CN103067144A

CN103067144A - 一种迭代接收方法和设备

Info

Publication number: CN103067144A
Application number: CN 201210571949
Authority: CN
Inventors: 肖维杰; 赵新雪; 高强; 李琼; 任斌
Original assignee: China Academy of Telecommunications Technology CATT
Current assignee: China Academy of Telecommunications Technology CATT; Datang Mobile Communications Equipment Co Ltd
Priority date: 2012-12-25
Filing date: 2012-12-25
Publication date: 2013-04-24
Anticipated expiration: 2032-12-25
Also published as: CN103067144B

Abstract

本发明公开了一种迭代接收方法和设备，该方法包括：迭代接收设备从接收信号中获得实导频信息，并获得虚导频信息，对实导频信息和虚导频信息进行信道估计，得到信道估计结果；迭代接收设备根据信道估计结果对接收信号进行信号检测，得到第一比特流；并从第一比特流中去除导频信息对应的比特，得到第二比特流；并对第二比特流进行信道译码，得到第三比特流；迭代接收设备对第三比特流进行CRC校验，并当CRC校验失败时，对第三比特流进行信道编码，得到第四比特流，并对第四比特流进行信号重构，得到虚导频信息，并在下一次的迭代信道估计过程中，对实导频信息和虚导频信息进行信道估计。本发明实施例中，可以提升信道估计精度。

Description

一种迭代接收方法和设备

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其是涉及一种迭代接收方法和设备。

背景技术

下行接收技术是LTE（Long Term Evolution，长期演进）系统中的重要内容，下行接收技术是指接收机将接收信号经过OFDM（Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing，正交频分复用）解调、信道估计、信号检测、信道译码等步骤，恢复出发送端发送的数据流的过程。

现有的下行接收技术中，将信道估计、信号检测、信道译码等过程单独考虑；无法产生更准确的信道估计结果，无法得出更准确的信道译码结果。

发明内容

本发明实施例提供一种迭代接收方法和设备，以产生更准确的信道估计结果，并得出更准确的信道译码结果。

为了达到上述目的，本发明实施例提供一种迭代接收设备，包括：

信道估计模块，用于在迭代信道估计过程中，从接收信号中获得实导频信息，并获得虚导频信息，对所述实导频信息和虚导频信息进行信道估计，得到信道估计结果，并将所述信道估计结果输出给信号检测模块；

信号检测模块，用于根据所述信道估计结果对接收信号进行信号检测，得到第一比特流，并将所述第一比特流输出给解映射模块；

解映射模块，用于从所述第一比特流中去除导频信息对应的比特，得到第二比特流，并将所述第二比特流输出给信道译码模块；

信道译码模块，用于对所述第二比特流进行信道译码，得到第三比特流，并将所述第三比特流输出给循环冗余码校验CRC校验模块；

CRC校验模块，用于对所述第三比特流进行CRC校验，并当CRC校验失败时，将所述第三比特流输出给信号重构模块；

信号重构模块，用于对所述第三比特流进行信道编码，得到第四比特流，并对所述第四比特流进行信号重构，得到虚导频信息，并将所述虚导频信息输出给所述信道估计模块；由所述信道估计模块在下一次的迭代信道估计过程中，对实导频信息和所述虚导频信息进行信道估计。

本发明实施例提供一种迭代接收方法，包括：

迭代接收设备在迭代信道估计过程中，从接收信号中获得实导频信息，并获得虚导频信息，对所述实导频信息和所述虚导频信息进行信道估计，得到信道估计结果；

所述迭代接收设备根据所述信道估计结果对接收信号进行信号检测，得到第一比特流；并从所述第一比特流中去除导频信息对应的比特，得到第二比特流；并对所述第二比特流进行信道译码，得到第三比特流；

所述迭代接收设备对所述第三比特流进行循环冗余码校验CRC校验，并当CRC校验失败时，对所述第三比特流进行信道编码，得到第四比特流，并对所述第四比特流进行信号重构，得到虚导频信息，并在下一次的迭代信道估计过程中，对实导频信息和所述虚导频信息进行信道估计。

