CN107624235A

CN107624235A - 用于估计无线通信系统中的下行链路信道的装置和方法

Info

Publication number: CN107624235A
Application number: CN201680025009.5A
Authority: CN
Inventors: 李建国; 朴善镐; 沈秉孝; 金泰莹; 薛志允
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd; Seoul National University Industry Foundation
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd; Seoul National University Industry Foundation; SNU R&DB Foundation
Priority date: 2015-04-30
Filing date: 2016-04-29
Publication date: 2018-01-23
Anticipated expiration: 2036-04-29
Also published as: KR102244207B1; KR20160129628A; US10367659B2; EP3291498A1; US20180294997A1; EP3291498A4; CN107624235B; WO2016175609A1

Abstract

本公开涉及一种提供支持超越4G通信系统(诸如LTE)的更高数据传输速率的5G或预5G通信系统。本发明提供一种用于在无线通信系统中由接收器估计下行链路信道的方法，该方法包括：基于参考信号估计下行链路信道以恢复信息位，并检查信息位恢复是否成功；以及当信息位恢复没有成功时，基于在相关资源位置重建的数据的精度，以及相关资源位置和与参考信号相关的资源位置之间的相关性，选择接收信号中的至少一个作为虚拟参考信号，以及基于至少一个虚拟参考信号来估计下行链路信道。

Description

用于估计无线通信系统中的下行链路信道的装置和方法

技术领域

本公开涉及一种用于估计多用户多输入多输出(MU-MIMO)系统中的下行链路信道的装置和方法。

背景技术

为了满足第四代(4G)通信系统商业化以来无线数据流量增加的需求，已经努力开发改进的第五代(5G)通信系统或预5G通信系统。为此，5G或预5G通信系统被称为超4G或后长期演进(LTE)系统。

为了实现高数据速率，正在考虑在毫米波(mmWave)频带(例如，60GHz频带)中部署5G通信系统。对于5G通信系统，已经讨论了波束形成、大规模多输入多输出(MIMO)、全维MIMO(FD-MIMO)、阵列天线、模拟波束形成和大规模天线技术，以减轻波在mmWave频带中的路径损耗和增大传播距离。

此外，对于系统中的网络改进，在5G系统中，已经开发了诸如演进小小区、高级小小区、云无线电接入网络(RAN)、超密集网络、设备到设备(D2D)通信、无线回程、移动网络、协作通信、协调多点(CoMP)和干扰消除的技术。

此外，在5G系统中，已经开发了诸如混合FSK、QAM调制(FQAM)和滑动窗口叠加编码(SWSC)的高级编码调制(ACM)技术，以及诸如滤波器组多载波(FBMC)、非正交多址(NOMA)和稀疏码多址(SCMA)的高级接入技术。

在多用户MIMO(MU-MIMO)系统中，使用下行链路(DL)信道信息将相同的资源分配给多个用户，并且将波束形成应用于用户以避免用户之间的干扰，由此增加总速率。如果信道信息是准确的，则波束形成防止一个用户的信号干扰另一个用户的信号，因此即使以与单输入单输出(SISO)系统中相同的方式设计接收器，接收性能也可以提高。然而，在上行链路(UL)上的DL信道信息传输期间的信道估计误差和量化引起的信息丢失使得很难将准确的信道信息传输到传输器。在这种情况下，基于不准确的信道信息形成的波束导致不完全的干扰控制，由此降低了接收性能。

在MU-MIMO系统中参考信号(RS)以正交模式传输。即，一个用户的RS和另一个用户的RS是以正交模式以不同的编码传输的相同的信号。理想地，用户可以使用这种正交模式接收信号而不受另一个用户的信号的影响，并执行信道估计。然而，在大多数情况下，用户在信道估计期间难以完全反映由于频率变化而引起的或随时间流逝而发生的信道变化，因此难以估计准确的信道信息。此外，由于在MU-MIMO系统中假设在完全干扰消除的情况下处理接收信号，因此不准确的信道信息导致接收性能的下降。

在MU-MIMO系统中，接收器的性能取决于由传输器形成的波束的精度。然而，由于MU-MIMO系统在假设来自其他用户的干扰已被传输器中的波束形成消除的情况下只进行接收信号的处理，所以容易受到由于在UL上的信道信息传输期间的量化或信道估计误差导致的不完全形成的波束的干扰。因此，需要多用户信号检测操作来处理来自不完全的波束的干扰，但是由于不完全的信道估计，性能提高是有限的。

在这种情况下，需要一种用于准确估计MU-MIMO系统中的DL信道的方法。

上述数据仅作为背景数据呈现，以帮助理解本公开。关于上述任何一项是否可以作为现有技术适用于本公开，没有作出确定，也没有作出断言。

发明内容

[技术问题]

