CN103338165A - 一种信道估计方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及通信技术领域,特别是一种信道估计方法和装置,包括:对接收信号进行初始信道估计,获得初始信道估计值;利用获得的所述初始信道估计值获得径功率值;利用获得的所述初始信道估计值获得噪声功率值;利用获得的所述径功率值和所述噪声功率值获得加权因子;利用获得的所述加权因子对所述初始信道估计值进行加权处理,获得处理后的信道估计值。本发明提供的方法可以适应不同的衰落信道类型,鲁棒性好,有效提高了信道估计的性能。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域,特别是涉及一种信道估计方法和装置。
背景技术
CDMA(Code Division Multiple Access,码分多址)是一种基于扩频的无线通信技术,其与GSM(Global System of Mobile communication,全球移动通讯系统)相比,CDMA具有容量大、抗衰落和干扰能力强等诸多优点,成为3G移动通信的基础技术。目前基于CDMA的3G移动通信商用网络在全世界广泛使用,主要有三个技术标准:WCDMA(Wideband Code Division MultipleAccess,宽带码分多址)、CDMA2000和TD-SCDMA(Time Division-SynchronousCode Division Multiple Access,时分同步码分多址)。
在CDMA系统中作相干解调需要对信道冲激响应进行估计。信道估计一般基于导频进行。以TD-SCDMA系统为例,在进行信道估计时,首先获得初始信道估计值,然后进行激活窗检测。对于非激活窗,信道冲激响应置为零,对于激活窗内的各径进行降噪处理。现有技术中,在对激活窗内的各径进行降噪处理时,是通过硬门限的方法检测有效径的。具体实现时,基于一定的准则设置一个门限,若某条径的度量值超过预设的门限则置为有效径,否则置零。判断方法如下:
其中,为第k个用户的信道冲激响应,为度量函数,通常取为称为第k个窗中第i条径的径功率。Tpath为预设的径门限,通常设置为最大径功率乘以一个因子F,例如F取1/4表示只有径功率超过最大径功率的1/4的径才保留,否则置零。
在实现本发明的过程中,发明人发现现有技术中至少存在如下问题:现有技术提供的方法中,虽然采用硬门限检测有效径的方法能够在一定程度上降低噪声,但是在衰落信道下,由于采用相同的门限因子,难以适应不同的衰落信道类型。在信道衰落较深时,使用较大的门限因子会导致丢弃较多的有效径,而信噪比较低时,使用较小的门限因子又不能有效降低白噪。对于不同的衰落信道,现有的硬门限技术难以在降噪和保留有效径中达到较好的平衡,导致信道估计的性能受到损失。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明实施例提供了一种信道估计方法和装置,可以适应不同的衰落信道类型,鲁棒性好,有效提高信道估计性能。
根据本发明实施例的第一方面,公开了一种信道估计方法,所述方法包括:
对接收信号进行初始信道估计,获得初始信道估计值;
利用获得的所述初始信道估计值获得径功率值;
利用获得的所述初始信道估计值获得噪声功率值;
利用获得的所述径功率值和所述噪声功率值获得加权因子;
利用获得的所述加权因子对所述初始信道估计值进行加权处理,获得处理后的信道估计值。
结合本发明的第一方面,本发明还具有第一种可能,即所述利用获得的所述径功率值和所述噪声功率值获得加权因子包括:
将所述径功率值与所述噪声功率值相加获得第一和值,将所述径功率值除以所述第一和值得到的比值作为加权因子。
结合本发明的第一方面,本发明还具有第二种可能,即所述利用获得的所述径功率值和所述噪声功率值获得加权因子包括:
将所述径功率值与所述噪声功率值相减获得第一差值,将所述第一差值除以所述径功率值得到的比值作为加权因子。
结合本发明的第一方面,以及本发明的第一方面的第二种可能,本发明还具有第三种可能,即所述方法还包括:
对所述加权因子进行降幅处理,使得所述加权因子位于[0,1]区间内。
结合本发明的第一方面,本发明还具有第四种可能,即若所述径功率值为当前子帧的当前时隙的径功率值,则在利用获得的所述初始信道估计值获得径功率值之后,所述方法还包括:
获得与当前子帧的当前时隙具有相同时隙号的上一子帧的径功率值,利用所述上一子帧的径功率值对当前子帧的当前时隙的径功率值进行滤波处理。
结合本发明的第一方面,以及本发明的第一方面的第四种可能,本发明还具有第五种可能,即所述利用所述上一子帧的径功率值对当前子帧的当前时隙的径功率值进行滤波处理包括:
或者,
其中,为对当前子帧的当前时隙的径功率值进行滤波处理后得到的结果,Pj,n-1为与当前子帧同时隙的上一子帧的径功率值,Pj,n为当前子帧的当前时隙的径功率值,a为遗忘因子,Gn和Gn-1分别为当前子帧和上一子帧的自动增益控制值AGC。
结合本发明的第一方面,本发明还具有第六种可能,即若所述噪声功率值为当前子帧的当前时隙的噪声功率值,则在利用获得的所述初始信道估计值获得噪声功率值之后,所述方法还包括:
获得与当前子帧的当前时隙具有相同时隙号的上一子帧的噪声功率值,利用所述上一子帧的噪声功率值对当前子帧的当前时隙的噪声功率值进行滤波处理。
结合本发明的第一方面,以及本发明的第一方面的第六种可能,本发明还具有第七种可能,即所述利用所述上一子帧的噪声功率值对当前子帧的当前时隙的噪声功率值进行滤波处理包括:
或者,
其中,为对当前子帧的当前时隙的噪声功率值进行滤波处理后得到的结果,为与当前子帧同时隙的上一子帧的噪声功率值,为当前子帧的当前时隙的噪声功率值,a为遗忘因子,Gn和Gn-1分别为当前子帧和上一子帧的自动增益控制值AGC。
结合本发明的第一方面,以及本发明的第一方面的第四种可能,本发明还具有第八种可能,即所述方法还包括:
获得当前子帧与上一子帧的激活状态,判断当前子帧与上一子帧是否均为激活窗;如果是,则利用上一子帧的径功率值对当前子帧的当前时隙的径功率值进行滤波处理;否则,令所述加权因子的值为1;
或者,
获得当前子帧与上一子帧的物理信道类型,判断当前子帧与上一子帧的物理信道类型是否相同;如果是,则利用所述上一子帧的径功率值对当前子帧的当前时隙的径功率值进行滤波处理;否则,令所述加权因子的值为1;
或者,
判断当前子帧的定时调整值是否小于第二阈值T;如果是,则利用所述上一子帧的径功率值对当前子帧的当前时隙的径功率值进行滤波处理;否则,令所述加权因子的值为1。
结合本发明的第一方面,本发明还具有第九种可能,即所述利用获得的所述初始信道估计值获得噪声功率值包括:
对于每个激活窗,将激活窗中的各径按照径功率值大小进行排序,获得径功率值最大的前M条径,将其余的各径放入集合Si;
将集合Si中的各径的径功率值进行累加,获得所有激活窗对应的集合Si中的各径的径功率值进行累加得到的和值,利用得到的和值获得平均值作为噪声功率值。
结合本发明的第一方面,本发明还具有第十种可能,即所述利用获得的所述初始信道估计值获得噪声功率值包括:
对于每个非激活窗,将非激活窗的各径放入集合Ni;
将集合Ni中的各径的径功率值进行累加,获得所有非激活窗对应的集合Ni中的各径的径功率值进行累加得到的和值,利用得到的和值获得平均值作为噪声功率值。
结合本发明的第一方面,本发明还具有第十一种可能,即所述利用获得的所述初始信道估计值获得噪声功率值包括:
对于每个激活窗,将激活窗中的各径按照径功率值大小进行排序,获得径功率值最大的前M条径,将其余的径放入集合Si,将集合Si中的各径的径功率值进行累加,,得到累加值获得将所有激活窗各自对应的累加值进行相加得到的和值SumS;
对于每个非激活窗,将非激活窗的各径放入集合Ni,将集合Ni中的各径的径功率值进行累加得到累加值,,获得将所有非激活窗各自对应的累加值进行相加得到的和值SumN;
将各激活窗进行累加得到的和值SumS以及各非激活窗进行累加得到的和值SumN的平均值作为噪声功率值。
结合本发明的第一方面,以及本发明的第一方面的第十一种可能,本发明还具有第十二种可能,即所述激活窗和所述非激活窗中进行累加的径的总数不大于第一阈值P,优先选取激活窗中除径功率值最大的前M条径之外的径进行累加;
