CN108809868B - 一种基于5g通信网络的信道估计方法及系统 - Google Patents
一种基于5g通信网络的信道估计方法及系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种基于5G通信网络的信道估计方法及系统，该信道估计方法包括：对经信道传输的参考信号进行解调得到解调参考信号；对解调参考信号中的每个子载波进行信道估计，得到每个子载波的信道估计结果；根据每个子载波相邻的预设个数的相邻子载波的信道估计结果计算每个子载波的信道冲击响应。本发明实施例通过计算参考信号中各子载波的信道估计结果，通过子载波和相邻的预设个数子载波的信道估计结果计算该子载波的信道冲击响应，由此来平均单个子载波的计算是的结果误差，提高信道估计的精度。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种基于5G通信网络的信道估计方法及系统。
背景技术
当前的移动通信业务中，无线传输的系统业务容量急剧增加，从而对系统传输技术在速率和性能方面提出了极高要求。第三代合作伙伴项目推出的长期演进技术能够很好应对无线通信所需的高容量的语音和数据，以迎接日益增长的流量带来的挑战。正交频分复用技术作为一种在无线环境下高速传输技术，主要是将一定频谱宽度信道分为多个正交子信道，将频率选择性信道改良为平坦衰落。OFDM因其优良特性被应用于LTE中，但多普勒效应分别会导致无线信道时间选择性衰落特性，对采用相干解调的接收机会产生恶劣的影响，使系统性能下降。因而，需要有高性能的信道估计方法来准确地获取信道信息，并通过信道均衡消除多径信道的影响。信道估计就是从接收数据中估计从发射端到接收端之间的无线通信链路的增加模型参数，即该信道模型的时域或频域冲激响应，是无线通信中的关键技术之一。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明的至少一个实施例提供了一种基于5G通信网络的信道估计方法，应用于具有多个子载波的参考信号，包括：
对经信道传输的所述参考信号进行解调得到解调参考信号；
对所述解调参考信号中的每个所述子载波进行信道估计，得到每个所述子载波的信道估计结果；
根据每个所述子载波相邻的预设个数的相邻子载波的信道估计结果计算每个所述子载波的信道冲击响应。
基于上述技术方案，本发明实施例还可以做出如下改进。
可选的，所述对所述参考信号进行解调得到解调参考信号，具体包括：
对所述参考信号进行移除循环前缀处理；
对移除循环前缀处理的结果通过离散傅氏变换的快速算法进行处理；
对离散傅氏变换的快速算法进行处理的结果进行解资源映射后得到所述解调参考信号。
可选的，所述根据每个所述子载波相邻的预设个数的相邻子载波的信道估计结果计算每个所述子载波的信道冲击响应，具体包括：
计算得到L×L大小的滤波器系数矩阵W；
获取所述子载波相邻的L个子载波，作为相邻子载波；并获取所述相邻子载波的信道估计结果；
将L个所述相邻子载波的信道估计结果分别与所述滤波器系数矩阵W进行点乘并求和，得到所述子载波的信道冲击响应；
由此分别得到每个所述子载波的信道冲击响应。
可选的，当所述子载波位于所有所述子载波前
个时，获取所述子载波之后的L个子载波，作为相邻子载波；
或者，当所述子载波位于所有所述子载波后
个时，获取所述子载波之前的L个子载波，作为相邻子载波；
或者，当所述子载波位于所有所述子载波前
个之后，且位于所有所述子载波后
个之前，获取所述子载波之前的
个子载波和所述子载波之后的
个子载波，作为相邻子载波。
可选的，该信道估计方法还包括：在经信道传输前的所述参考信号中添加标记信号；
所述对所述解调参考信号中的每个所述子载波进行信道估计，得到每个所述子载波的信道估计结果，具体包括：
通过LS信道估计算法计算得到所述解调参考信号中每个所述子载波的信道响应；
对所述子载波的信道响应进行时域和频域补偿，使得每个所述子载波的信道响应的时域特性和频域特性和所述标记信号的时域特性和频域特性相同；
得到所述子载波的信道估计结果。
本发明实施例还提供了一种基于5G通信网络的信道估计系统，应用于具有多个子载波的参考信号，包括：信号接收子系统、信号解调子系统、信道估计子系统和滤波器子系统；
所述信号接收子系统，用于接收经信道传输的所述参考信号，并传输到所述信号解调子系统；
所述信号解调子系统，用于对所述参考信号进行解调得到解调参考信号；
所述信道估计子系统，用于对所述解调参考信号中的每个所述子载波进行信道估计，得到每个所述子载波的信道估计结果；
所述滤波器子系统，用于根据每个所述子载波相邻的预设个数的相邻子载波的信道估计结果，计算每个所述子载波的信道冲击响应。