本公开的一个方面是提供一种用于估计多用户多输入多输出(MU-MIMO)系统中的下行链路(DL)信道的装置和方法。

本公开的另一方面是提供一种在MU-MIMO系统中使用虚拟参考信号(RS)来估计DL信道的装置和方法。

本公开的另一方面是提供一种在MU-MIMO系统中使用基于重构数据的精度以及接收信号与RS之间的相关性选择的虚拟RS来估计DL信道的装置和方法。

本公开的另一方面是提供一种在MU-MIMO系统中使用基于信道的平均误差选择的虚拟RS来估计DL信道的装置和方法。

[技术解决方案]

在本公开的一个方面，一种用于在无线通信系统中由接收器估计下行链路信道的方法包括：通过基于接收信号中的参考信号估计下行链路信道来恢复信息位；如果信息位的恢复失败，则基于在携带每个接收信号的资源的位置处恢复的数据的精度、携带每个接收信号的资源的位置和携带参考信号的资源的位置之间的相关性，以及在携带每个接收信号的资源的位置处估计的信道的平均误差中的至少一个，选择虚拟参考信号；以及基于所选择的虚拟参考信号来估计下行链路信道。

在本公开的另一方面，一种用于估计无线通信系统中的下行链路信道的接收器包括：解码器，其用于通过基于接收信号中的参考信号估计下行链路信道来恢复信息位；以及信道估计器，其用于如果信息位的恢复失败，则基于在携带每个接收信号的资源的位置处恢复的数据的精度、携带每个接收信号的资源的位置和携带参考信号的资源的位置之间的相关性，以及在携带每个接收信号的资源的位置处估计的信道的平均误差中的至少一个，选择虚拟参考信号，并且基于所选择的虚拟参考信号来估计下行链路信道。

本公开的其他方面、益处和核心特征结合附图进行处理，并且从本公开的优选实施方案的以下详细描述中本公开的其他方面、益处和核心特征对本领域技术人员来说是显而易见的。

在处理本公开的以下详细描述之前，定义本公开中使用的具体术语和短语可能是有效的：术语“包括”、“包含”和其派生词是指无限的包容；术语“或”是全面的并且是指“和/或”；短语“与……相关联”、“与之相关联”和其派生词是指包括、与……包括在一起、与……互连、包含、包含在内、连接到或与……连接、耦合到或与……耦合、与……通信、与……合作、交错、并列、接近、绑定到或与……绑定、具有、具有……的属性等；术语“控制器”是指用于控制至少一个操作的任何设备、系统或其一部分，这种设备可以用硬件固件、软件或硬件、固件和软件中的至少两个的组合来实施。应注意，与特定控制器相关的功能可以是集中的或分布式的，也可以是本地的或远程的。在本公开中提供了具体术语和短语的定义。本领域技术人员应当理解，在许多情况下，即使不是大多数情况，上述定义也适用于定义的术语和短语的将来使用及其常规使用。

[有益效果]

根据本公开，由于接收器通过检测多用户信号来生成虚拟RS，并且基于MU-MIMO系统中的虚拟RS执行信道估计，所以通过迭代检测方案提高接收器的性能。

附图说明

被包括以提供对本公开的进一步理解并且被并入并构成本申请的一部分的附图，图示了本公开的实施方案，并与描述一起用于解释本公开的原理。在附图中：

图1是用于估计通用多用户多输入多输出(MU-MIMO)系统中的下行链路(DL)信道的接收器的方框图；

图2是图示通用MU-MIMO系统中的示例性DL信道估计的视图；

图3是图示通用MU-MIMO系统中的资源块中的参考信号(RS)的位置和数据信号的位置的视图；

图4是根据本公开的实施方案的用于估计MU-MIMO系统中的DL信道的接收器的方框图；

图5是根据本公开的实施方案的用于估计MU-MIMO系统中的DL信道的信道估计器的方框图；

图6是图示根据本公开的实施方案的MU-MIMO系统中的资源块中的RS的位置和虚拟RS的位置的视图；

图7是图示根据本公开的实施方案的用于估计MU-MIMO系统中的DL信道的接收器的操作的流程图；

图8是图示根据本公开的实施方案的在MU-MIMO系统中使用单用户检测方案的接收器的性能和使用多用户检测方案的接收器的性能的图表；以及

图9是图示根据本公开的实施方案的在MU-MIMO系统中使用单用户检测方案的接收器的性能和使用多用户检测方案的接收器的性能的另一图表。

应注意，在整个附图中，相似的附图标记用于表示相同或相似的元件、特征和结构。

具体实施方式

将参考附图详细描述本公开的实施方案。下面将仅描述理解根据本公开的实施方案的操作所需的部分，并且将避免其他部分的描述，以免其模糊本公开的主题。尽管考虑到本公开的功能来定义如下所述的术语，但是术语可以根据用户或操作者的意图或习惯而改变。因此，本公开不应仅仅通过实际使用的术语，而是通过包含在内的每个术语的含义来理解。

