具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
本申请提供的信道估计方法,可以应用于如图1所示的应用环境中。其中,无线发送设备110在多个子信道上,发送无线通信信号至无线接收设备120。无线发送设备110具有在多个信道中同时发送无线信号的能力,可以是公用移动通讯系统中的终端设备,也可以是公用移动通讯系统中的基站。无线接收设备120是具备同时从多个信道接收无线信号、并进行信道估计的能力,可以是公用移动通讯系统中的终端设备,也可以是公用移动通讯系统中的基站。
无线发送设备110和无线接收设备120建立通信链路的连接,通信链路是它们之间通信的总信道,通信链路中包括多个子信道,各个子信道有其对应的子载波。无线发送设备110通过将要发送的信息转化为多个通信子帧调制到各个子载波上发送。无线接收设备120通过解调各个子信道中的调制信号,识别通信子帧。每个通信子帧在时域上分为多个符号,包括多个数据符号和两个导频符号。
在一个实施例中,如图2所示,提供了一种信道估计方法,以该方法应用于图1中的无线接收设备120为例进行说明,包括以下步骤:
步骤S200,接收通信链路中各子载波上承载的通信子帧;
具体的,当无线接收设备120与无线发送设备110建立通信链路的连接之后,无线发送设备110将要发送的多个通信子帧,调制在多个不同频率的子载波上,实现数据的并行传输,无线接收设备120接收各个子载波上调制的通信子帧。
以LTE(Long Term Evolution,长期演进)系统为例,对无线发送设备110与无线接收设备120的通信进行说明。在LTE系统中,用户终端(UE)通过PUSCH(Physical UplinkShared Channel,物理上行共享信道)向基站发送上行数据,这时用户终端为无线发送设备110,基站为无线接收设备120。用户终端以时频资源块(Resource Block,RB)为单位向基站发送数据,如图3所示为LTE系统中的一个时频资源块,在频域上包含12个子载波,在时域上包含一个通信子帧。一个通信子帧有两个时隙,每个时隙包含7个符号,每个时隙的第四个符号为导频符号,其余符号均为数据符号。
用户终端与基站建立链路连接时,双方即确定了通信链路中包含子信道的个数和频域分布。需要说明的是,用户终端可以同时发送多个时频资源块,子信道个数是12的整数倍。用户终端将上行数据转化为多个通信子帧,通过子信道上的子载波承载通信子帧,将通信子帧送至基站。
步骤S300,获取通信链路的多普勒频偏;
其中,多普勒频偏指通信的发送端或接收端处于运动状态,由于传播路程差,造成信号的相位和频率发生的变化。多普勒频偏越大,则代表发送端或接收端运动的越快。
步骤S400,根据频偏阈值和多普勒频偏,确定信道估计策略;
具体的,多普勒频偏可以表征无线发送设备110和无线接收设备120之间的相对运动速度。相对运动速度越快,通信的质量越差,为了保证信号的解调,则需要采用更复杂的信道估计策略。因此,可以预设频偏阈值,根据频偏阈值判断多普勒频偏的大小,从而选择更优的信道估计策略。信道估计策略为对接收到的多个子载波上承载的通信子帧进行运算,得到每个通信子帧的数字符号的信道估计值的方法策略。
步骤S500,根据信道估计策略和各子载波上承载的通信子帧,计算得到各子载波上承载的通信子帧中各数据符号的信道估计值。