与现有技术相比，本发明实施例至少具有以下优点：本发明实施例中，通过使用迭代接收技术将信道估计、信号检测、信道译码等过程联合起来考虑，从而产生更准确的信道估计结果，得出更准确的信道译码结果；且随着迭代次数的增加，接收机输出越来越准确的结果，从而提升信道估计精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的一种迭代接收设备结构示意图；

图2是本发明实施例一中信号重构模块重构虚导频信息分布图样示意图；

图3是本发明实施例二提供的一种迭代接收方法流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本发明实施例一提供一种迭代接收设备，如图1所示，该迭代接收设备可以包括：信道估计模块11、信号检测模块12、解映射模块13、信道译码模块14、CRC（Cyclical Redundancy Check，循环冗余码校验）校验模块15和信号重构模块16；其中，本发明实施例的各个模块可以集成于一体，也可以分离部署。上述模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

信道估计模块11，用于在初始信道估计过程中，从接收信号中获得实导频信息，并对实导频信息进行信道估计，得到信道估计结果，并将信道估计结果输出给信号检测模块12；在迭代信道估计过程中，从接收信号中获得实导频信息，并获得虚导频信息，对实导频信息和虚导频信息进行信道估计，得到信道估计结果，并将信道估计结果输出给信号检测模块12。

本发明实施例中，LTE下行链路采用OFDM来传输数据，即OFDM将一路高速串行数据转换成N路低速并行数据，从而对于每一路数据的符号长度扩展为原来的N倍，能够有效的抵抗衰落。在接收端，需要首先进行OFDM解调，且由于发送端是IFFT（反快速傅里叶变换）过程，因此接收端的OFDM解调过程实际上是一次FFT（快速傅里叶变换）；在OFDM解调过程结束之后，可以将接收信号输出给信道估计模块11和信号检测模块12。

信道估计模块11在接收到接收信号后，可从接收信号中获得实导频信息；

针对初始信道估计过程（即初始周期，假设使用i表征迭代周期的序号，则初始信道估计过程中i=0），信道估计模块11直接对实导频信息进行信道估计，得到信道估计结果，并将信道估计结果输出给信号检测模块12；其中，信道估计模块11可以利用LS（最小二乘信道估计）方法对实导频信息进行信道估计，得到信道估计结果；或者，信道估计模块11可以利用LMMSE（线性最小均方误差信道估计）方法对实导频信息进行信道估计，得到信道估计结果；或者，信道估计模块11可以利用基于DFT（离散傅里叶变换）的信道估计方法对实导频信息进行信道估计，得到信道估计结果。

针对迭代信道估计过程（即迭代周期，假设使用i表征迭代周期的序号，则迭代信道估计过程中i>=1），信道估计模块11需要对实导频信息和虚导频信息（虚导频信息由信号重构模块16输出给信道估计模块11，将在后续过程中描述虚导频信息）进行信道估计，得到信道估计结果，并将信道估计结果输出给信号检测模块12；其中，信道估计模块11可以利用最小二乘信道估计LS方法对实导频信息和虚导频信息进行信道估计，得到信道估计结果；或者，信道估计模块11还可以利用线性最小均方误差信道估计LMMSE方法对实导频信息和虚导频信息进行信道估计，得到信道估计结果；或者，信道估计模块11还可以利用基于离散傅里叶变换DFT的信道估计方法对实导频信息和虚导频信息进行信道估计，得到信道估计结果。

以信道估计模块11利用LMMSE方法对实导频信息和虚导频信息进行信道估计为例，则信道估计模块11具体用于利用如下公式进行信道估计：

{\hat{H}}_{s}^{(i)} = R_{H_{s} H_{s}} {(R_{H_{s} H_{s}} + \frac{β}{SNR} I)}^{- 1} {\tilde{H}}_{s}^{(i)};