本公开可以进行各种修改并具有各种实施方案。参考附图描述本公开的具体实施方案。然而，实施方案不旨在限制本公开，并且应当理解，本公开涵盖了实施方案的各种修改、等同物和/或替代方案。

除非在上下文中另有规定，否则诸如“一”和“该”的单数表达可以包括复数指示物。例如，“组件表面”涵盖一个或多个组件表达。

诸如第一或第二的有序术语可以用于描述而不是限制各种组件。这些表达用于区分一个组件和另一个组件。例如，在不脱离本公开的范围的情况下，第一组件可以被称为第二组件，反之亦然。术语和/或包括多个列举的项目中的一个或两个或更多个的组合。

提供本公开中使用的术语仅用于描述具体实施方案，而不是为了限制其他实施方案的范围。应当理解，除非上下文另有明确规定，否则单数形式包括复数指示物。在本公开中，术语“包括”或“具有”表示特定特征、数量、步骤、操作、组件、部分或其组合的存在，而不排除一个或多个其他特征、数量、步骤、操作、组件、部分或其组合的存在。

除非另有定义，否则以下描述和权利要求中使用的包括技术或科学术语的术语和词语可以具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。字典中通常定义的术语可以解释为具有与相关技术的语境意义相同或相似的含义。除非另有定义，否则不应将术语解释为理想或过于正式的含义。

图1是用于估计多用户多输入多输出(MU-MIMO)系统中的下行链路(DL)信道的接收器的方框图。

参考图1，接收器包括快速傅里叶变换(FFT)处理器102、资源解映射器104、对数似然比(LLR)生成器106、解码器108和信道估计器110。

在MU-MIMO系统中，传输器具有N_t个天线，而接收器具有单个天线。FFT处理器102通过单个天线接收信号，并且将FFT信号输出到资源解映射器104和信道估计器110。

资源解映射器104在输入的接收信号中检测映射到相关资源区域的接收信号y，并且将检测到的接收信号y提供给LLR生成器106。尽管未示出，但是资源解映射器104可以包括物理资源解映射器和逻辑资源解映射器。物理资源解映射器在输入的接收信号中检测映射到物理资源区域的接收信号，并且逻辑资源解映射器在输入的接收信号中检测映射到逻辑资源区域的接收信号。

LLR生成器106计算待从检测的接收信号y中恢复的符号的LLR值L_e，并且将计算的LLR值L_e提供给解码器108。解码器108基于计算的LLR值L_e以传输器的编码器中使用的编码率执行信道解码以恢复信息位。此外，将从解码器108输出的信号提供给LLR生成器106，作为用于迭代解码的先验概率信息L_a。

同时，信道估计器110基于输入的接收信号来估计DL信道，并且将估计的信道值提供给LLR生成器106。

在MU-MIMO系统中，特定第i个用户接收的信号y_i可以表示为[方程1]。

[方程1]

在[方程1]中，ρ表示传输信号的功率，h_i表示第i个用户的信道，w_i表示第i个用户的预编码向量，s_i表示第i个用户的符号，w_j表示第j个用户的预编码向量，s_j表示第j个用户的符号，并且n_i表示第i个用户的高斯噪声。

在波束是基于准确的信道信息而形成的假设下，第i个用户的信道h_i和第j个用户的预编码向量之间的乘积为0，即，h_iw_j＝0。因此，第i个用户接收来自第j个用户的干扰已被消除并且仅保留高斯噪声的信号。对于该完全干扰消除，传输器应了解所有用户的准确信道信息。

然而，由于在信道估计期间在接收器处生成的估计误差和在信道信息反馈给传输器期间量化引起的信息丢失是不可避免的，所以传输器不容易了解所有用户的准确信道信息，使得难以在接收信号中完全消除来自其他用户的干扰信号。

图2图示用于估计通用MU-MIMO系统中的DL信道的示例。

图2是基于两个用户被分配给两个资源元素并在分配的元素中接收参考信号(RS)的假设。在这种情况下，由第一用户接收的信号可以表示为[方程2]。表示在资源元素202中接收到的信号，并且表示在资源元素204中接收到的信号。

[方程2]

在[方程2]中，ρ表示传输信号的功率，h₁表示第一用户的信道，w₁表示第一用户的预编码向量，p₁表示分配给第一资源元素的RS，w₂表示第二用户的预编码向量，p₂表示分配给第二资源元素的RS，并且n₁表示第一用户的高斯噪声。如[方程2]所示，传输到两个用户的RS是使用不同编码传输的相同信号。

