发明内容
本发明实施例提供了一种信道估计和检测的方法及基站,以解决现有技术对调度要求较高、计算复杂度较高、干扰抑制能力不佳的问题。
本发明实施例提供了一种信道估计和检测的方法,该方法包括:
基站侧将各个接收天线接收到的时域信号变换成频域信号;
所述基站侧对协作多点(CoMP)的多小区的多个UE的所述频域信号中的导频符号进行多UE联合信道估计,得到所有UE导频符号的信道估计结果;
所述基站侧根据各UE的导频符号信道估计结果获取各UE数据符号的信道估计结果;
所述基站侧对所述多小区的多个UE进行联合均衡,得到所有UE的检测结果。
优选地,所述基站侧对CoMP的多小区的多个UE的频域导频符号进行多UE联合信道估计,包括:
所述基站侧对CoMP的多小区的每个接收天线的每个时隙对应的UE的导频符号以资源块(RB)的正整数倍为单位进行多UE联合信道估计。
优选地,所述正整数优选为一。
优选地,所述基站侧对CoMP的多小区的多个UE的所述频域信号中的导频符号进行多UE联合信道估计,得到所有UE导频符号的信道估计结果,包括:
所述基站侧估计RB内所述多小区的多个UE导频符号部分位置载波对应的信道估计结果;
所述基站侧根据已估计出的信道估计结果估计RB内所述多小区的多个UE导频符号其他位置载波对应的信道估计结果。
优选地,所述基站侧估计RB内所述多小区的多个UE导频符号部分位置载波对应的信道估计结果,包括:
所述基站侧估计RB内所述多小区的多个UE导频符号中间位置载波对应的信道估计结果。
优选地,所述基站侧估计出RB内所述多小区的多个UE导频符号其他位置载波对应的信道估计结果之后,所述方法还包括:
所述基站侧对所述多小区的多个UE的导频符号的信道估计结果进行后处理;所述后处理包括降噪处理和天线选择处理。
优选地,当所述后处理为天线选择处理时,所述基站侧对所述多小区的多个UE的导频符号的信道估计结果进行后处理,包括:
所述基站侧根据不同的UE选择接收天线,以及,分别对每个UE以本小区H平均功率最大的接收天线为基准天线,将本小区其它接收天线和其他CoMP小区的接收天线H平均功率与基准天线H平均功率的差值大于预定门限的接收天线对应的H置零,其中,H为导频符号的信道估计结果。
优选地,所述基站侧选择接收天线之后,所述方法还包括:
所述基站侧进行噪声和干扰(NI)序列以及干扰噪声自相关阵的计算。
优选地,所述方法还包括:
所述基站侧在选择接收天线的过程中,若一接收天线上所有UE的导频符号信道估计结果都置零,则将对应的干扰噪声自相关阵中该接收天线所对应的行元素和列元素都置零,对角线元素置1。
优选地,所述基站侧对所述多小区的多个UE进行联合均衡,得到所有UE的检测结果,包括:
所述基站侧对所述多小区的多个UE进行基于最小均方误差准则的干扰消除联合均衡,得到所有UE的检测结果。
本发明实施例还提供了一种基站,该基站包括:
变换模块,用于将各个接收天线接收到的时域信号变换成频域信号;
第一估计模块,用于对协作多点(CoMP)的多小区的多个UE的所述频域信号中的导频符号进行多UE联合信道估计,得到所有UE导频符号的信道估计结果;
第二估计模块,用于根据各UE的导频符号信道估计结果获取各UE数据符号的信道估计结果;
检测模块,用于对所述多小区的多个UE进行联合均衡,得到所有UE的检测结果。
优选地,所述第一估计模块,具体用于:
对CoMP的多小区的每个接收天线的每个时隙对应的UE的导频符号以资源块(RB)的正整数倍为单位进行多UE联合信道估计。
优选地,所述正整数优选为一。
优选地,所述第一估计模块,具体用于:
估计RB内所述多小区的多个UE导频符号部分位置载波对应的信道估计结果;
根据已估计出的信道估计结果估计RB内所述多小区的多个UE导频符号其他位置载波对应的信道估计结果。
优选地,所述部分位置优选为中间位置。