可选的，所述信号解调子系统，具体用于，对所述参考信号进行移除循环前缀处理；对移除循环前缀处理的结果通过离散傅氏变换的快速算法进行处理；对离散傅氏变换的快速算法进行处理的结果进行解资源映射后得到所述解调参考信号。
可选的，所述滤波器子系统，具体用于，计算得到L×L大小的滤波器系数矩阵W；获取所述子载波相邻的L个子载波，作为相邻子载波；并获取所述相邻子载波的信道估计结果；将L个所述相邻子载波的信道估计结果分别与所述滤波器系数矩阵W进行点乘并求和，得到所述子载波的信道冲击响应；由此分别得到每个所述子载波的信道冲击响应。
可选的，所述滤波器子系统，具体用于，当所述子载波位于所有所述子载波前
个时，获取所述子载波之后的L个子载波，作为相邻子载波；
或者，当所述子载波位于所有所述子载波后
个时，获取所述子载波之前的L个子载波，作为相邻子载波；
或者，当所述子载波位于所有所述子载波前
个之后，且位于所有所述子载波后
个之前，获取所述子载波之前的
个子载波和所述子载波之后的
个子载波，作为相邻子载波。
可选的，还包括：信号发送子系统，用于发送所述参考信号，并在所述参考信号中添加标记信号；
所述信道估计子系统，具体用于，通过LS信道估计算法计算得到所述解调参考信号中每个所述子载波的信道响应；对所述子载波的信道响应进行时域和频域补偿，使得每个所述子载波的信道响应的时域特性和频域特性和所述标记信号的时域特性和频域特性相同；得到所述子载波的信道估计结果。
本发明的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：本发明实施例通过计算参考信号中各子载波的信道估计结果，通过子载波和相邻的预设个数子载波的信道估计结果计算该子载波的信道冲击响应，由此来平均单个子载波的计算是的结果误差，提高信道估计的精度。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种基于5G通信网络的信道估计方法流程示意图；
图2是本发明另一实施例提供的一种基于5G通信网络的信道估计方法流程示意图；
图3是本发明又一实施例提供的一种基于5G通信网络的信道估计方法流程示意图；
图4是本发明又一实施例提供的一种基于5G通信网络的信道估计系统结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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的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。
如图1所示，本发明实施例提供的一种基于5G通信网络的信道估计方法，应用于具有多个子载波的参考信号，包括：
S11、对经信道传输的参考信号进行解调得到解调参考信号。
具体的，在本实施例中，接收经信道传输的参考信号进行去CP处理，即去除参考信号中的循环前缀，再进行FFT处理，即离散傅氏变换的快速算法，而后进行解资源映射处理，得到该解调参考信号，通过上述步骤将发射端进行的处理进行反处理，得到发射端发出的数据。
S12、对解调参考信号中的每个子载波进行信道估计，得到每个子载波的信道估计结果。
具体的，在本实施例中，获取解调参考信号中每个子载波的信道估计结果，可通过LS信道估计方法、MMSE信道估计方法、DFT信道估计方法和MLS信道估计方法对上述子载波进行信道估计，得到子载波的信道估计结果。
S13、根据每个子载波相邻的预设个数的相邻子载波的信道估计结果计算每个子载波的信道冲击响应。
具体的，在本实施例中，通过上述步骤得到的子载波的信道估计结果，从中选取与待计算的子载波相邻的预设个数的子载波，作为相邻子载波，根据待计算的子载波和相邻子载波的信道估计结果计算该待计算的子载波的信道冲击响应，由此计算所有子载波的信道冲击响应作为该参考信号的信道估计结果。
如图2所示，本发明实施例还提供了一种基于5G通信网络的信道估计方法，应用于具有多个子载波的参考信号，包括：
S21、对经信道传输的参考信号进行解调得到解调参考信号。
具体的，在本实施例中，接收经信道传输的参考信号进行去CP处理，即去除参考信号中的循环前缀，再进行FFT处理，即离散傅氏变换的快速算法，而后进行解资源映射处理，得到该解调参考信号，通过上述步骤将发射端进行的处理进行反处理，得到发射端发出的数据。
S22、对解调参考信号中的每个子载波进行信道估计，得到每个子载波的信道估计结果。
具体的，在本实施例中，获取解调参考信号中每个子载波的信道估计结果，可通过LS信道估计方法、MMSE信道估计方法、DFT信道估计方法和MLS信道估计方法对上述子载波进行信道估计，得到子载波的信道估计结果。