基于由第一用户接收的信号的信道估计可以表示为[方程3]。表示基于在资源元素202中接收到的信号的信道估计，并且表示基于在资源元素204中接收到的信号的信道估计。

[方程3]

在[方程3]中，ρ表示传输信号的功率，h₁表示第一用户的信道，w₁表示第一用户的预编码向量，p₁表示分配给第一资源元素的RS，w₂表示第二用户的预编码向量，p₂表示分配给第二资源元素的RS，并且n₁表示第一用户的高斯噪声。

如果假设在RS的位置处第一用户的信道没有改变，则第一用户的RS可以表示为[方程4]。

[方程4]

在[方程4]中，ρ表示传输信号的功率，h₁表示第一用户的信道，w₁表示第一用户的预编码向量，p₁表示分配给第一资源元素的RS，p₂表示分配给第二资源元素的RS，并且y₁表示第一用户的接收信号。

图3是图示通用MU-MIMO系统中的资源块中的RS的位置和数据信号的位置的视图。

参考图3，示出两个资源块，并且假设每个资源块包括多个资源元素。

每个资源块包括沿水平轴的7个正交频分复用(OFDM)符号与沿垂直轴的12个子载波，并且每个资源元素携带小区特定的RS 302、第一解调RS 304、第二解调RS 305、控制信号306和数据信号308中的一个。图3是基于这样的假设：四个天线被分成两组，每组包括两个天线。因此，第一解调RS 304表示第一解调RS组，并且第二解调RS 305表示第二解调RS组。

基于第一解调RS 304和第二解调RS 305来估计DL信道，并且下面将以基于第一解调RS 304的信道估计为例进行描述。

接收器基于在第一位置310接收的第一解调RS 304来估计信道，并且使用在第一位置310估计的信道信息来估计在第二位置312、第三位置314和第四位置316的信道信息。即，接收器沿着频率轴通过对在第一位置310估计的信道信息应用内插或线性内插来估计在第二位置312和第三位置314的信道信息，并且沿着时间轴通过对在第一位置310估计的信道信息应用内插或线性内插来估计在第四位置316的信道信息。

此外，接收器沿着时间轴通过对在第二位置312估计的信道信息应用内插或线性内插来估计在第五位置318的信道信息。在另一方法中，接收器沿着频率轴通过对在第四位置316估计的信道信息应用内插或线性内插来估计在第五位置318的信道信息。

此外，接收器沿着时间轴通过对在第三位置314估计的信道信息应用内插或线性内插来估计在第六位置320的信道信息。在另一方法中，接收器沿着频率轴通过对在第四位置316估计的信道信息应用内插或线性内插来估计在第六位置320的信道信息。

尽管未参考图3进行描述，但是也可以用与基于第一解调RS 304的信道估计相同的方式来执行基于第二解调RS 305的信道估计。即，可以基于在特定位置接收的第二解调RS 305来估计信道，并且可以使用在测量位置估计的信道信息来估计不同位置处的第二解调RS 305信道信息。

同时，接收器基于估计的信道信息来计算数据信号的LLR值，并且通过解码器执行信道解码来恢复信息位。如果接收器无法恢复信息位，则接收器使用解码器的输出值重新估计信道。这里，可以重复信道重新估计，直到成功恢复信息位，或者解码重复数可以是预定的，并且信道估计可以重复与预定解码重复数一样多的次数。

图4是根据本公开的实施方案的用于估计MU-MIMO系统中的DL信道的接收器的方框图。

参考图4，接收器包括FFT处理器402、资源解映射器404、LLR生成器406、解码器408和信道估计器410。

在MU-MIMO系统中，传输器具有N_t个天线，而接收器具有单个天线。FFT处理器402通过单个天线接收信号，并且将FFT信号输出到资源解映射器404和信道估计器410。

资源解映射器404在输入的接收信号中检测映射到相关资源区域的接收信号y，并且将检测的接收信号y提供给LLR生成器406。这里，假设映射到相关资源区域的接收信号是RS。尽管未示出，但是资源解映射器404可以包括物理资源解映射器和逻辑资源解映射器。物理资源解映射器在输入的接收信号中检测映射到物理资源区域的接收信号，并且逻辑资源解映射器在输入的接收信号中检测映射到逻辑资源区域的接收信号。

LLR生成器406计算待从检测的接收信号y中恢复的符号的LLR值L_e，并且将计算的LLR值L_e提供给解码器408。通过[方程5]计算提供给解码器408的LLR值L_e。

[方程5]