优选地,所述第一估计模块,还用于:对所述多小区的多个UE的导频符号的信道估计结果进行后处理;所述后处理包括降噪处理和天线选择处理。
优选地,当所述后处理为天线选择处理时,所述第一估计模块,具体用于:根据不同的UE选择接收天线,以及,分别对每个UE以本小区H平均功率最大的接收天线为基准天线,将本小区其它接收天线和其他CoMP小区的接收天线H平均功率与基准天线H平均功率的差值大于预定门限的接收天线对应的H置零,其中,H为导频符号的信道估计结果。
优选地,所述第一估计模块,还用于:进行噪声和干扰(NI)序列以及干扰噪声自相关阵的计算。
优选地,所述第一估计模块,还用于:在选择接收天线的过程中,若一接收天线上所有UE的导频符号信道估计结果都置零,则将对应的干扰噪声自相关阵中该接收天线所对应的行元素和列元素都置零,对角线元素置1。
优选地,所述检测模块,具体用于:对所述多小区的多个UE进行基于最小均方误差准则的干扰消除联合均衡,得到所有UE的检测结果。
上述信道估计和检测的方法及基站,降低了对调度的要求、降低了计算复杂度、增强了干扰抑制能力、提高了小区边缘用户解调性能,从而提高了系统吞吐量。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
如图1所示,是本发明上行CoMP系统实施例的示意图,在本实施例中,为了方便描述,设3个小区(Cell)进行上行CoMP,每个小区中各有1个UE,Cell1~Cell3对应的本小区UE分别为UE1~UE3。UE1~UE3的上行频域资源完全重叠或部分重叠。
如图2所示,是本发明上行CoMP联合信道估计和联合检测方法的流程框图,在本实施例中,设图2中小区数C和用户数K都为3,该方法包括:
步骤210、各小区分别将接收到的时域信号经过FFT变换到频域;
步骤220、基站侧对CoMP的多小区的多个UE的频域导频符号进行多UE联合信道估计,得到所有UE导频符号的信道估计结果;
所述基站侧对CoMP的多小区的每个接收天线的每个时隙对应的UE的导频符号以资源块(RB)的正整数倍为单位进行多UE联合信道估计。
优选的实施方法如图3所示,具体包括以下步骤:
步骤310、多小区多UE导频符号部分位置载波信道估计;
本实施例中,估计RB内中间位置载波的信道估计响应。
设从天线索引n的频域接收信号中提取1个时隙(slot)的导频位置的接收信号y
(pn),其维数为
n=1,2,...NA,
是每个资源块(RB)的子载波个数,N
RB是RB个数,NA是C个小区总的天线数。
采用如下公式(1)的ZF算法或公式(2)的MMSE算法,估计每个UE在第r个RB上中间位置的信道响应:
其中,
表示天线n的第r个RB导频中间位置信道估计结果,维数为K×1,其中,K为第r个RB上的用户数,第u行表示UE
u(u=1,..,K)在该RB导频中间位置上的信道响应
P
r为第r个RB上的本地导频,维数为
(·)
H表示共轭转置运算;
表示第r个RB上等效的高斯白噪声功率;I为单位阵;
表示第r个RB上接收到的导频信号。
步骤320、多小区多UE导频符号其它位置载波信道估计;
本实施例中,得到UE
u(u=1,..,K)每个RB上中间位置载波的信道响应
设一个RB内
个子载波的信道响应相等,将
转置变为1×K,再按照行扩展(重复
次)得到该天线该slot该RB上所有用户的信道估计结果
步骤330、降噪处理;
对估计得到的各UE各天线的导频符号信道估计结果H进行降噪处理,进一步降低噪声的影响,提高信道估计的准确度。
步骤340、天线选择;
天线选择的具体方法为:根据不同的UE选天线,每个UE分开处理。如UE1以本小区导频符号信道估计结果中H平均功率最大的接收天线为基准,其它接收天线(包括本小区其它接收天线和其它小区的所有接收天线)H平均功率与该天线H平均功率差大于设定门限的天线对应的H置零,本实施例中门限设为12dB。其它UE类似。