或者,
所述激活窗和所述非激活窗中进行累加的径的总数不大于第一阈值P,优先选取非激活窗中的各径进行累加。
根据本发明实施例的第二方面,公开了一种信道估计装置,所述装置包括初始信道估计器、径功率生成器、噪声功率处理器、加权因子生成器、信道估计处理器,其中:
所述初始信道估计器用于对接收信号进行初始信道估计,获得初始信道估计值,并将所述初始信道估计值发送至所述径功率生成器、噪声功率处理器、信道估计处理器;
所述径功率生成器用于接收初始信道估计器发送的初始信道估计值,并利用获得的所述初始信道估计值获得径功率值,并将所述径功率值发送至所述加权因子生成器;
所述噪声功率处理器用于接收初始信道估计器发送的初始信道估计值,并利用获得的所述初始信道估计值获得噪声功率值,并将所述噪声功率值发送至所述加权因子生成器;
所述加权因子生成器用于接收所述径功率生成器发送的径功率值以及所述噪声功率处理器发送的噪声功率值,并利用获得的所述径功率值和所述噪声功率值获得加权因子,并将所述加权因子发送至所述信道估计处理器;
所述信道估计处理器用于接收所述初始信道估计器发送的初始信道估计值以及所述加权因子生成器发送的加权因子,并利用获得的所述加权因子对所述初始信道估计值进行加权处理,获得处理后的信道估计值。
结合本发明的第二方面,本发明还具有第十三种可能,即所述加权因子生成器具体用于:
接收所述径功率生成器发送的径功率值以及所述噪声功率处理器发送的噪声功率值;
将所述径功率值与所述噪声功率值相加获得第一和值,将所述径功率值除以所述第一和值得到的比值作为加权因子。
结合本发明的第二方面,本发明还具有第十四种可能,即所述加权因子生成器具体用于:
接收所述径功率生成器发送的径功率值以及所述噪声功率处理器发送的噪声功率值;
将所述径功率值与所述噪声功率值相减获得第一差值,将所述第一差值除以所述径功率值得到的比值作为加权因子。
结合本发明的第二方面,本发明还具有第十五种可能,即所述装置还包括:
径功率滤波器,用于获得与当前子帧的当前时隙具有相同时隙号的上一子帧的径功率值,利用所述上一子帧的径功率值对当前子帧的当前时隙的径功率值进行滤波处理。
结合本发明的第二方面,以及本发明的第二方面的第十五种可能,本发明还具有第十六种可能,即所述径功率滤波器具体用于:
利用以下方式对当前子帧的当前时隙的径功率值进行滤波处理:
或者,
其中,为对当前子帧的当前时隙的径功率值进行滤波处理后得到的结果,Pj,n-1为与当前子帧同时隙的上一子帧的径功率值,Pj,n为当前子帧的当前时隙的径功率值,a为遗忘因子,Gn和Gn-1分别为当前子帧和上一子帧的自动增益控制值AGC。
结合本发明的第二方面,本发明还具有第十七种可能,即所述装置还包括:
噪声功率滤波器,用于获得与当前子帧的当前时隙具有相同时隙号的上一子帧的噪声功率值,利用所述上一子帧的噪声功率值对当前子帧的当前时隙的噪声功率值进行滤波处理。
结合本发明的第二方面,以及本发明的第二方面的第十七种可能,本发明还具有第十八种可能,即所述噪声功率滤波器具体用于:
利用以下方式对当前子帧的当前时隙的噪声功率值进行滤波处理:
或者,
其中,为对当前子帧的当前时隙的噪声功率值进行滤波处理后得到的结果,为与当前子帧同时隙的上一子帧的噪声功率值,为当前子帧的当前时隙的噪声功率值,a为遗忘因子,Gn和Gn-1分别为当前子帧和上一子帧的自动增益控制值AGC。
结合本发明的第二方面,以及本发明的第二方面的第十五种可能,本发明还具有第十九种可能,即所述装置还包括:
第一判断单元,用于获得当前子帧与上一子帧的激活状态,判断当前子帧与上一子帧是否均为激活窗;如果是,则利用上一子帧的径功率值对当前子帧的当前时隙的径功率值进行滤波处理;否则,令所述加权因子的值为1;
第二判断单元,用于获得当前子帧与上一子帧的物理信道类型,判断当前子帧与上一子帧的物理信道类型是否相同;如果是,则利用上一子帧的径功率值对当前子帧的当前时隙的径功率值进行滤波处理;否则,令所述加权因子的值为1;
第三判断单元,用于判断当前子帧的定时调整值是否小于第二阈值T;如果是,则用上一子帧的径功率值对当前子帧的当前时隙的径功率值进行滤波处理;否则,令所述加权因子的值为1。
结合本发明的第二方面,本发明还具有第二十种可能,即所述噪声估计器包括:
第一选取单元,用于对于每个激活窗,将激活窗中的各径按照径功率值大小进行排序,获得径功率值最大的前M条径,将其余的各径放入集合Si;
第一累加平均单元,用于将集合Si中的各径的径功率值进行累加,获得所有激活窗对应的集合Si中的各径的径功率值进行累加得到的和值,利用得到的和值获得平均值作为噪声功率值。
结合本发明的第二方面,本发明还具有第二十一种可能,即所述噪声估计器包括:
第二选取单元,用于对于每个非激活窗,将非激活窗的各径放入集合Ni;
第二累加平均单元,用于将集合Ni中的各径的径功率值进行累加,获得所有非激活窗对应的集合Ni中的各径的径功率值进行累加得到的和值,利用得到的和值获得平均值作为噪声功率值。
结合本发明的第二方面,本发明还具有第二十二种可能,即所述噪声估计器包括:
第三选取单元,用于对于每个激活窗,将激活窗中的各径按照径功率值大小进行排序,获得径功率值最大的前M条径,将其余的径放入集合Si,将集合Si中的各径的径功率值进行累加,得到累加值,获得将所有激活窗各自对应的累加值进行相加得到的和值SumS;
第四选取单元,用于对于每个非激活窗,将非激活窗的各径放入集合Ni,将集合Ni中的各径的径功率值进行累加,得到累加值,获得将所有非激活窗各自对应的累加值进行相加得到的和值SumN;
第三累加平均单元,用于将各激活窗进行累加得到的和值SumS以及各非激活窗进行累加得到的和值SumN的平均值作为噪声功率值。
本发明一个实施例能够达到的有益效果为:在本发明提供的信道估计方法中,首先对接收信号进行初始信道估计,获得初始信道估计值,然后利用获得的初始信道估计值获得径功率值和噪声功率值,进而利用获得的径功率值和噪声功率值获得加权因子,然后利用获得的加权因子对初始信道估计值进行加权处理,获得处理后的信道估计值。由于在本发明实施例中采用了加权因子对初始信道估计值进行了加权处理,相对于现有技术采用硬门限进行噪声处理的方法,在信道衰落较深时,由于加权因子不为零,使得信道衰落产生的较弱径得以保留;当信噪比较低时,噪声功率较大,加权因子较小,从而有效抑制了噪声。因此,本发明提供的方法可以适应不同的衰落信道类型,鲁棒性好,有效提高了信道估计的性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术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中记载的一些实施例,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为TD-SCDMA系统的帧结构示意图;
图2为TD-SCDMA系统的帧的常规时隙示意图;
图3为本发明实施例提供的信道估计方法第一实施例示意图;
图4为本发明实施例提供的信道估计方法第二实施例示意图;
图5为本发明实施例提供的信道估计方法第三实施例示意图;
图6为本发明第四实施例提供的信道估计方法获得噪声功率值的一种实现方式示意图;
图7为本发明第五实施例提供的信道估计方法获得噪声功率值的一种实现方式示意图;
图8为本发明第六实施例提供的信道估计方法获得噪声功率值的一种实现方式示意图;
图9为本发明第七实施例提供的信道估计方法获得噪声功率值的一种实现方式示意图;
图10为本发明第八实施例提供的信道估计方法示意图;
图11为本发明第九实施例提供的信道估计方法示意图;
图12为本发明第十实施例提供的信道估计方法示意图;
图13为本发明实施例提供的信道估计装置第一实施例示意图;
图14为本发明实施例提供的信道估计装置第二实施例示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种信道估计方法和装置,可以适应不同的衰落信道类型,鲁棒性好,有效提高信道估计性能。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例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,都应当属于本发明保护的范围。