其中，i表示迭代周期的序号；

表示实导频信息和虚导频信息的自相关矩阵，且

β是预设数值，且β与信号调制方式有关，当采用QPSK（Quadrature Phase Shift Keying，正交相移键控）调制时，β可以为1；SNR（Signal to Noise Ratio，信噪比）表示信噪比；I表示单位矩阵；

表示实导频信息和虚导频信息的LS信道估计值。

信号检测模块12，用于根据信道估计结果（即信道估计模块11输入的信道估计结果）对接收信号（即OFDM解调输入的接收信号）进行信号检测，得到第一比特流（即信号检测结果），并将第一比特流输出给解映射模块13。

本发明实施例中，根据信道估计结果对接收信号进行信号检测的方式具体包括但不限于：最大似然（ML）方法、迫零（ZF）方法和最小均方误差（MMSE）方法等，本发明实施例中对信号检测方式不再详加说明。

本发明实施例的可选实施方式中，对于采用调制方式为QPSK的系统，构建调制星座点集合，且调制星座点集合的元素个数为4个。需要说明的是，QPSK调制是一种向量调制，将输入的数据比特，两个一组先映射（一般采用格雷码）到一个复平面（星座）上，形成复数调制符号，然后将一组复值调制符号进行OFDM调制。当采用QPSK调制时，在可选的四个星座点中逐个进行搜索，将能够使表达式值最小的星座点选出，作为信号检测的结果。

解映射模块13，用于从第一比特流（即信号检测模块12输入的第一比特流）中去除导频信息对应的比特（即比特流），得到第二比特流（即解映射模块13处理结果），并将第二比特流输出给信道译码模块14。

信道译码模块14，用于对第二比特流（即解映射模块13输入的第二比特流）进行信道译码（即纠正错误信息），得到第三比特流（即信道译码模块14处理结果），并将第三比特流输出给CRC校验模块15。

CRC校验模块15，用于对第三比特流（即信道译码模块14输入的第三比特流）进行CRC校验（即对第三比特流中的每个码块进行CRC校验）；当CRC校验失败时，则需要将第三比特流输出给信号重构模块16；当CRC校验成功时，则不需要将第三比特流输出给信号重构模块16。

本发明实施例中，CRC校验模块15还用于在迭代次数（通过上述i的取值决定）未达到指定最大迭代次数（可以根据实际经验值进行设置）时，确定需要将第三比特流输出给信号重构模块16；在迭代次数达到指定最大迭代次数时，确定需要拒绝将第三比特流输出给信号重构模块16。

信号重构模块16，用于对第三比特流（即CRC校验模块15输入的第三比特流）进行信道编码（信道编码方式与上述信道译码模块14的信道译码方式相对应），得到第四比特流，并对该第四比特流进行信号重构，得到虚导频信息，以及将虚导频信息输出给信道估计模块11；由信道估计模块11在下一次的迭代信道估计过程中，对实导频信息和虚导频信息进行信道估计。

本发明实施例中，信号重构模块16具体用于对第四比特流中指定资源元素上的对应比特进行星座调制，得到虚导频信息。其中，如图2所示，为信号重构模块16重构虚导频信息分布图样示意图，指定资源元素包括但不限于：

每一时隙的第一个正交频分复用OFDM符号的第3，3+6N（如9，15，21等）个子载波上的资源元素；和/或，每一时隙的第五个OFDM符号的第6，6+6N（如12，18，24等）个子载波上的资源元素；其中，N为正整数；或者，

每一时隙的第一个OFDM符号上除了第6N个子载波上资源元素之外的其它资源元素；和/或，每一时隙的第五个OFDM符号上除了第3+6N个子载波上资源元素之外的其它资源元素；其中，N为正整数；或者，