步骤350、NI序列和Rnn计算。
其中,
是第r个RB上经过降噪和天线选择以后的信道估计值。
第r个RB上的Rnnr计算方法为:
其中,
是第r个RB上NA个接收天线的NI序列构成的矩阵,维数为
Rnn
r的维数为NA*NA。
如果天线选择中,某根天线上所有UE的H都置零,则对应的干扰噪声自相关阵Rnn中该接收天线所对应的行元素和列元素都置零,对角线元素置1。
步骤230、基站侧根据各UE的导频符号信道估计结果获取各UE数据符号的信道估计结果;
步骤240、基站侧对多小区的多个UE进行联合均衡,得到所有UE的检测结果。
基站侧根据各UE数据符号的信道估计结果对多小区的多个UE进行联合均衡,得到所有UE的检测结果。
本实施例采用基于最小均方误差(MMSE)准则的干扰消除联合均衡公式:
其中,H为NA*K的信道矩阵,NA为接收天线数,K为用户数,每个子载波上的H不同, Rnn可以表示为
与现有技术相比,本发明上行CoMP接收端联合信道估计和联合检测的方法和装置,首先分RB进行信道估计,每个RB上进行CoMP的用户数可以不同,这样调度给用户分配频域资源时,可以灵活分配不同的RB起始位置和不同的RB个数,即不要求多个用户的频域资源位置完全重叠,能适用于用户资源完全重叠或者部分重叠的情况,降低了对调度的要求;其次所采用的信道估计方法和联合检测方法,矩阵维数较小,且仅检测一次,降低了计算复杂度;另外,采用多UE联合检测的方法,能充分利用各用户的信息,将相邻小区之间用户的干扰转变为有用信息,增强了干扰抑制能力,提高了小区边缘用户的解调性能,从而提高了系统的吞吐量。
如图4所示,是本发明基站实施例的结构示意图,该基站包括:变换模块410、第一估计模块420、第二估计模块430和检测模块440,其中:
变换模块,用于将各个接收天线接收到的时域信号变换成频域信号;
第一估计模块,用于对协作多点(CoMP)的多小区的多个UE的所述频域信号中的导频符号进行多UE联合信道估计,得到所有UE导频符号的信道估计结果;
第二估计模块,用于根据各UE的导频符号信道估计结果获取各UE数据符号的信道估计结果;
检测模块,用于对所述多小区的多个UE进行联合均衡,得到所有UE的检测结果。
需要说明的是,上述方法实施例中描述的多个细节同样适用于该基站实施例,此处省略了对相同或相似部分的重复描述。
综上所述,上述基站借助于本发明的联合信道估计和联合检测的方法,能充分利用各用户的信息,将相邻小区之间用户的干扰转变为有用信息,增强了干扰抑制能力,提高了小区边缘用户的解调性能,从而提高了系统的吞吐量;无须预先知道信道的某些特征,同时,分RB进行信道估计,每个RB上进行CoMP的用户数可以不同,这样调度给用户分配频域资源时,可以灵活分配不同的RB起始位置和不同的RB个数,即不强制要求CoMP各用户频域资源完全重叠,降低了对系统和调度的要求;并且,计算中矩阵维数较小,且仅检测一次,降低了计算复杂度;从而有效地解决现有技术对调度要求较高、计算复杂度较高、干扰抑制能力不佳的问题。
本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成,上述程序可以存储于计算机可读存储介质中,如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地,上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地,上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,仅仅参照较佳实施例对本发明进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围,均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。