在[方程5]中，L_a表示在先前的信道估计操作中由解码器生成的LLR值，表示第一用户的信息位中的第i个信息位的逻辑值为1的情况，表示第一用户的信息位中的第i个信息位的逻辑值为0的情况，表示在情况下的数据信号，表示在情况下的数据信号，并且表示除了第i个信息位之外的剩余信息位。

解码器408基于计算的LLR值L_e以与传输器的编码器中使用的编码方案相对应的解码方案来执行信道解码以恢复信息位。此外，解码器408将在信道估计期间生成的LLR值L_a提供给信道估计器410。

同时，信道估计器410基于输入的接收信号来估计DL信道，并且将估计的信道值提供给LLR生成器406。这里，信道估计器使用解码器408的输出来选择并生成虚拟RS，然后基于虚拟RS执行信道重新估计，由此实现更准确的信道信息。

另外，LLR生成器406也估计从另一用户接收的数据信号信道，并且计算数据信号的LLR值，以便处理从用户接收的干扰信号。这里，干扰信号可以是例如干扰流，并且数据信号可以是例如所需的流。然而，由于很难解码另一用户的数据信号，因此根据计算的LLR值来生成用于在信道重新估计期间生成的用户的虚拟RS。

参考图5，将详细描述图4中所示的信道估计器410的操作。

图5是根据本公开的实施方案的用于估计MU-MIMO系统中的DL信道的信道估计器的方框图。

参考图5，信道估计器包括软符号生成单元502、资源映射单元、虚拟导频信号(VPS)选择单元506和信道估计单元508。

从解码器生成的LLR值L_a被输入到软符号生成单元502，并且软符号生成单元502基于LLR值L_a由[方程6]生成软符号。

[方程6]

在[方程6]中，θ表示符号集Θ中的一个符号，并且Q表示一个符号中的信息位数目。

如果使用正交相移键控(QPSK)作为调制方案，则可以在第二时刻计算[方程7]。

[方程7]

在[方程7]中，θ表示符号集Θ中的一个符号，并且Q表示一个符号中的信息位数目。

资源映射单元504接收接收信号y从软符号生成单元502输出的软符号，重新排序接收的软符号的值，并且将软符号的经重新排序的值提供给VPS选择单元506。VPS选择单元506通过考虑到在分别接收DL信号的资源位置处恢复的数据的精度，以及资源位置和携带RS的资源的位置之间的相关性来选择虚拟RS。即，VPS选择单元506将具有高精度恢复数据的并已经在具有最高相关性的资源位置处接收的信号选择为虚拟RS，并且将选择的虚拟RS提供给信道估计单元508。恢复数据的精度和相关性可以通过稍后描述的[方程18]来计算。

信道估计单元508基于从VPS选择单元506接收的虚拟RS来执行信道重新估计。

图6是图示根据本公开的实施方案的MU-MIMO系统中的资源块中的RS的位置和虚拟RS的位置的视图。

参考图6，假设MU-MIMO系统包括具有四个天线和四个用户的演进节点B(eNB)，并且四个天线被分成两组，每组包括两个天线。也假设四个用户被分配给四个资源并且在分配的资源中接收RS。

在这种情况下，第一用户的接收信号y₁可以被向量化为[方程8]。

[方程8]

在[方程8]中，p₁表示分配给第一资源的RS，p₂表示分配给第二资源的RS，p₃表示分配给第三资源的RS，p₄表示分配给第四资源的RS，d₁表示第一用户的数据信号，d₂表示第二用户的数据信号，d₃表示第三用户的数据信号，d₄表示第四用户的数据信号，w₁表示第一用户的预编码向量，w₂表示第二用户的预编码向量，w₃表示第三用户的预编码向量，w₄表示第四用户的预编码向量，n₁表示第一用户的高斯噪声，n₂表示第二用户的高斯噪声，n₃表示第三用户的高斯噪声，并且n₄表示第四用户的高斯噪声。

基于第一用户的接收信号的信道估计可以给出为[方程9]。表示基于在图2中所示的资源元素202中接收到的信号的信道估计，并且表示基于在图2中所示的资源元素204中接收到的信号的信道估计。

[方程9]

在[方程9]中，y表示从图4的资源解映射器404输出的信号，表示从图4的信道估计器410输出的信号，并且

尽管有同时对多个用户进行信道估计具有优点，但是根据本公开的实施方案的信道估计可能难以实施，因为虚拟RS的数量的增加导致用于信道估计的逆矩阵的计算复杂度呈指数增长。

因此，为了降低计算复杂度，根据本公开的实施方案，使用了在从RS初步去除正交模式之后估计信道的方法。如果两个用户使用两个资源元素中的RS组(RS组包括两个RS)来执行信道估计，则没有正交模式的接收信号可以表示为[方程10]。

[方程10]

