OFDM符号上的时域信道估计，其中M为带宽范围内一个OFDM符号上的参考信号数；

噪声消除单元873，用于对时域信道估计进行噪声消除，保留有用信号功率，获得时域信道估计中的有效多径成分值；

相关带宽判断单元874，用于计算所述时域信道估计中的有效多径成分值的均方时延值，通过所述均方时延值判断相关带宽范围。

参考信号获取单元875，用于获取相关带宽范围内的相位补偿后的参考信号。

进一步地，利用前次信道估计获得的本小区信道估计结果，进行相关带宽估计，并应用于本次信道估计，可以消除同频干扰带来的估计误差。

由上可以看出，此实施例中考虑不同小区到达接收机信号存在的定时时延差值，增加相位补偿模块，从而使得信道估计装置可在实际组网情况下使用，提高了信道估计装置的适用性。同时，利用相关带宽估计模块实时选择合适数量的RS，可减少信道估计时的计算量，获取计算量和性能的折中效果。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上对本发明所提供的一种基于参考信号的多小区信道估计方法和装置进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (12)

1.一种基于参考信号的多小区信道估计方法，其特征在于，包括：

估计干扰小区与本小区之间的定时时延差值，获取定时时延差值；

生成各小区的本地参考信号，并利用所述定时时延差值对本地参考信号进行相位补偿；

利用相位补偿后的本地参考信号进行多小区联合信道估计，获取本小区和干扰小区参考信号位置上的信道响应值。

2.根据权利要求1所述的基于参考小区的多小区信号估计方法，其特征在于，所述估计干扰小区与本小区之间的定时时延差值，获取定时时延差值前包括：

判断可能存在同频干扰的小区；

对可能存在同频干扰的小区进行信号功率测量，筛选出主要的干扰小区。

3.根据权利要求1或2所述的基于参考信号的多小区信道估计方法，其特征在于，若所述参考信号为二维分布式方式，还包括：

根据所述信道响应值，通过插值运算获得整个时频域的各小区信道估计结果。

4.根据权利要求1所述的基于参考信号的多小区信道估计方法，其特征在于，估计干扰小区与本小区之间的定时时延差值，获取定时时延差值具体为：

用接收到的参考信号进行信道估计；

对位于一个正交频分复用OFDM符号上的M点信道估计结果进行时频变换，得到单个OFDM符号上的时域信道估计，其中M为带宽范围内一个OFDM符号上的参考信号数；

从所获得的时域信道估计结果中选取信道多径中最大值位置或首径位置作为小区信号的到达时刻值，通过各小区信号到达时刻值，计算出干扰小区与本小区之间的定时时延差值，获取定时时延差值。

5.根据权利要求1所述的基于参考信号的多小区信道估计方法，其特征在于，进行多小区联合信道估计，获取本小区和干扰小区参考信号位置上的信道响应值前进一步包括，进行信道相关带宽估计，利用信道相关带宽估计获得相关带宽范围，获取相关带宽范围内的相位补偿后的参考信号。

6.根据权利要求5所述的基于参考信号的多小区信道估计方法，其特征在于，进行信道相关带宽估计，利用信道相关带宽估计获得相关带宽范围，获取相关带宽范围内的相位补偿后的参考信号：

用接收到的参考信号进行信道估计；

对位于一个OFDM符号上的M点信道估计结果进行时频变换，得到单个OFDM符号上的时域信道估计，其中M为带宽范围内一个OFDM符号上的参考信号数；

对所述时域信道估计进行噪声消除，保留有用信号功率，获得所述时域信道估计中的有效多径成分值；

计算所述时域信道估计中的有效多径成分值的均方时延值，通过所述均方时延值判断相关带宽范围；

获取相关带宽范围内的相位补偿后的参考信号。

7.一种基于参考信号的多小区信道估计装置，其特征在于，包括：

定时时延差值获取模块，用于估计干扰小区与本小区之间的定时时延差值，获取定时时延差值；

相位补偿模块，用于生成各小区的本地参考信号，并利用所述定时时延差值对本地参考信号进行相位补偿；

信道估计模块，用于利用相位补偿后的本地参考信号进行多小区联合信道估计，获取本小区和干扰小区参考信号位置上的信道响应值。

8.根据权利要求7所述的基于参考小区的多小区信号估计装置，其特征在于，还包括：

同频干扰小区判断模块，用于判断可能存在同频干扰的小区；

干扰小区筛选模块，用于对可能存在同频干扰的小区进行信号功率测量，筛选出主要的干扰小区。

9.根据权利要求7或8所述的基于参考信号的多小区信道估计装置，其特征在于，若所述参考信号为二维分布式方式，还包括：

插值运算模块，用于根据所述信道响应值，通过插值运算获得整个时频域的各小区信道估计结果。

10.根据权利要求7所述的基于参考信号的多小区信道估计装置，其特征在于，定时时延差值获取模块进一步包括：

信道估计单元，用于用接收到的参考信号进行信道估计；

时域信道估计单元，用于对位于一个正交频分复用OFDM符号上的M点信道估计结果进行时频变换，得到单个OFDM符号上的时域信道估计，其中M为带宽范围内一个OFDM符号上的参考信号数；

定时时延差值获取单元，用于从时域信道估计结果中选取信道多径中最大值位置或首径位置作为小区信号的到达时刻值，通过各小区信号到达时刻值，计算出干扰小区与本小区之间的定时时延差值，获取定时时延差值。

11.根据权利要求7所述的基于参考信号的多小区信道估计装置，其特征在于，信道估计模块前进一步包括相关带宽估计模块，用于进行信道相关带宽估计，利用信道相关带宽估计获得相关带宽范围，获取相关带宽范围内的相位补偿后的参考信号。

12.根据权利要求11所述的基于参考信号的多小区信道估计装置，其特征在于，相关带宽估计模块进一步包括：

信道估计单元，用于用接收到的参考信号进行信道估计；

时域信道估计单元，用于对位于一个OFDM符号上的M点信道估计结果进行时频变换，得到单个OFDM符号上的时域信道估计，其中M为带宽范围内一个OFDM符号上的参考信号数；

噪声消除单元，用于对所述时域信道估计进行噪声消除，保留有用信号功率，获得所述时域信道估计中的有效多径成分值；

相关带宽判断单元，用于计算所述时域信道估计中的有效多径成分值的均方时延值，通过所述均方时延值判断相关带宽范围；

参考信号获取单元，用于获取相关带宽范围内的相位补偿后的参考信号。

Images