本发明提供的信道估计方法可以应用于CDMA系统,包括但不限于WCDMA,CDMA2000、TD-SCDMA系统。
下面以TD-SCDMA系统为例对本发明的思想和方法进行详细地说明。
前面提到,在CDMA系统中,作相干解调时需要对信道冲激响应进行估计。信道估计一般基于导频进行。对于WCDMA,CDMA2000和TD-SCDMA系统,有各自的导频图样,例如在TD-SCDMA系统中,导频称为中间训练序列(Midamble)。TD-SCDMA系统的帧结构如图1所示,其中,一个10ms无线帧由2个子帧组成,每个子帧中有7个常规时隙TS0-TS6以及3个特殊时隙DwPTS(下行导频时隙)、GP(保护时隙)和UpPTS(上行导频时隙)。常规时隙结构如图2所示。中间训练序列Midamble序列置于每个常规时隙的中间144个码片,在Midamble序列的两端各有352个码片,用于放置数据。常规时隙的结尾有16个码片的保护时隙GP。同一时隙内不同用户所采用的Midamble码是由长度为128的基本Midamble码经循环移位后产生。
TD-SCDMA系统中的信道估计一般都是采用B.Steiner算法来得到初始信道估计,以得到长度为128的初始信道冲激响应,由K个窗组成。
Midamble部分接收信号模型为:
y=Gh+n (1)
其中矩阵G为K个用户的Midamble码循环移位得到的P*KW阶矩阵
其中,h=[h1,1,h1,2…,h1,W,h2,1,h2,2…,h2,W,…,hK,1,hK,2…,hK,W]T为K个用户的信道冲激响应排列在一起构成的向量,W为每个用户的信道冲激响应长度,P=128,为TD-SCDMA中基本Midamble的长度。不失一般地,令P=KW,则G为128*128阶循环矩阵。根据B.Steiner算法,h的最小二乘估计为由于TD-SCDMA系统中Midamble码的循环移位特性,可以简化为: 其中:m为矩阵G第一列。
在现有技术中,在对初始信道估计进行降噪处理时,普遍采用硬门限的方法进行有效径检测。虽然采用硬门限检测有效径的方法能够在一定程度上降低噪声,但是在衰落信道下,由于采用相同的门限因子,难以适应不同的衰落信道类型。在信道衰落较深时,使用较大的门限因子会导致丢弃较多的有效径,而信噪比较低时,使用较小的门限因子又不能有效降低白噪。对于不同的衰落信道,现有的硬门限技术难以在降噪和保留有效径中达到较好的平衡,导致信道估计的性能受到损失。
本发明针对现有技术中CDMA系统进行信道估计存在的缺陷,提供了一种信道估计方法和装置,旨在提高CDMA系统信道估计性能,特别是,在进行有效径判决时,对不同的衰落信道类型具有较好的鲁棒性。
下面对本发明的思想进行介绍。
W=[Rh+σ2I]-1Rh (2)
其中Rh=E(hhH)
从公式(3)可以看出,相当于每一径乘以一个以信噪比作为加权的因子。
基于此,本发明提供了一种信道估计方法,其基本思想是,在获得初始信道估计值后,在对激活窗内的径进行处理时,利用加权因子对每条径进行加权处理,具体实现时,采用径信噪比作为加权因子。由于强径具有较高的径信噪比,因此加权因子较大;信道衰落产生的较弱径,则乘以较小的加权因子。由此获得的信道估计结果,在信道衰落较深时,由于加权因子不为零,使得信道衰落产生的较弱径得以保留;当信噪比较低时,噪声功率较大,加权因子较小,从而有效抑制了噪声。因此,本发明提供的方法可以适应不同的衰落信道类型,鲁棒性好,有效提高了信道估计的性能。
参见图3,为本发明提供的信道估计方法第一实施例流程图。
S301,对接收信号进行初始信道估计,获得初始信道估计值。
S302,利用获得的所述初始信道估计值获得径功率值。
S303,利用获得的所述初始信道估计值获得噪声功率值;
S304,利用获得的所述径功率值和所述噪声功率值获得加权因子。
S305,利用获得的所述加权因子对所述初始信道估计值进行加权处理,获得处理后的信道估计值。
在本发明第一实施例中,由于在获得初始信道估计值后,利用径信噪比作为加权因子对每条径进行加权处理,有效提高了信道估计性能。由于强径具有较高的径信噪比,因此加权因子较大;信道衰落产生的较弱径,则乘以较小的加权因子。由此获得的信道估计结果,在信道衰落较深时,由于加权因子不为零,使得信道衰落产生的较弱径得以保留;当信噪比较低时,噪声功率较大,加权因子较小,从而有效抑制了噪声。因此,本发明提供的方法可以克服硬门限难以适应不同的衰落信道类型的缺点,可以适应不同的衰落信道类型,能够在降噪和保留有效径两者之间达到较好的平衡,从而具有明显的增益,有效提高了信道估计的性能。信道估计性能的改善对于CDMA系统而言,具体表现为:对于专用业务信道,可以减小误块率;对于HSPA/HSPA+(High Speed Uplink Packet Access,高速上行链路分组接入技术)的业务信道,可以提高系统吞吐量;对于控制信道,可以减小误块率,提高信令的可靠性。
参见图4,为本发明提供的信道估计方法第二实施例流程图。
S401,对接收信号进行初始信道估计,获得初始信道估计值。
对接收信号进行初始信道估计,获得初始信道估计值的具体实现可以采用现有技术的方法,例如采用B.Steiner算法来得到初始信道估计。获得初始信道估计结果后,输出初始信道估计结果。所述初始信道估计结果具体可以为128的初始信道冲激响应,由K个窗组成。
在进行步骤S402之前,本发明提供的方法还可以进一步包括对初始信道估计结果进行激活窗检测的步骤。
在对初始信道估计结果进行激活窗检测时,一种可能的实现方式为:在获得初始信道估计结果后,计算各个检测窗中各径的功率,获得各检测窗中的最强径功率,将各检测窗的最强径功率与第一信号门限阈值进行比较,如果判断当前检测窗的最强径功率大于第一信号门限阈值,则确定所述检测窗为激活窗;否则,则确定所述检测窗为非激活窗。其中,第一信号门限可以通过将全局最强径的功率乘以一个因子得到。当然,也可以根据需要设置为其他值。
在对初始信道估计结果进行激活窗检测时,另外一种可能的实现方式为:计算各个检测窗中各径的功率,获得各检测窗中的最强径功率。设置噪声区间,对落在噪声区间内的径进行累加平均得到噪声功率。利用获得的噪声功率乘以一个因子得到噪声门限。与上一方式类似的,获得第一信号门限,所述第一信号门限可以通过将全局最强径的功率乘以一个因子得到。比较噪声门限和第一信号门限,获得二者之间的较小值作为第二信号门限阈值。将各检测窗的最强径功率与所述第二信号门限阈值进行比较,如果判断当前检测窗的最强径功率大于所述第二信号门限阈值,则确定所述检测窗为激活窗;否则,则确定所述检测窗为非激活窗。
S402,获得每一时隙的径功率。
具体实现时,通过以下方式计算当前时隙的径功率:
Pj,n=|hj,n|2 (4)
其中,Pj,n为当前子帧的当前时隙的径功率值,公式(4)中下标n表示当前子帧,j=1,2,...,128。
S403,获得与当前子帧的当前时隙具有相同时隙号的上一子帧的径功率值,利用所述上一子帧的径功率值对当前子帧的当前时隙的径功率值进行滤波处理。
具体实现时,步骤S403可以具有不同的实现方式,一种可能的实现方式为:
对相同时隙号的时隙,在子帧之间进行滤波,其中用到保存的上一子帧同时隙的径功率Pj,n-1,采用公式(5)进行滤波,具体如下:
其中,为滤波后的径功率值,即对当前子帧的当前时隙的径功率值进行滤波处理后得到的结果,Pj,n-1为与当前子帧同时隙的上一子帧的径功率值,Pj,n为当前子帧的当前时隙的径功率值,a为遗忘因子。具体实现时,对于初始子帧,a=1,即采用径功率的瞬时值;对于非初始子帧,可以取值a=0.1。当然,本领域技术人员可以理解的是,遗忘因子的取值可以根据需要进行设定。保存Pj,n,以用于下一子帧相同时隙号的时隙滤波。
需要说明的是,步骤S403还可以具有不同的实现方式,另外一种可能的实现方式为:
利用以下公式对当前子帧的当前时隙的径功率值进行滤波处理:
其中,为滤波后的径功率值,即对当前子帧的当前时隙的径功率值进行滤波处理后得到的结果,Pj,n-1为与当前子帧同时隙的上一子帧的径功率值,Pj,n为当前子帧的当前时隙的径功率值,a为遗忘因子,Gn和Gn-1分别为当前子帧和上一子帧的自动增益控制值AGC。其中,获得AGC自动增益控制值的方法可以采用现有技术的方法实现。其中,AGC对信号功率放大/缩小的倍数,称为AGC增益Gn。AGC是接收机中普遍采用的一个部件,实现自动增益控制的功能,即对天线口的信号功率进行一定的放大/缩小,从而使经过AGC模块输出的信号动态范围在一定的范围之内。在利用公式(6)对当前子帧的当前时隙的径功率值进行滤波处理后,保存Pj,n和Gn,以用于下一子帧相同时隙号的时隙滤波。
S404,获得噪声功率。
具体实现时,噪声功率的计算步骤包括:对于检测窗总数为K,其中激活窗个数为N,每个窗的径数为W的情形,对于每个激活窗,根据径功率进行排序,选出功率最强的M条径,其余W-M条径参与累加平均以获得噪声功率,N个激活窗总共(W-M)*N条径参与累加平均以获得噪声功率。
S404A,对于每个激活窗i,将激活窗中的各径按照径功率值大小进行排序,获得径功率值最大的前M条径,将其余的各径放入集合Si。
S404B,将集合Si中的各径的径功率值进行累加,获得所有激活窗对应的集合Si中的各径的径功率值进行累加得到的和值,利用得到的和值获得平均值作为噪声功率值,具体通过以下方式获得:
S405,利用获得的径功率值和噪声功率值获得加权因子。
具体实现时,所述利用获得的所述径功率值和所述噪声功率值获得加权因子第一种可能的实现方式为:将所述径功率值与所述噪声功率值相加获得第一和值,将所述径功率值除以所述第一和值得到的比值作为加权因子。
具体可以通过公式(8)获得加权因子:
其中,Factorj为加权因子,Pj为当前时隙的径功率值,σn 2为噪声功率值,n表示当前子帧,j=1,2,...,128。
具体实现时,所述利用获得的所述径功率值和所述噪声功率值获得加权因子第二种可能的实现方式为:将所述径功率值与所述噪声功率值相减获得第一差值,将所述第一差值除以所述径功率值得到的比值作为加权因子。
具体可以通过公式(9)获得加权因子:
其中,Factorj为加权因子,Pj为当前时隙的径功率值,σn 2为噪声功率值,n表示当前子帧,j=1,2,...,128。
进一步的,采用第二种方式获得加权因子时,还可以进一步包括:对所述加权因子进行降幅处理,使得所述加权因子的取值在[0,1]区间内。为了避免加权因子为负值,可以将加权因子降幅至[0,1]区间内,具体实现时,可以对加权因子进行取模处理。
S406,利用获得的所述加权因子对所述初始信道估计值进行加权处理,获得处理后的信道估计值。
具体实现时,根据步骤S401中获得的初始信道估计值和步骤S405中获得的加权因子通过以下方式获得处理后的信道估计值:
进一步的,本发明提供的方法还可以包括:对加权后的信道估计定义一个有效区间,仅选取这个有效区间之内的径输出信道估计结果。
参见图5,为本发明实施例提供的信道估计方法第三实施例示意图。
在本发明第三实施例中,与第二实施例不同的是,在利用获得的所述初始信道估计值获得噪声功率值之后,进一步包括利用上一子帧的噪声功率值对当前子帧的当前时隙的噪声功率值进行滤波处理的步骤。
S501,对接收信号进行初始信道估计,获得初始信道估计值。
具体实现方式与第二实施例相同,可以参照第二实施例提供的方法实现。
S502,获得每一时隙的径功率。
具体实现时,通过以下方式计算当前时隙的径功率:
Pj,n=|hj,n|2 (4)
其中,Pj,n为当前子帧的当前时隙的径功率值,公式(4)中下标n表示当前子帧,j=1,2,...,128。
S503,获得与当前子帧的当前时隙具有相同时隙号的上一子帧的径功率值,利用所述上一子帧的径功率值对当前子帧的当前时隙的径功率值进行滤波处理。
具体实现方式与第二实施例相同,在此不再赘述。
S504,获得噪声功率。
具体实现时,噪声功率的计算步骤包括:对于检测窗总数为K,其中激活窗个数为N,每个窗的径数为W的情形,对于每个激活窗,根据径功率进行排序,选出功率最强的M条径,其余W-M条径参与累加平均以获得噪声功率,N个激活窗总共(W-M)*N条径参与累加平均以获得噪声功率。
(7)
其中,σn 2为噪声功率值,K为检测窗总数,N为激活窗的个数,W为每个检测窗中的径的个数,n表示当前子帧,hi,j,n表示激活窗i的第j条径,j=1,2,...,W,i=1,2,…N。
S505,获得与当前子帧的当前时隙具有相同时隙号的上一子帧的噪声功率值,利用所述上一子帧的噪声功率值对当前子帧的当前时隙的噪声功率值进行滤波处理。
具体实现时,步骤S505可以具有不同的实现方式,一种可能的实现方式为:对相同时隙号的时隙,在子帧之间进行噪声滤波处理时,可以采用以下方式对当前子帧的当前时隙的噪声功率值进行滤波处理:
其中,为滤波后的噪声功率值,即当前子帧的当前时隙的噪声功率值进行滤波处理后得到的结果;为与当前子帧同时隙的上一子帧的噪声功率值,σn 2为当前子帧的当前时隙的噪声功率值,a为遗忘因子。具体实现时,对于初始子帧,a=1,即采用径功率的瞬时值;对于非初始子帧,可以取值a=0.1。当然,本领域技术人员可以理解的是,遗忘因子的取值可以根据需要进行设定。保存以用于下一子帧相同时隙号的时隙滤波。
需要说明的是,步骤S505还可以具有不同的实现方式,另外一种可能的实现方式为:
利用以下方式对当前子帧的当前时隙的噪声功率值进行滤波处理:
其中,为滤波后的噪声功率值,即当前子帧的当前时隙的噪声功率值进行滤波处理后得到的结果;为与当前子帧同时隙的上一子帧的噪声功率值,σn 2为当前子帧的当前时隙的噪声功率值,a为遗忘因子,Gn和Gn-1分别为当前子帧和上一子帧的自动增益控制值AGC。获得AGC自动增益控制值的方式可以采用现有技术的方法实现。保存和Gn,以用于下一子帧相同时隙号的时隙滤波。
S506,利用获得的径功率值和噪声功率值获得加权因子。
具体实现方式与第二实施例相同,可以参照第二实施例提供的方法实现。
S507,利用获得的所述加权因子对所述初始信道估计值进行加权处理,获得处理后的信道估计值。
参见图6,为本发明第四实施例提供的信道估计方法获得噪声功率值的一种实现方式示意图。
在本发明第四实施例中,与第一实施例、第二实施例和第三实施例不同的是,在获得噪声功率值时,采用不同的方法进行噪声功率的累积平均,在这一实现方式中,对于检测窗总数为K,其中激活窗个数为N,每个窗的径数为W的情形,在获得噪声功率值时,利用非激活窗中的各径参与累加平均以获得噪声功率,对于(K-N)个非激活窗总共有(K-N)*W条径参与累加平均以获得噪声功率。在本发明的第四实施例中,为描述的方便,仅提供基于第二实施例将噪声功率的累加平均方法替换后的方法和步骤。其余实施例也可进行同样的替换后执行相应的步骤,得到相应的实施例,不再赘述,但同样属于本发明的保护范围。
与第二实施例类似,本发明的方法同样以检测窗总数为K,其中激活窗个数为N,每个窗的径数为W的情形为例进行说明。
S601,对于每个非激活窗,将非激活窗的各径放入集合Ni。
检测窗总数为K,其中激活窗个数为N,则非激活窗的个数为(K-N),每个非激活窗的径的个数为W。
S602,将集合Ni中的各径的径功率值进行累加,获得所有非激活窗对应的集合Ni中的各径的径功率值进行累加得到的和值,利用得到的和值获得平均值作为噪声功率值。
具体通过以下方式获得:
其中,σn 2为噪声功率值,K为检测窗总数,N为激活窗的个数,W为每个检测窗中的径的个数,n表示当前子帧,hi,j,n表示激活窗i的第j条径,j=1,2,...,W,i=1,2,…K-N。
参见图7,为本发明第五实施例提供的信道估计方法获得噪声功率值的一种实现方式示意图。
在本发明第五实施例中,与第一实施例、第二实施例、第三实施例和第四实施例不同的是,在获得噪声功率值时,采用不同的方法进行噪声功率的累积平均。在这一实现方式中,对于检测窗总数为K,其中激活窗个数为N,每个窗的径数为W的情形,在获得噪声功率值时,对于每个激活窗,根据径功率进行排序,选出功率最强的M条径,其余W-M条径和非激活窗中的各径一起参与累加平均以获得噪声功率,总共有[(W-M)*N+(K-N)*W]条径参与累加平均以获得噪声功率。
需要说明的是,在本发明的第五实施例中,为描述的方便,仅提供基于第二实施例将噪声功率的累加平均方法替换后的方法和步骤。其余实施例也可进行同样的替换后执行相应的步骤,得到相应的实施例,不再赘述,但同样属于本发明的保护范围。