S23、计算得到L×L大小的滤波器系数矩阵W。
S24、获取子载波相邻的L个子载波，作为相邻子载波；并获取相邻子载波的信道估计结果。
具体的，在本实施例中，构建大小为L×L的矩阵，并获取与待计算相邻的L个子载波，作为相邻子载波，获取每个相邻子载波的信道估计结果，用于后续步骤。
S25、将L个相邻子载波的信道估计结果分别与滤波器系数矩阵W进行点乘并求和，得到子载波的信道冲击响应；由此分别得到每个子载波的信道冲击响应。
具体的，在本实施例中，将相邻子载波的信道估计结果分别与滤波器系统矩阵W相乘后，进行求和，将得到的结果为该子载波的信道冲击响应，并由此分别得到每个子载波的信道冲击响应。
上述实施例中，获取参考信号中每个子载波的信道估计结果，并构建以滤波器系数矩阵，获取待计算的子载波相邻的相应数量的子载波的信道估计结果分别与该滤波器系数矩阵相乘后、求和，将得到的记过作为该待计算的子载波的信道冲击响应，提高信道冲击响应的精度。
在本实施例中，当子载波位于所有子载波前
个时，获取子载波之后的L个子载波，作为相邻子载波；或者，当子载波位于所有子载波后
个时，获取子载波之前的L个子载波，作为相邻子载波；或者，当子载波位于所有子载波前
个之后，且位于所有子载波后
个之前，获取子载波之前的
个子载波和子载波之后的
个子载波，作为相邻子载波，具体的，根据待计算的子载波的处于所有子载波的位置采用不同的相邻子载波获取方式，保证获取到的相邻子载波的数量满足预设个数，提高计算效率。
如图3所示，本发明实施例还提供一种基于5G通信网络的信道估计方法，应用于具有多个子载波的参考信号，包括：
S31、在经信道传输前的参考信号中添加标记信号。
S32、对经信道传输的参考信号进行解调得到解调参考信号。
具体的，在本实施例中，接收经信道传输的参考信号进行去CP处理，即去除参考信号中的循环前缀，再进行FFT处理，即离散傅氏变换的快速算法，而后进行解资源映射处理，得到该解调参考信号，通过上述步骤将发射端进行的处理进行反处理，得到发射端发出的数据。
S33、通过LS信道估计算法计算得到解调参考信号中每个子载波的信道响应；
S34、对子载波的信道响应进行时域和频域补偿，使得每个子载波的信道响应的时域特性和频域特性和标记信号的时域特性和频域特性相同，得到子载波的信道估计结果。
具体的，通过在参考信号中添加的标记信号，对子载波的信道响应进行时域和频域补充，减少传输过程中时域和频域对子载波的影响，提高子载波的信道估计结果的精度。
S35、根据每个子载波相邻的预设个数的相邻子载波的信道估计结果计算每个子载波的信道冲击响应。
上述实施例中，通过在未经信道传输的参考信号中添加标记信号，通过标记信号对每个子载波计算的得到的信道响应进行时域和频域的变换，由此降低信道传输过程中时域和频域对子载波的影响，提高计算结果的精度。
如图4所示，本发明实施例还提供了一种基于5G通信网络的信道估计系统，应用于具有多个子载波的参考信号，包括：信号接收子系统、信号解调子系统、信道估计子系统和滤波器子系统；
在本实施例中，该信道估计系统还包括：信号发送子系统，用于发送参考信号，并在参考信号中添加标记信号；
在本实施例中，信号接收子系统，用于接收经信道传输的参考信号，并传输到信号解调子系统；
在本实施例中，信号解调子系统，用于对参考信号进行解调得到解调参考信号，具体的，对参考信号进行移除循环前缀处理；对移除循环前缀处理的结果通过离散傅氏变换的快速算法进行处理；对离散傅氏变换的快速算法进行处理的结果进行解资源映射后得到解调参考信号。
在本实施例中，信道估计子系统，用于对解调参考信号中的每个子载波进行信道估计，得到每个子载波的信道估计结果，具体的，通过LS信道估计算法计算得到解调参考信号中每个子载波的信道响应；对子载波的信道响应进行时域和频域补偿，使得每个子载波的信道响应的时域特性和频域特性和标记信号的时域特性和频域特性相同；得到子载波的信道估计结果。
在本实施例中，滤波器子系统，用于根据每个子载波相邻的预设个数的相邻子载波的信道估计结果，计算每个子载波的信道冲击响应，具体的，计算得到L×L大小的滤波器系数矩阵W；获取子载波相邻的L个子载波，作为相邻子载波；并获取相邻子载波的信道估计结果；将L个相邻子载波的信道估计结果分别与滤波器系数矩阵W进行点乘并求和，得到子载波的信道冲击响应；由此分别得到每个子载波的信道冲击响应，在本实施例中，当子载波位于所有子载波前
个时，获取子载波之后的L个子载波，作为相邻子载波；或者，当子载波位于所有子载波后
个时，获取子载波之前的L个子载波，作为相邻子载波；或者，当子载波位于所有子载波前
个之后，且位于所有子载波后
个之前，获取子载波之前的
个子载波和子载波之后的