在[方程10]中，p₁表示分配给第一资源的RS，p₂表示分配给第二资源的RS，y₁表示第一用户的接收信号，ρ表示传输信号的功率，h₁表示第一用户的信道，w₁表示第一用户的预编码向量，并且n₁表示第一用户的高斯噪声。

在包括于RS组中的多个RS被向量化之后，[方程10]描述的接收信号的信道估计可以给出为[方程11]。

[方程11]

在[方程11]中，ρ表示传输信号的功率，并且σ表示噪声信号的功率。同时，根据数据信号生成的第i个虚拟RS可以表示为[方程12]。

[方程12]

在[方程12]中，ρ表示传输信号的功率，g₁表示在与第一用户的虚拟RS相关的资源位置处的信道，d₁表示第一用户的数据信号，N_t表示传输天线的数量，j表示用户索引，W₁表示第一用户的预编码向量，并且v₁表示在与虚拟RS相关的位置处的噪声信号。

[方程12]中的虚拟RS z₁可以被向量化为[方程13]。

[方程13]

在[方程13]中，d₁表示第一用户的数据信号，ρ表示传输信号的功率，g₁表示在与第一用户的虚拟RS相关的资源位置处的信道，w₁表示第一用户的预编码向量，j表示用户索引，并且v₁表示在与虚拟RS相关的位置处的噪声信号。

与从中去除正交模式的RS相比，[方程13]的虚拟RS仍然包括其他用户的干扰信号和数据信号，因此进行描述为[方程14]的整流。

[方程14]

在[方程14]中，ρ表示传输信号的功率，j表示用户索引，表示由多用户检测器检测的另一用户(例如，第j个用户)的信号，表示有效信道g₁w₁，表示在先前的信道估计期间获得的另一用户(例如，第j个用户)的信道值，并且v₁表示在与虚拟RS相关的位置处的噪声信号。

最终，RS和虚拟RS可以被向量化为[方程15]。

[方程15]

在[方程15]中，ρ表示传输信号的功率，j表示用户索引，表示由多用户检测器检测的另一用户(例如，第j个用户)的信号，表示有效信道g₁w₁，表示在先前的信道估计期间获得的另一用户(例如，第j个用户)的信道值，并且v₁表示在与虚拟RS相关的位置处的噪声信号。

根据基于整流的接收信号的虚拟RS的信道估计可以表示为[方程16]。

[方程16]

在[方程16]中，并且

为了利用虚拟RS实现性能改进，尽管基于虚拟RS恢复的数据的精度是重要的，但是虚拟RS应当与原始RS紧密相关。此外，由于存在来自其他用户的干扰，所以虚拟RS应当是在来自其他用户的干扰相对较好地被消除的资源位置处的信号。因此，应当基于如下估计的信道上具有最小平均误差的信号来选择虚拟RS，以便最大化使用虚拟RS来进行信道估计的影响。

在估计信道上具有最小误差值的资源位置可以由[方程17]确定。

[方程17]

在[方程17]中，ρ表示传输信号的功率，h₁表示第一用户的信道，并且g₁表示在与第一用户的虚拟RS相关的位置处的信道。

在一系列计算之后，可以注意到，描述为[方程17]的具有最小误差值的资源位置与由[方程18]计算的具有大值的资源位置相同。

[方程18]

在[方程18]中，ρ表示传输信号的功率，i表示用户索引，d₁表示第一用户的数据信号，并且λ_i表示第i个用户的另外，第一项表示在相关资源位置处的恢复数据的精度，并且第二项表示[方程18]中相关资源位置和RS的资源位置之间的相关性。相关性可以指示相关资源在频率或时间轴上与RS的资源的接近程度。另外，具有介于0和1之间的值，并且随着越接近1，相关性越高。

作为示例，已经在LTE系统中的解调RS的上下文中描述了图6和[方程8]至[方程18]。然而，很明显，图6和[方程8]至[方程18]中所示的实施方案也适用于具有不同结构的RS以及解调RS。显然，可以实施图6中所示的实施方案，而不管天线配置、相关系统中的用户数量，以及基于天线生成RS组的原理。

图7是图示根据本公开的实施方案的用于估计MU-MIMO系统中的DL信道的接收器的操作的流程图。

参考图7，在操作702中，接收器接收信号并对接收的信号执行FFT。在操作704中，接收器从接收的FFT信号检测映射到相关资源区域的接收信号。这里，映射到相关资源区域的接收信号被假定为RS。

在操作706中，接收器基于检测的RS来估计DL信道。然后，在操作708中，接收器计算待从检测的RS中恢复的符号的LLR。

接收器在操作710中通过基于LLR执行信道解码来恢复信息位，并且在操作712中检查是否已成功恢复信息位。对于信道解码，使用与编码器中使用的编码方案相对应的解码方案。这里，作为示例，假设使用turbo解码。各种误差检测方案可用于操作712中的检查操作。这里，作为示例，假设使用循环冗余检验(CRC)方案。