本实施例提供的信道估计方法,根据通信链路的多普勒频偏的大小,选用最优的信道估计策略。当多普勒频偏较小时,说明无线发送设备110和无线接收设备120的相对运动速度较慢,通信链路的通信质量较好,选用复杂度较低的信道估计策略就可以保证解调性能。当多普勒频偏较大时,说明无线发送设备110和无线接收设备120的相对运动速度较快,通信链路的通信质量较差,选用复杂度较高的信道估计策略才可以保证解调性能。根据多普勒频偏的大小,自适应的匹配最优的信道估计策略,在保证系统解调性能的基础上,降低了信道估计策略的算法复杂度。
在一个实施例中,频偏阈值包括第一频偏阈值和第二频偏阈值,第二频偏阈值大于第一频偏阈值;
如图4所示,根据频偏阈值和多普勒频偏,确定信道估计策略的步骤包括:
步骤S410,当多普勒频偏小于第一频偏阈值时,确定信道估计策略为复制策略;
步骤S420,当多普勒频偏大于第一频偏阈值且小于第二频偏阈值时,确定信道估计策略为平均策略;
步骤S430,当多普勒频偏大于第二频偏阈值时,确定信道估计策略为插值策略。
具体的,如图5所示,上述过程可以按以下流程执行:将多普勒频偏与第一频偏阈值比较,若多普勒频偏小于第一频偏阈值,则确定信道估计策略为复制策略。若多普勒频偏大于第一频偏阈值,则将多普勒频偏与第二频偏阈值比较,若多普勒频偏小于第二频偏阈值,则确定信道估计策略为平均策略;若多普勒频偏大于第二频偏阈值,则确定信道估计策略为插值策略。
其中,复制策略指根据一个导频符号的信道估计值,通过复制确定通信子帧所有数据符号的信道估计值的策略。例如,在LTE系统中,具体流程可以理解为,根据各子载波上承载的通信子帧的第一时隙的导频符号的接收序列和预存的参考序列,根据已知的导频信道估计计算方法,得到各通信子帧的第一时隙导频符号的信道估计值;在各通信子帧中,复制第一时隙导频符号的信道估计值,将其作为本通信子帧中各数据符号的信道估计值。
平均策略指对同一通信子帧内两个导频符号的信道估计值求平均,将平均值作为该通信子帧内各数据符号的信道估计值的策略。例如,在LTE系统中,具体流程可以理解为,根据对子载波为单位,对各个子载波上承载的通信子帧进行如下运算。根据通信子帧上第一时隙导频符号的参考序列和接收序列,计算第一时隙导频符号的信道估计值。根据通信子帧上第二时隙导频符号的参考序列和接收序列,计算第二时隙导频符号的信道估计值。计算第一时隙导频符号的信道估计值和第二时隙导频符号的信道估计值的平均值,将该平均值作为该通信子帧上各数据符号的信道估计值。
插值策略的数据处理过程是根据同一通信子帧内的两个导频符号的信道估计值,通过插值计算,得到本通信子帧内各数据符号的信道估计值。插值计算的方法可以是线性插值、维纳滤波插值、三次样条插值等。例如,在LTE系统中,具体流程可以理解为,根据通信子帧上第一时隙导频符号的参考序列和接收序列,计算第一时隙导频符号的信道估计值。根据通信子帧上第二时隙导频符号的参考序列和接收序列,计算第二时隙导频符号的信道估计值。根据第一时隙导频符号的信道估计值和第二时隙导频符号的信道估计值,对通信子帧内的各数据符号,逐个进行一次插值计算,最后得到各数据符号的信道估计值。上述三种策略的复杂度由低到高的排序为,复制策略、平均策略、插值策略。当多普勒频偏小于第一频偏阈值时,表明无线发送设备110和无线接收设备120的相对运动速度变化很慢,选用复制策略,即可满足解调性能。复制策略只用一个导频符号的信道估计值,因此算法时延较短,实时性更好,而且可以减少缓存空间。当多普勒频偏大于第一频偏阈值且小于第二频偏阈值时,表明无线发送设备110和无线接收设备120的相对运动速度变化适中,选用平均策略。当多普勒频偏大于第二频偏阈值时,表明无线发送设备110和无线接收设备120的相对运动速度变化很快,选用插值策略,保证系统解调性能。对比传统观技术中一概使用插值策略进行信道估计的方式,本实施例根据多普勒频偏自适应的选择最优的信道估计策略,在保证系统解调性能的情况下,降低了信道估计整体流程的算法复杂度,占用更少的系统资源。