个子载波，作为相邻子载波。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种基于5G通信网络的信道估计方法，应用于具有多个子载波的参考信号，其特征在于，包括：
对经信道传输的所述参考信号进行解调得到解调参考信号；
对所述解调参考信号中的每个所述子载波进行信道估计，得到每个所述子载波的信道估计结果；
根据每个所述子载波相邻的预设个数的相邻子载波的信道估计结果计算每个所述子载波的信道冲击响应；
所述根据每个所述子载波相邻的预设个数的相邻子载波的信道估计结果计算每个所述子载波的信道冲击响应，具体包括：
计算得到L×L大小的滤波器系数矩阵W；
获取所述子载波相邻的L个子载波，作为相邻子载波；并获取所述相邻子载波的信道估计结果；
将L个所述相邻子载波的信道估计结果分别与所述滤波器系数矩阵W进行点乘并求和，得到所述子载波的信道冲击响应；
由此分别得到每个所述子载波的信道冲击响应。
2.根据权利要求1所述的信道估计方法，其特征在于，所述对所述参考信号进行解调得到解调参考信号，具体包括：
对所述参考信号进行移除循环前缀处理；
对移除循环前缀处理的结果通过离散傅氏变换的快速算法进行处理；
对离散傅氏变换的快速算法进行处理的结果进行解资源映射后得到所述解调参考信号。
3.根据权利要求1所述的信道估计方法，其特征在于，
当所述子载波位于所有所述子载波前
个时，获取所述子载波之后的L个子载波，作为相邻子载波；
或者，当所述子载波位于所有所述子载波后
个时，获取所述子载波之前的L个子载波，作为相邻子载波；
或者，当所述子载波位于所有所述子载波前
个之后，且位于所有所述子载波后
个之前，获取所述子载波之前的
个子载波和所述子载波之后的
个子载波，作为相邻子载波。
4.根据权利要求1-3中任一所述的信道估计方法，其特征在于，该信道估计方法还包括：在经信道传输前的所述参考信号中添加标记信号；
所述对所述解调参考信号中的每个所述子载波进行信道估计，得到每个所述子载波的信道估计结果，具体包括：
通过LS信道估计算法计算得到所述解调参考信号中每个所述子载波的信道响应；
对所述子载波的信道响应进行时域和频域补偿，使得每个所述子载波的信道响应的时域特性和频域特性和所述标记信号的时域特性和频域特性相同；
得到所述子载波的信道估计结果。
5.一种基于5G通信网络的信道估计系统，应用于具有多个子载波的参考信号，其特征在于，包括：信号接收子系统、信号解调子系统、信道估计子系统和滤波器子系统；
所述信号接收子系统，用于接收经信道传输的所述参考信号，并传输到所述信号解调子系统；
所述信号解调子系统，用于对所述参考信号进行解调得到解调参考信号；
所述信道估计子系统，用于对所述解调参考信号中的每个所述子载波进行信道估计，得到每个所述子载波的信道估计结果；
所述滤波器子系统，用于根据每个所述子载波相邻的预设个数的相邻子载波的信道估计结果，计算每个所述子载波的信道冲击响应；
所述滤波器子系统，具体用于，计算得到L×L大小的滤波器系数矩阵W；获取所述子载波相邻的L个子载波，作为相邻子载波；并获取所述相邻子载波的信道估计结果；将L个所述相邻子载波的信道估计结果分别与所述滤波器系数矩阵W进行点乘并求和，得到所述子载波的信道冲击响应；由此分别得到每个所述子载波的信道冲击响应。
6.根据权利要求5所述的信道估计系统，其特征在于，所述信号解调子系统，具体用于，对所述参考信号进行移除循环前缀处理；对移除循环前缀处理的结果通过离散傅氏变换的快速算法进行处理；对离散傅氏变换的快速算法进行处理的结果进行解资源映射后得到所述解调参考信号。
7.根据权利要求5所述的信道估计系统，其特征在于，所述滤波器子系统，具体用于，当所述子载波位于所有所述子载波前
个时，获取所述子载波之后的L个子载波，作为相邻子载波；
或者，当所述子载波位于所有所述子载波后
个时，获取所述子载波之前的L个子载波，作为相邻子载波；
或者，当所述子载波位于所有所述子载波前
个之后，且位于所有所述子载波后
个之前，获取所述子载波之前的
个子载波和所述子载波之后的
个子载波，作为相邻子载波。
8.根据权利要求5-7中任一所述的信道估计系统，其特征在于，还包括：信号发送子系统，用于发送所述参考信号，并在所述参考信号中添加标记信号；
所述信道估计子系统，具体用于，通过LS信道估计算法计算得到所述解调参考信号中每个所述子载波的信道响应；对所述子载波的信道响应进行时域和频域补偿，使得每个所述子载波的信道响应的时域特性和频域特性和所述标记信号的时域特性和频域特性相同；得到所述子载波的信道估计结果。
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