如果在操作712中的检查中证明接收器成功恢复信息位，则接收器结束信道估计操作。如果证明接收器没有成功恢复信息位，则在操作714中，接收器基于LLR生成软符号。接收器在操作716中重新排序软符号值，并且在操作718中选择虚拟RS。这里，基于在相关资源位置恢复的数据的精度，以及相关资源位置和接收RS的资源的位置之间的相关性，选择虚拟RS，并且选择在具有高精度的恢复数据和高相关性的资源位置处接收的信号作为虚拟RS。

随后，接收器进入操作706，并且基于在操作718中选择的虚拟RS重新估计DL信道。

尽管在图7中重复信道估计直到成功恢复信息位，但是作为示例，接收器可以预先确定解码重复数。在这种情况下，接收器可以执行与预定解码重复数一样多次数的信道估计，并且结束信道估计，而不管是否成功恢复信息位。

图8是图示根据本公开的实施方案的在MU-MIMO系统中使用单用户检测方案的接收器的性能和使用多用户检测方案的接收器的性能的图标。

参考图8，假设MU-MIMO系统包括具有四个天线和四个用户的eNB，并且四个天线被分成两组，每组包括两个天线。也假设四个用户被分配给四个资源并且在分配的资源中接收RS。

使用增强车辆A(EVA)模型作为信道环境，并且假定多普勒效应为70hz。假设使用最小均方误差部分干扰消除(MMSE-PIC)作为LLC计算方案，并且在虚拟RS的情况下，每个资源块选择32个符号。此外，假设使用正交相移键控1/2(QPSK 1/2)作为调制方案，并且相对于预定用户功率，干扰功率的总和达到-2dB。

在所示图表中，水平轴表示每比特能量与噪音谱密度比(Eb/No)，并且垂直轴表示块误码率(BER)。

此外，使用单用户检测(SUD)的完全信道状态信息(CSI)是图示使用SUD的接收器性能的示图，使用SUD的常规MMSE是图示使用传统MMSE和SUD的接收器性能的示图，使用多用户检测(MUD)的完全CSI是图示了解准确的信道信息并使用MUD的接收器性能的示图，使用MUD的MMSE是图示通过MMSE估计干扰信道并使用MUD的接收器性能的示图，并且使用MUD的提议(Proposed)是图示使用虚拟RS的接收器性能的示图。

从图8中所示的图表可以注意到，使用虚拟RS的接收器的性能比SUD接收器的性能提高4dB，并且比MUD接收器的性能提高0.5dB。

图9是图示根据本公开的实施方案的在MU-MIMO系统中使用SUD的接收器的性能和使用MUD的接收器的性能的另一图表。

参考图9，假设MU-MIMO系统包括具有四个天线和四个用户的eNB，并且四个天线被分成两组，每组包括两个天线。也假设四个用户被分配给四个资源并且在分配的资源中接收RS。

使用EVA模型作为信道环境，并且假定多普勒效应为70hz。假设使用MMSE-PIC作为LLC计算方案，并且在虚拟RS的情况下，每个资源块选择32个符号。此外，假设使用16QAM作为调制方案，并且相对于预定用户功率，干扰功率的总和达到-3dB。

在所示图表中，水平轴表示Eb/No，并且垂直轴表示BER。

此外，使用SUD的完全CSI是图示了解准确的信道信息并使用SUD的接收器性能的示图。使用SUD的常规MMSE是图示使用传统MMSE和SUD的接收器性能的示图，使用MUD的完全CSI是图示了解准确的信道信息并使用MUD的接收器性能的示图，使用MUD的MMSE是图示通过MMSE估计干扰信道并使用MUD的接收器性能的示图，并且使用MUD的提议(Proposed)是图示使用虚拟RS的接收器性能的示图。

从图9中所示的图表可以注意到，使用虚拟RS的接收器的性能比SUD接收器的性能提高3dB，并且比MUD接收器的性能提高1dB。

尽管已经参考具体实施方案示出和描述了本公开，但是本领域技术人员将理解，在不脱离由所附权利要求和其等同物限定的本公开的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变。

此外，根据本公开的实施方案的用于估计下行链路信道的装置和方法可以用硬件、软件或其组合来实施。软件可以存储在易失性或非易失性存储设备(诸如不管是可擦除还是可重写的ROM)、存储器(诸如RAM、存储器芯片、设备或集成电路(IC))，或光学或磁性可写和机器可读(例如，计算机可读)存储介质(诸如CD、DVD、磁盘或磁带)中。根据本公开的图形屏幕更新方法可以由包括控制器和存储器的计算机或便携式终端执行，并且存储器是适于存储包含实施本公开的实施方案的指令的一个或多个程序的示例性机器可读存储介质。