与第二实施例类似,本发明的方法同样以检测窗总数为K,其中激活窗个数为N,每个窗的径数为W的情形为例进行说明。
S701,对于每个激活窗,将激活窗中的各径按照径功率值大小进行排序,获得径功率值最大的前M条径,将其余的径放入集合Si。
S702,对于每个非激活窗,将非激活窗的各径放入集合Ni。
S703,将集合Si中的各径的径功率值进行累加,获得所有激活窗对应的集合Si中的各径的径功率值进行累加得到和值SumS。
若第i个窗为激活窗,则有:
其中,K为检测窗总数,N为激活窗的个数,W为每个检测窗中的径的个数,n表示当前子帧,hi,j,n表示激活窗i的第j条径,j=1,2,...,W,i=1,2,…N。
S704,将集合Ni中的各径的径功率值进行累加,获得所有非激活窗对应的集合Ni中的各径的径功率值进行累加得到和值SumN。
若第i个窗为非激活窗,则有:
其中,K为检测窗总数,N为激活窗的个数,W为每个检测窗中的径的个数,n表示当前子帧,hi,j,n表示非激活窗i的第j条径,j=1,2,...,W,i=1,2,…N。
S705,将各激活窗进行累加得到的和值SumS以及各非激活窗进行累加得到的和值SumN的平均值作为噪声功率值,具体通过以下方式获得:
其中,σn 2为噪声功率值,K为检测窗总数,N为激活窗的个数,W为每个检测窗中的径的个数,n表示当前子帧。
参见图8,为本发明第六实施例提供的信道估计方法获得噪声功率值的一种实现方式示意图。
在本发明第六实施例中,与第一实施例、第二实施例、第三实施例、第四实施例和第五实施例不同的是,在获得噪声功率值时,采用不同的方法进行噪声功率的累积平均。在这一实现方式中,对于检测窗总数为K,其中激活窗个数为N,每个窗的径数为W的情形,在获得噪声功率值时,对于每个激活窗,根据径功率进行排序,选出功率最强的M条径,其余W-M条径和非激活窗中的各径一起参与累加平均以获得噪声功率。但所述激活窗和所述非激活窗中进行累加的径的总数不大于第一阈值P,优先选取激活窗中除径功率值最大的前M条径之外的径进行累加。也就是说,优先选取激活窗中除功率最强的M条径之外的径,各个激活窗总共(W-M)*N条径参与累加平均,其余P-(W-M)*N条径从非激活窗选取。
需要说明的是,在本发明的第六实施例中,为描述的方便,仅提供基于第二实施例将噪声功率的累加平均方法替换后的方法和步骤。其余实施例也可进行同样的替换后执行相应的步骤,得到相应的实施例,不再赘述,但同样属于本发明的保护范围。
与第二实施例类似,本发明的方法同样以检测窗总数为K,其中激活窗个数为N,每个窗的径数为W的情形为例进行说明。
S801,对于每个激活窗,将激活窗中的各径按照径功率值大小进行排序,获得径功率值最大的前M条径,将其余的径放入集合Si。
S802,对于每个非激活窗,将非激活窗的各径放入集合Ni。
S803,对于集合Si,判断当前参与累加平均的径的总数是否大于P,如果是,则停止累加,获得当前激活窗累积和值SumS;如果否,取集合Si中的下一条径参加累加平均,直到当前参与累加平均的径的总数大于等于P或者处理完集合Si中的所有径。
具体实现时,可以采用以下方式实现:
SumS=0;
PathNum=0;
Do
取激活窗Si;
PathNum=PathNum+(W-M);
While(PathNum<=P)and(i<=K)
其中,n表示当前子帧,hi,j,n表示激活窗i的第j条径,j=1,2,...,W。
S804,如果集合Si中径的总数小于第一阈值P,则将集合Ni中的各径的径功率值进行累加,获得非激活窗对应的集合Ni中的各径的径功率值进行累加得到的和值SumN,且使得激活窗和非激活窗中参与累加的径的总数小于P。
若第i个窗为非激活窗,则有:
取非激活窗Ni;
PathNum=PathNum+W;
While(PathNum<=P)and(i<=K)
其中,n表示当前子帧,hi,j,n表示非激活窗i的第j条径,j=1,2,...,W。
S805,将激活窗进行累加得到的和值SumS以及非激活窗进行累加得到的和值SumN的平均值作为噪声功率值,具体通过以下方式获得:
其中,σn 2为噪声功率值,PathNum表示激活窗和非激活窗中实际参加累加平均的径的总数。如果径的总数等于P时,PathNum=P;如果径的总数小于P,则PathNum为实际参加累加平均的径的总数,n表示当前子帧。
参见图9,为本发明第七实施例提供的信道估计方法获得噪声功率值的一种实现方式示意图。
在本发明第七实施例中,与第一实施例、第二实施例、第三实施例、第四实施例、第五实施例和第六实施例不同的是,在获得噪声功率值时,采用不同的方法进行噪声功率的累积平均。在这一实现方式中,对于检测窗总数为K,其中激活窗个数为N,每个窗的径数为W的情形,在获得噪声功率值时,对于每个激活窗,根据径功率进行排序,选出功率最强的M条径,其余W-M条径和非激活窗中的各径一起参与累加平均以获得噪声功率。但所述激活窗和所述非激活窗中进行累加的径的总数不大于第一阈值P,优先选取非激活窗中的各径进行累加。也就是说,优先选取非激活窗中的各径,各个非激活窗总共(K-N)*W条径参与累加平均,其余[P-(K-N)*W]条径从激活窗选取。
需要说明的是,在本发明的第七实施例中,为描述的方便,仅提供基于第二实施例将噪声功率的累加平均方法替换后的方法和步骤。其余实施例也可进行同样的替换后执行相应的步骤,得到相应的实施例,不再赘述,但同样属于本发明的保护范围。
与第二实施例类似,本发明的方法同样以检测窗总数为K,其中激活窗个数为N,每个窗的径数为W的情形为例进行说明。
S901,对于每个激活窗,将激活窗中的各径按照径功率值大小进行排序,获得径功率值最大的前M条径,将其余的径放入集合Si。
S902,对于每个非激活窗,将非激活窗的各径放入集合Ni。
S903,对于集合Ni,判断当前参与累加平均的径的总数是否大于P,如果是,则停止累加,获得当前非激活窗累积和值SumN;如果否,取集合Ni中的下一条径参加累加平均,直到当前参与累加平均的径的总数大于P或者处理完集合Ni中的所有径。
具体实现时,可以采用以下方式实现:
Do
取非激活窗Ni;
PathNum=PathNum+W;
While(PathNum<=P)and(i<=K)
其中,n表示当前子帧,hi,j,n表示非激活窗i的第j条径,j=1,2,...,W。
S904,如果集合Ni中径的总数小于第一阈值P,则将集合Si中的各径的径功率值进行累加,获得激活窗对应的集合Si中的各径的径功率值进行累加得到的和值SumS,且使得激活窗和非激活窗中参与累加的径的总数小于P。
若第i个窗为激活窗,则有:
SumS=0;
PathNum=0;
Do
取激活窗Si;
PathNum=PathNum+(W-M);
While(PathNum<=P)and(i<=K)
其中,n表示当前子帧,hi,j,n表示激活窗i的第j条径,j=1,2,...,W。
S905,将激活窗进行累加得到的和值SumS以及非激活窗进行累加得到的和值SumN的平均值作为噪声功率值,具体通过以下方式获得:
其中,σn 2为噪声功率值,PathNum表示激活窗和非激活窗中实际参加累加平均的径的总数。如果径的总数等于P时,PathNum=P;如果径的总数小于P,则PathNum为实际参加累加平均的径的总数,n表示当前子帧。
参见图10,为本发明第八实施例提供的信道估计方法示意图。
在本发明第八实施例中,与第一实施例、第二实施例、第三实施例、第四实施例、第五实施例、第六实施例和第七实施例不同的是,在利用所述上一子帧的径功率值对当前子帧的当前时隙的径功率值进行滤波处理之前,还进一步包括对当前子帧和上一子帧的激活状态进行判断的步骤
需要说明的是,在本发明的第八实施例中,为描述的方便,仅提供基于第二实施例进行变形得到的方法和步骤。其余实施例也可进行同样的变形和改动得到相应的实施例,不再赘述,但同样属于本发明的保护范围。
S1001,对接收信号进行初始信道估计,获得初始信道估计值。
S1002,获得每一时隙的径功率。
S1003,获得当前子帧与上一子帧的激活状态,判断当前子帧与上一子帧是否均为激活窗,如果是,则进入步骤S1004,如果否,进入步骤S1007。
S1004,获得与当前子帧的当前时隙具有相同时隙号的上一子帧的径功率值,利用所述上一子帧的径功率值对当前子帧的当前时隙的径功率值进行滤波处理。