每一时隙的第一个OFDM符号上除了第6N个子载波上资源元素之外的其它资源元素；和/或，每一时隙的第五个OFDM符号上除了第3+6N个子载波上资源元素之外的其它资源元素；和/或，每一时隙的第二个OFDM符号上的所有资源元素；和/或，每一时隙的第三个OFDM符号上的所有资源元素；和/或，每一时隙的第四个OFDM符号上的所有资源元素；和/或，每一时隙的第六个OFDM符号上的所有资源元素；和/或，每一时隙的第七个OFDM符号上的所有资源元素；其中，N为正整数。

综上所述，本发明实施例中，通过使用迭代接收技术将信道估计、信号检测、信道译码等过程联合起来考虑，从而产生更准确的信道估计结果，得出更准确的信道译码结果；且随着迭代次数的增加，接收机输出越来越准确的结果，从而提升信道估计精度。

实施例二

基于与上述设备同样的发明构思，本发明实施例中还提供了一种迭代接收方法，如图3所示，该迭代接收方法包括以下步骤：

步骤301，迭代接收设备在迭代信道估计过程中，从接收信号中获得实导频信息，并获得虚导频信息，对实导频信息和虚导频信息进行信道估计，得到信道估计结果；迭代接收设备在初始信道估计过程中，从接收信号中获得实导频信息，并对实导频信息进行信道估计，得到信道估计结果。

本发明实施例中，迭代接收设备对实导频信息和虚导频信息进行信道估计，得到信道估计结果，具体包括但不限于：迭代接收设备利用最小二乘信道估计LS方法对实导频信息和虚导频信息进行信道估计，得到信道估计结果；或者，迭代接收设备利用线性最小均方误差信道估计LMMSE方法对实导频信息和虚导频信息进行信道估计，得到信道估计结果；或者，迭代接收设备利用基于离散傅里叶变换DFT的信道估计方法对实导频信息和虚导频信息进行信道估计，得到信道估计结果。

本发明实施例中，迭代接收设备利用线性最小均方误差信道估计LMMSE方法对实导频信息和虚导频信息进行信道估计，得到信道估计结果，具体包括：迭代接收设备利用如下公式进行信道估计：

{\hat{H}}_{s}^{(i)} = R_{H_{s} H_{s}} {(R_{H_{s} H_{s}} + \frac{β}{SNR} I)}^{- 1} {\tilde{H}}_{s}^{(i)};

其中，i表示迭代周期的序号，

表示实导频信息和虚导频信息的自相关矩阵，β是预设数值，SNR表示信噪比，I表示单位矩阵，

表示实导频信息和虚导频信息的LS信道估计值。

步骤302，迭代接收设备根据信道估计结果对接收信号进行信号检测，得到第一比特流；并从第一比特流中去除导频信息对应的比特，得到第二比特流；并对第二比特流进行信道译码，得到第三比特流。

步骤303，迭代接收设备对第三比特流进行循环冗余码校验CRC校验，并当CRC校验失败时，对第三比特流进行信道编码，得到第四比特流，并对第四比特流进行信号重构，得到虚导频信息，并在下一次的迭代信道估计过程中，对实导频信息和虚导频信息进行信道估计。

本发明实施例中，迭代接收设备对第三比特流进行信道编码，得到第四比特流，具体包括但不限于：迭代接收设备在迭代次数未达到指定最大迭代次数时，确定需要对第三比特流进行信道编码，得到第四比特流；或者，迭代接收设备在迭代次数达到指定最大迭代次数时，确定不需要对第三比特流进行信道编码，得到第四比特流。

本发明实施例中，迭代接收设备对第四比特流进行信号重构，得到虚导频信息，具体包括但不限于：迭代接收设备对第四比特流中指定资源元素上的对应比特进行星座调制，得到虚导频信息。

本发明实施例中，指定资源元素包括但不限于：

每一时隙的第一个正交频分复用OFDM符号的第3，3+6N个子载波上的资源元素；和/或，每一时隙的第五个OFDM符号的第6，6+6N个子载波上的资源元素；其中，N为正整数；或者，

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述的方法。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述进行分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims

1.一种迭代接收设备，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，

所述信道估计模块，还用于在初始信道估计过程中，从接收信号中获得实导频信息，并对所述实导频信息进行信道估计，得到信道估计结果，并将所述信道估计结果输出给所述信号检测模块。

3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，

所述信道估计模块，具体用于利用最小二乘信道估计LS方法对所述实导频信息和虚导频信息进行信道估计，得到信道估计结果；或者，

利用线性最小均方误差信道估计LMMSE方法对所述实导频信息和虚导频信息进行信道估计，得到信道估计结果；或者，

利用基于离散傅里叶变换DFT的信道估计方法对所述实导频信息和虚导频信息进行信道估计，得到信道估计结果。

4.如权利要求3所述的设备，其特征在于，

所述信道估计模块在利用LMMSE方法对所述实导频信息和虚导频信息进行信道估计时，具体用于利用如下公式进行信道估计：

{\hat{H}}_{s}^{(i)} = R_{H_{s} H_{s}} {(R_{H_{s} H_{s}} + \frac{β}{SNR} I)}^{- 1} {\tilde{H}}_{s}^{(i)};

其中，i表示迭代周期的序号，

表示所述实导频信息和虚所述导频信息的自相关矩阵，β是预设数值，SNR表示信噪比，I表示单位矩阵，

表示所述实导频信息和所述虚导频信息的LS信道估计值。

5.如权利要求1所述的设备，其特征在于，

所述CRC校验模块，还用于在迭代次数未达到指定最大迭代次数时，确定需要将所述第三比特流输出给所述信号重构模块；在迭代次数达到指定最大迭代次数时，确定需要拒绝将所述第三比特流输出给所述信号重构模块。

6.如权利要求1所述的设备，其特征在于，

所述信号重构模块，具体用于对所述第四比特流中指定资源元素上的对应比特进行星座调制，得到所述虚导频信息。

7.如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述指定资源元素包括：

8.一种迭代接收方法，其特征在于，包括：

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述迭代接收设备在初始信道估计过程中，从接收信号中获得实导频信息，并对所述实导频信息进行信道估计，得到信道估计结果。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述迭代接收设备对所述实导频信息和所述虚导频信息进行信道估计，得到信道估计结果，包括：

所述迭代接收设备利用最小二乘信道估计LS方法对所述实导频信息和虚导频信息进行信道估计，得到信道估计结果；或者，

所述迭代接收设备利用线性最小均方误差信道估计LMMSE方法对所述实导频信息和虚导频信息进行信道估计，得到信道估计结果；或者，

所述迭代接收设备利用基于离散傅里叶变换DFT的信道估计方法对所述实导频信息和虚导频信息进行信道估计，得到信道估计结果。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述迭代接收设备利用线性最小均方误差信道估计LMMSE方法对所述实导频信息和虚导频信息进行信道估计，得到信道估计结果，具体包括：

所述迭代接收设备利用如下公式进行信道估计：

{\hat{H}}_{s}^{(i)} = R_{H_{s} H_{s}} {(R_{H_{s} H_{s}} + \frac{β}{SNR} I)}^{- 1} {\tilde{H}}_{s}^{(i)};

其中，i表示迭代周期的序号，

表示所述实导频信息和所述虚导频信息的LS信道估计值。

12.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述迭代接收设备对所述第三比特流进行信道编码，得到第四比特流，具体包括：

所述迭代接收设备在迭代次数未达到指定最大迭代次数时，确定需要对所述第三比特流进行信道编码，得到第四比特流；或者，

所述迭代接收设备在迭代次数达到指定最大迭代次数时，确定不需要对所述第三比特流进行信道编码，得到第四比特流。

13.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述迭代接收设备对所述第四比特流进行信号重构，得到虚导频信息，具体包括：

所述迭代接收设备对所述第四比特流中指定资源元素上的对应比特进行星座调制，得到所述虚导频信息。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述指定资源元素包括：