因此，本公开包括具有实施权利要求中公开的装置或方法的代码的程序，以及存储程序的机器可读(计算机可读等)存储介质。该程序可以在诸如经由有线或无线连接传输的通信信号的介质上电子传送，并且本公开适当地包括等同物。

另外，根据本公开的实施方案的装置可以从下行链路信道估计装置接收并存储程序。程序提供设备可以包括包含控制程序处理器执行预定内容保护方法的指令的程序，用于存储内容保护方法所需的信息的存储器，用于与图形处理器进行有线或无线通信的通信单元，以及用于根据图形处理器的请求或自动地将程序传输到收发器的控制器。

Claims

1.一种用于在无线通信系统中由接收器估计下行链路信道的方法，所述方法包括：

通过基于接收信号中的参考信号估计下行链路信道来恢复信息位；

如果信息位的恢复失败，则基于以下中的至少一个来选择虚拟参考信号：在携带每个接收信号的资源的位置处恢复的数据的精度，携带每个接收信号的资源的位置和携带所述参考信号的资源的位置之间的相关性，以及在携带每个接收信号的资源的位置处估计的信道的平均误差；以及

基于所选择的虚拟参考信号来估计所述下行链路信道。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，选择虚拟参考信号包括：从所述接收信号中选择具有最高精度的恢复数据和最高相关性的信号。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，携带具有所述最高精度的恢复数据和所述最高相关性的信号的资源的位置由以下方程确定，

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其中，第一项表示恢复数据的精度，第二项表示相关性，ρ表示传输信号的功率，i表示用户索引，d₁表示第一用户的数据信号，并且λ_i表示第i个用户的

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，选择虚拟参考信号包括：选择具有最小平均误差的估计信道的信号。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，携带具有所述最小平均误差的估计信道的信号的资源的位置由以下方程确定，

其中，ρ表示传输信号的功率，h₁表示第一用户的信道，并且g₁表示在与所述第一用户的虚拟参考信号相关的资源位置处的信道。

6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括从所述参考信号去除正交模式，

其特征在于，没有正交模式的参考信号表示为以下方程，

其中，p₁表示分配给第一资源的参考信号，p₂表示分配给第二资源的参考信号，y₁表示第一用户的接收信号，ρ表示传输信号的功率，h₁表示所述第一用户的信道，w₁表示所述第一用户的预编码向量，并且n₁表示所述第一用户的高斯噪声。

7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括从所述虚拟参考信号中去除另一用户的干扰信号和数据信号，

其特征在于，没有所述用户的干扰信号和数据信号的虚拟参考信号表示为以下方程，

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其中，ρ表示传输信号的功率，j表示用户索引，表示由多用户检测器检测的另一用户的信号，该另一用户例如是第j个用户，表示有效信道g₁w₁，表示在先前的信道估计期间获得的另一用户的信道值，该另一用户例如是所述第j个用户，并且v₁表示在与所述虚拟参考信号相关的位置处的噪声信号。

8.一种用于估计无线通信系统中的下行链路信道的接收器，所述接收器包括：

解码器，用于通过基于接收信号中的参考信号估计下行链路信道来恢复信息位；以及

信道估计器，用于如果信息位的恢复失败，则基于以下中的至少一者来选择虚拟参考信号：在携带每个接收信号的资源的位置处恢复的数据的精度、携带每个接收信号的资源的位置和携带所述参考信号的资源的位置之间的相关性，以及在携带每个接收信号的资源的位置处估计的信道的平均误差；并且基于所选择的虚拟参考信号来估计所述下行链路信道。

9.根据权利要求8所述的接收器，其特征在于，所述信道估计器从所述接收信号中选择具有最高精度的恢复数据和最高相关性的信号。

10.根据权利要求9所述的接收器，其特征在于，携带具有所述最高精度的恢复数据和所述最高相关性的信号的资源的位置由以下方程确定，

11.根据权利要求8所述的接收器，其特征在于，所述信道估计器选择具有最小平均误差的估计信道的信号。

12.根据权利要求11所述的接收器，其特征在于，携带具有所述最小平均误差的估计信道的信号的资源的位置由以下方程确定，

13.根据权利要求8所述的接收器，其特征在于，所述信道估计器从所述参考信号中去除正交模式，并且没有正交模式的参考信号表示为以下方程，

14.根据权利要求8所述的接收器，其特征在于，所述信道估计器从所述虚拟参考信号中去除另一用户的干扰信号和数据信号，并且没有所述所述另一用户的干扰信号和数据信号的所述虚拟参考信号表示为以下方程，