S1005,获得噪声功率。
S1006,利用获得的径功率值和噪声功率值获得加权因子,进入步骤S1008。
S1007,令加权因子的值为1,进入步骤S1008。
S1008,利用获得的所述加权因子对所述初始信道估计值进行加权处理,获得处理后的信道估计值。
参见图11,为本发明第九实施例提供的信道估计方法示意图。
在本发明第九实施例中,与第一实施例、第二实施例、第三实施例、第四实施例、第五实施例、第六实施例、第七实施例和第八实施例不同的是,在利用所述上一子帧的径功率值对当前子帧的当前时隙的径功率值进行滤波处理之前,还进一步包括对当前子帧和上一子帧的物理信道类型是否相同进行判断的步骤。
需要说明的是,在本发明的第九实施例中,为描述的方便,仅提供基于第二实施例进行变形得到的方法和步骤。其余实施例也可进行同样的变形和改动得到相应的实施例,不再赘述,同样属于本发明的保护范围。
S1101,对接收信号进行初始信道估计,获得初始信道估计值。
S1102,获得每一时隙的径功率。
S1103,获得当前子帧与上一子帧的物理信道类型,判断当前子帧与上一子帧的物理信道类型是否相同,如果是,则进入步骤S1104,如果否,进入步骤S1107。
具体实现时,当前子帧的与上一子帧的物理信道类型可以通过配置信息进行获得。
S1104,获得与当前子帧的当前时隙具有相同时隙号的上一子帧的径功率值,利用所述上一子帧的径功率值对当前子帧的当前时隙的径功率值进行滤波处理。
S1105,获得噪声功率。
S1106,利用获得的径功率值和噪声功率值获得加权因子,进入步骤S1108。
S1107,令加权因子的值为1,进入步骤S1108。
S1108,利用获得的所述加权因子对所述初始信道估计值进行加权处理,获得处理后的信道估计值。
参见图12,为本发明第十实施例提供的信道估计方法示意图。
在本发明第十实施例中,与第一实施例、第二实施例、第三实施例、第四实施例、第五实施例、第六实施例、第七实施例、第八实施例和第九实施例不同的是,在利用所述上一子帧的径功率值对当前子帧的当前时隙的径功率值进行滤波处理之前,还进一步包括对当前子帧和上一子帧的物理信道类型是否相同进行判断的步骤。
需要说明的是,在本发明的第十实施例中,为描述的方便,仅提供基于第二实施例进行变形得到的方法和步骤。其余实施例也可进行同样的变形和改动得到相应的实施例,不再赘述,同样属于本发明的保护范围。
S1201,对接收信号进行初始信道估计,获得初始信道估计值。
S1202,获得每一时隙的径功率。
S1203,判断当前子帧的定时调整值是否小于第二阈值T,如果是,则进入步骤S1204,如果否,进入步骤S1207。
具体实现时,定时调整值可以利用接收机的定时跟踪模块进行获得。其中,定时跟踪模块为接收机的一部分,用于完成定时同步功能,周期性地输出定时调整值,也就是决定接收数据的位置,将接收数据位置起一定长度的数据发生给信道估计/解调单元。其中,第二阈值T的典型取值为1/4码片。
S1204,获得与当前子帧的当前时隙具有相同时隙号的上一子帧的径功率值,利用所述上一子帧的径功率值对当前子帧的当前时隙的径功率值进行滤波处理。
S1205,获得噪声功率。
S1206,利用获得的径功率值和噪声功率值获得加权因子,进入步骤S1208。
S1207,令加权因子的值为1,进入步骤S1208。
S1208,利用获得的所述加权因子对所述初始信道估计值进行加权处理,获得处理后的信道估计值。
以上对本发明的信道估计方法进行了详细地介绍,本领域技术人员可以理解的是,可以对上述实施例进行组合、改动、变形获得其他实施方式,均属于本发明的保护范围。
参见图13,本发明实施例提供的信道估计装置第一实施例示意图。
一种信道估计装置,所述装置包括初始信道估计器1301、径功率生成器1302、噪声功率处理器1303、加权因子生成器1304、信道估计处理器1305,其中:
所述初始信道估计器1301用于对接收信号进行初始信道估计,获得初始信道估计值,并将所述初始信道估计值发送至所述径功率生成器1102、噪声功率处理器1303、信道估计处理器1305;
所述径功率生成器1302用于接收初始信道估计器1301发送的初始信道估计值,并利用获得的所述初始信道估计值获得径功率值,并将所述径功率值发送至所述加权因子生成器1304;
所述噪声功率处理器1303用于接收初始信道估计器1301发送的初始信道估计值,并利用获得的所述初始信道估计值获得噪声功率值,并将所述噪声功率值发送至所述加权因子生成器1304;
所述加权因子生成器1304用于接收所述径功率生成器1302发送的径功率值以及所述噪声功率处理器1303发送的噪声功率值,并利用获得的所述径功率值和所述噪声功率值获得加权因子,并将所述加权因子发送至所述信道估计处理器1305;
所述信道估计处理器1305用于接收所述初始信道估计器1301发送的初始信道估计值以及所述加权因子生成器1304发送的加权因子,并利用获得的所述加权因子对所述初始信道估计值进行加权处理,获得处理后的信道估计值。
其中,在一种实现方式中,所述信道估计处理器1305具体用于:
接收所述初始信道估计器发送的初始信道估计值以及所述加权因子生成器发送的加权因子;获得所述径功率值与所述噪声功率值的和值,将所述径功率值除以所述和值得到的比值作为加权因子。
其中,在另一实现方式中,所述信道估计处理器1305具体用于:
接收所述初始信道估计器发送的初始信道估计值以及所述加权因子生成器发送的加权因子;获得所述径功率值与所述噪声功率值的差值,将所述差值除以所述径功率值得到的比值作为加权因子。
其中,所述装置还包括:
径功率滤波器,用于获得与当前子帧的当前时隙具有相同时隙号的上一子帧的径功率值,利用所述上一子帧的径功率值对当前子帧的当前时隙的径功率值进行滤波处理。
其中,所述径功率滤波器具体用于:
利用以下方式对当前子帧的当前时隙的径功率值进行滤波处理:
或者,
利用以下方式对当前子帧的当前时隙的径功率值进行滤波处理:
其中,所述装置还包括:
噪声功率滤波器,用于获得与当前子帧的当前时隙具有相同时隙号的上一子帧的噪声功率值,利用所述上一子帧的噪声功率值对当前子帧的当前时隙的噪声功率值进行滤波处理。
其中,所述径功率滤波器具体用于:
利用以下方式对当前子帧的当前时隙的噪声功率值进行滤波处理:
或者,
利用以下方式对当前子帧的当前时隙的噪声功率值进行滤波处理:
其中,所述装置还包括:
第一判断单元,用于获得当前子帧与上一子帧的激活状态,判断当前子帧与上一子帧是否均为激活窗;如果是,则对当前子帧进行滤波处理;否则,令加权因子的值为1;
第二判断单元,用于获得当前子帧与上一子帧的物理信道类型,判断当前子帧与上一子帧的物理信道类型是否相同;如果是,则对当前子帧进行滤波处理;否则,令加权因子的值为1;
第三判断单元,用于判断当前子帧的定时调整值是否小于第二阈值T;如果是,则对当前子帧进行滤波处理;否则,令加权因子的值为1。
其中,所述噪声估计器包括:
第一选取单元,用于对于每个激活窗,将激活窗中的各径按照径功率值大小进行排序,获得径功率值最大的前M条径,将其余的各径放入集合Si;
第一累加平均单元,用于将集合Si中的各径的径功率值进行累加,获得所有激活窗对应的集合Si中的各径的径功率值进行累加得到的和值,利用得到的和值获得平均值作为噪声功率值,具体通过以下方式获得:
其中,σn 2为噪声功率值,K为检测窗总数,N为激活窗的个数,W为每个检测窗中的径的个数,n表示当前子帧,hi,j,n表示激活窗i的第j条径,j=1,2,...,W,i=1,2,…N。
其中,所述噪声估计器包括:
第二选取单元,用于对于每个非激活窗,将非激活窗的各径放入集合Ni;
第二累加平均单元,用于将集合Ni中的各径的径功率值进行累加,获得所有非激活窗对应的集合Ni中的各径的径功率值进行累加得到的和值,利用得到的和值获得平均值作为噪声功率值,具体通过以下方式获得:
其中,σn 2为噪声功率值,K为检测窗总数,N为激活窗的个数,W为每个检测窗中的径的个数,n表示当前子帧,hi,j,n表示激活窗i的第j条径,j=1,2,...,W,i=1,2,…K-N。
其中,所述噪声估计器包括:
第三选取单元,用于对于每个激活窗,将激活窗中的各径按照径功率值大小进行排序,获得径功率值最大的前M条径,将其余的径放入集合Si,将集合Si中的各径的径功率值进行累加,获得所有激活窗对应的集合Si中的各径的径功率值进行累加得到的和值SumS;
第四选取单元,用于对于每个非激活窗,将非激活窗的各径放入集合Ni,将集合Ni中的各径的径功率值进行累加,获得所有非激活窗对应的集合Ni中的各径的径功率值进行累加得到的和值SumN;
第三累加平均单元,用于将各激活窗进行累加得到的和值SumS以及各非激活窗进行累加得到的和值SumN的平均值作为噪声功率值,具体通过以下方式获得:
其中,σn 2为噪声功率值,K为检测窗总数,N为激活窗的个数,W为每个检测窗中的径的个数,n表示当前子帧。
参见图14,为本发明实施例提供的信道估计装置第二实施例示意图。
根据本发明实施例的又一方面,本发明实施例还提供了一种信道估计装置,包括至少一个处理器1401(例如CPU),存储器1402,和至少一个通信总线1403,用于实现这些装置之间的连接通信。处理器1401用于执行存储器1402中存储的可执行模块,例如计算机程序。存储器1402可能包含高速随机存取存储器(RAM:Random Access Memory),也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory),例如至少一个磁盘存储器。
在一些实施方式中,存储器1402存储了程序14021,程序14021可以被处理器1401执行,这个程序包括:
对接收信号进行初始信道估计,获得初始信道估计值;
利用获得的所述初始信道估计值获得径功率值;
利用获得的所述初始信道估计值获得噪声功率值;
利用获得的所述径功率值和所述噪声功率值获得加权因子;
利用获得的所述加权因子对所述初始信道估计值进行加权处理,获得处理后的信道估计值。
其中,程序14021还可以包括:将所述径功率值与所述噪声功率值相加获得第一和值,将所述径功率值除以所述第一和值得到的比值作为加权因子。
其中,程序14021还可以包括:将所述径功率值与所述噪声功率值相减获得第一差值,将所述第一差值除以所述径功率值得到的比值作为加权因子。
其中,程序14021还可以包括:对所述加权因子进行降幅处理,使得所述加权因子位于[0,1]区间内。
其中,程序14021还可以包括:获得与当前子帧的当前时隙具有相同时隙号的上一子帧的径功率值,利用所述上一子帧的径功率值对当前子帧的当前时隙的径功率值进行滤波处理。
其中,程序14021还可以包括:利用以下公式执行所述上一子帧的径功率值对当前子帧的当前时隙的径功率值进行滤波处理的步骤:
其中,为对当前子帧的当前时隙的径功率值进行滤波处理后得到的结果,Pj,n-1为与当前子帧同时隙的上一子帧的径功率值,Pj,n为当前子帧的当前时隙的径功率值,a为遗忘因子,Gn和Gn-1分别为当前子帧和上一子帧的自动增益控制值AGC。
其中,程序14021还可以包括:获得与当前子帧的当前时隙具有相同时隙号的上一子帧的噪声功率值,利用所述上一子帧的噪声功率值对当前子帧的当前时隙的噪声功率值进行滤波处理。
其中,程序14021还可以包括:利用以下公式执行所述利用所述上一子帧的噪声功率值对当前子帧的当前时隙的噪声功率值进行滤波处理的步骤: 或者,
其中,为对当前子帧的当前时隙的噪声功率值进行滤波处理后得到的结果,为与当前子帧同时隙的上一子帧的噪声功率值,σn 2为当前子帧的当前时隙的噪声功率值,a为遗忘因子,Gn和Gn-1分别为当前子帧和上一子帧的自动增益控制值AGC。
其中,程序14021还可以包括:获得当前子帧与上一子帧的激活状态,判断当前子帧与上一子帧是否均为激活窗;如果是,则利用上一子帧的径功率值对当前子帧的当前时隙的径功率值进行滤波处理;否则,令所述加权因子的值为1;
或者,
获得当前子帧与上一子帧的物理信道类型,判断当前子帧与上一子帧的物理信道类型是否相同;如果是,则利用所述上一子帧的径功率值对当前子帧的当前时隙的径功率值进行滤波处理;否则,令所述加权因子的值为1;
或者,
判断当前子帧的定时调整值是否小于第二阈值T;如果是,则利用所述上一子帧的径功率值对当前子帧的当前时隙的径功率值进行滤波处理;否则,令加权因子的值为1。
其中,程序14021还可以包括:对于每个激活窗,将激活窗中的各径按照径功率值大小进行排序,获得径功率值最大的前M条径,将其余的各径放入集合Si;
将集合Si中的各径的径功率值进行累加,获得所有激活窗对应的集合Si中的各径的径功率值进行累加得到的和值,利用得到的和值获得平均值作为噪声功率值。
其中,程序14021还可以包括:对于每个非激活窗,将非激活窗的各径放入集合Ni;
将集合Ni中的各径的径功率值进行累加,获得所有非激活窗对应的集合Ni中的各径的径功率值进行累加得到的和值,利用得到的和值获得平均值作为噪声功率值。
其中,程序14021还可以包括:对于每个激活窗,将激活窗中的各径按照径功率值大小进行排序,获得径功率值最大的前M条径,将其余的径放入集合Si,将集合Si中的各径的径功率值进行累加,得到累加值,获得将所有激活窗各自对应的累加值进行相加得到的和值SumS;
对于每个非激活窗,将非激活窗的各径放入集合Ni,将集合Ni中的各径的径功率值进行累加,得到累加值,获得将所有非激活窗各自对应的累加值进行相加得到的和值SumN;
将各激活窗进行累加得到的和值SumS以及各非激活窗进行累加得到的和值SumN的平均值作为噪声功率值。
其中,程序14021还可以包括:所述激活窗和所述非激活窗中进行累加的径的总数不大于第一阈值P,优先选取激活窗中除径功率值最大的前M条径之外的径进行累加;
或者,
所述激活窗和所述非激活窗中进行累加的径的总数不大于第一阈值P,优先选取非激活窗中的各径进行累加。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本发明可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述,例如程序模块。一般地,程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本发明,在这些分布式计算环境中,由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中,程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于装置实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述得比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下,即可以理解并实施。
以上所述仅是本发明的具体实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (24)
1.一种信道估计方法,其特征在于,所述方法包括:
对接收信号进行初始信道估计,获得初始信道估计值;
利用获得的所述初始信道估计值获得径功率值;
利用获得的所述初始信道估计值获得噪声功率值;
利用获得的所述径功率值和所述噪声功率值获得加权因子;
利用获得的所述加权因子对所述初始信道估计值进行加权处理,获得处理后的信道估计值。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述利用获得的所述径功率值和所述噪声功率值获得加权因子包括:
将所述径功率值与所述噪声功率值相加获得第一和值,将所述径功率值除以所述第一和值得到的比值作为加权因子。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述利用获得的所述径功率值和所述噪声功率值获得加权因子包括:
将所述径功率值与所述噪声功率值相减获得第一差值,将所述第一差值除以所述径功率值得到的比值作为加权因子。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
对所述加权因子进行降幅处理,使得所述加权因子位于[0,1]区间内。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,若所述径功率值为当前子帧的当前时隙的径功率值,则在利用获得的所述初始信道估计值获得径功率值之后,所述方法还包括:
获得与当前子帧的当前时隙具有相同时隙号的上一子帧的径功率值,利用所述上一子帧的径功率值对当前子帧的当前时隙的径功率值进行滤波处理。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,若所述噪声功率值为当前子帧的当前时隙的噪声功率值,则在利用获得的所述初始信道估计值获得噪声功率值之后,所述方法还包括:
获得与当前子帧的当前时隙具有相同时隙号的上一子帧的噪声功率值,利用所述上一子帧的噪声功率值对当前子帧的当前时隙的噪声功率值进行滤波处理。
9.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
获得当前子帧与上一子帧的激活状态,判断当前子帧与上一子帧是否均为激活窗;如果是,则利用上一子帧的径功率值对当前子帧的当前时隙的径功率值进行滤波处理;否则,令所述加权因子的值为1;
或者,
获得当前子帧与上一子帧的物理信道类型,判断当前子帧与上一子帧的物理信道类型是否相同;如果是,则利用所述上一子帧的径功率值对当前子帧的当前时隙的径功率值进行滤波处理;否则,令所述加权因子的值为1;
或者,
判断当前子帧的定时调整值是否小于第二阈值T;如果是,则利用所述上一子帧的径功率值对当前子帧的当前时隙的径功率值进行滤波处理;否则,令加权因子的值为1。
10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述利用获得的所述初始信道估计值获得噪声功率值包括:
对于每个激活窗,将激活窗中的各径按照径功率值大小进行排序,获得径功率值最大的前M条径,将其余的各径放入集合Si;
将集合Si中的各径的径功率值进行累加,获得所有激活窗对应的集合Si中的各径的径功率值进行累加得到的和值,利用得到的和值获得平均值作为噪声功率值。
11.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述利用获得的所述初始信道估计值获得噪声功率值包括:
对于每个非激活窗,将非激活窗的各径放入集合Ni;
将集合Ni中的各径的径功率值进行累加,获得所有非激活窗对应的集合Ni中的各径的径功率值进行累加得到的和值,利用得到的和值获得平均值作为噪声功率值。
12.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述利用获得的所述初始信道估计值获得噪声功率值包括:
对于每个激活窗,将激活窗中的各径按照径功率值大小进行排序,获得径功率值最大的前M条径,将其余的径放入集合Si,将集合Si中的各径的径功率值进行累加,得到累加值,获得将所有激活窗各自对应的累加值进行相加得到的和值SumS;
对于每个非激活窗,将非激活窗的各径放入集合Ni,将集合Ni中的各径的径功率值进行累加,得到累加值,获得将所有非激活窗各自对应的累加值进行相加得到的和值SumN;
将各激活窗进行累加得到的和值SumS以及各非激活窗进行累加得到的和值SumN的平均值作为噪声功率值。
13.根据权利要求12所述的方法,其特征在于:
所述激活窗和所述非激活窗中进行累加的径的总数不大于第一阈值P,优先选取激活窗中除径功率值最大的前M条径之外的径进行累加;
或者,
所述激活窗和所述非激活窗中进行累加的径的总数不大于第一阈值P,优先选取非激活窗中的各径进行累加。
14.一种信道估计装置,其特征在于,所述装置包括初始信道估计器、径功率生成器、噪声功率处理器、加权因子生成器、信道估计处理器,其中:
所述初始信道估计器用于对接收信号进行初始信道估计,获得初始信道估计值,并将所述初始信道估计值发送至所述径功率生成器、噪声功率处理器、信道估计处理器;
所述径功率生成器用于接收初始信道估计器发送的初始信道估计值,并利用获得的所述初始信道估计值获得径功率值,并将所述径功率值发送至所述加权因子生成器;
所述噪声功率处理器用于接收初始信道估计器发送的初始信道估计值,并利用获得的所述初始信道估计值获得噪声功率值,并将所述噪声功率值发送至所述加权因子生成器;
所述加权因子生成器用于接收所述径功率生成器发送的径功率值以及所述噪声功率处理器发送的噪声功率值,并利用获得的所述径功率值和所述噪声功率值获得加权因子,并将所述加权因子发送至所述信道估计处理器;
所述信道估计处理器用于接收所述初始信道估计器发送的初始信道估计值以及所述加权因子生成器发送的加权因子,并利用获得的所述加权因子对所述初始信道估计值进行加权处理,获得处理后的信道估计值。
15.根据权利要求14所述的装置,其特征在于,所述加权因子生成器具体用于:
接收所述径功率生成器发送的径功率值以及所述噪声功率处理器发送的噪声功率值;
将所述径功率值与所述噪声功率值相加获得第一和值,将所述径功率值除以所述第一和值得到的比值作为加权因子。
16.根据权利要求14所述的装置,其特征在于,所述加权因子生成器具体用于:
接收所述径功率生成器发送的径功率值以及所述噪声功率处理器发送的噪声功率值;
将所述径功率值与所述噪声功率值相减获得第一差值,将所述第一差值除以所述径功率值得到的比值作为加权因子。
17.根据权利要求14所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:
径功率滤波器,用于获得与当前子帧的当前时隙具有相同时隙号的上一子帧的径功率值,利用所述上一子帧的径功率值对当前子帧的当前时隙的径功率值进行滤波处理。
19.根据权利要求14所述的装置,其特征在于,其特征在于,所述装置还包括:
噪声功率滤波器,用于获得与当前子帧的当前时隙具有相同时隙号的上一子帧的噪声功率值,利用所述上一子帧的噪声功率值对当前子帧的当前时隙的噪声功率值进行滤波处理。
21.根据权利要求17所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:
第一判断单元,用于获得当前子帧与上一子帧的激活状态,判断当前子帧与上一子帧是否均为激活窗;如果是,则利用上一子帧的径功率值对当前子帧的当前时隙的径功率值进行滤波处理;否则,令所述加权因子的值为1;
第二判断单元,用于获得当前子帧与上一子帧的物理信道类型,判断当前子帧与上一子帧的物理信道类型是否相同;如果是,则利用上一子帧的径功率值对当前子帧的当前时隙的径功率值进行滤波处理;否则,令所述加权因子的值为1;
第三判断单元,用于判断当前子帧的定时调整值是否小于第二阈值T;如果是,则对利用上一子帧的径功率值当前子帧的当前时隙的径功率值进行滤波处理;否则,令所述加权因子的值为1。
22.根据权利要求14所述的装置,其特征在于,所述噪声估计器包括:
第一选取单元,用于对于每个激活窗,将激活窗中的各径按照径功率值大小进行排序,获得径功率值最大的前M条径,将其余的各径放入集合Si;
第一累加平均单元,用于将集合Si中的各径的径功率值进行累加,获得所有激活窗对应的集合Si中的各径的径功率值进行累加得到的和值,利用得到的和值获得平均值作为噪声功率值。
23.根据权利要求14所述的装置,其特征在于,所述噪声估计器包括:
第二选取单元,用于对于每个非激活窗,将非激活窗的各径放入集合Ni;
第二累加平均单元,用于将集合Ni中的各径的径功率值进行累加,获得所有非激活窗对应的集合Ni中的各径的径功率值进行累加得到的和值,利用得到的和值获得平均值作为噪声功率值。
24.根据权利要求14所述的装置,其特征在于,所述噪声估计器包括:
第三选取单元,用于对于每个激活窗,将激活窗中的各径按照径功率值大小进行排序,获得径功率值最大的前M条径,将其余的径放入集合Si,将集合Si中的各径的径功率值进行累加,得到累加值,获得将所有激活窗各自对应的累加值进行相加得到的和值SumS;
第四选取单元,用于对于每个非激活窗,将非激活窗的各径放入集合Ni,将集合Ni中的各径的径功率值进行累加,得到累加值,获得将所有非激活窗各自对应的累加值进行相加得到的和值SumN;
第三累加平均单元,用于将各激活窗进行累加得到的和值SumS以及各非激活窗进行累加得到的和值SumN的平均值作为噪声功率值。
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