在一个实施例中,频偏阈值包括第三频偏阈值,第三频偏阈值大于第二频偏阈值;
当多普勒频偏大于第二频偏阈值时,确定信道估计策略为插值策略的步骤,包括:
步骤S431,当多普勒频偏大于第二频偏阈值时,比较多普勒频偏和第三频偏阈值,根据比较结果,确定插值策略的时域插值密度。
其中,当前的信道估计对象为无线接收设备120接收到的多个子载波上承载的通信子帧。从时域维度上,通信子帧划分为多个符号。时域插值密度表示,当计算得到通信子帧上的两个导频符号的信道估计值之后,根据两个导频符号的信道估计值在该通信子帧上进行插值计算的密度。在一个示例中,时域插值密度可以是对每一个数据符号都进行插值计算。这种情况下,对每一个通信子帧根据其中的两个导频符号的信道估计值,逐个对数据符号做插值计算,得到每个数据符号的信道估计值。在另一个示例中,时域插值密度可以是每隔一个或几个数据符号进行一次插值计算。这种情况下,对每个通信子帧中的数据符号进行相应密度的插值计算,得到相应位置的数据符号的信道估计值。将插值计算得到的各数据符号的信道估计值进行平均,作为未进行插值的数据符号的信道估计值。
发明人发现,随着多普勒频偏的增大,通信子帧的数据符号之间的信道估计值也表现出更大的差异。因此,预设大于第二频偏阈值的第三频偏阈值,将插值策略分为不同时域插值密度的插值策略,进一步降低算法复杂度。
在一个实施例中,根据比较结果,确定插值策略的时域插值密度的步骤包括:
步骤S431a,当多普勒频偏大于第二频偏阈值且小于第三频偏阈值时,确定时域插值密度为第一时域插值密度;
步骤S431b,当多普勒频偏大于第三频偏阈值时,确定时域插值密度为第二时域插值密度;第一时域插值密度小于第二时域插值密度。
在具体实施时,第一时域插值密度可以为每两个数据符号进行一次插值计算。第二时域插值密度可以为每个数据符号都进行一次插值计算。与上述的实施例相似,本实施例的实现流程可以参照图6进行。
发明人还发现,在频域维度上,不同子载波上通信子帧的同一位数据符号的信道估计值随时延扩展的增大,表现出的差异也随之增大。在一个实施例中,当多普勒频偏大于第二频偏阈值时,确定信道估计策略为插值策略的步骤,还包括:
步骤S432,获取通信链路的时延扩展;
步骤S433,根据时延扩展和时延阈值,确定插值策略的频域插值密度。
其中,时延扩展表征因多径效应,同一信号到达无线接收设备120的时间差。频域插值密度表示每几个子载波对通信子帧进行一次插值计算。插值计算的过程便是对一个通信子帧基于两个导频符号的信道估计值,进行相应时域插值密度的数据符号的插值,得到各个数据符号的信道估计值。例如,频域插值密度可以是每3个子载波一次插值计算。
根据时延扩展的大小,选取最优的频域插值密度。平衡算法复杂度与系统解调性能,进一步的降低插值策略的算法复杂度。
在一个实施例中,时延阈值包括依次增大的第一时延阈值、第二时延阈值、第三时延阈值、第四时延阈值和第五时延阈值。根据时延扩展和时延阈值,确定插值策略的频域插值密度的步骤包括:
步骤S433a,当时延扩展小于第一时延阈值时,确定频域插值密度为第一频域插值密度;
步骤S433b,当时延扩展大于第一时延阈值且小于第二时延阈值时,确定频域插值密度为第二频域插值密度;
步骤S433c,当时延扩展大于第二时延阈值且小于第三时延阈值时,确定频域插值密度为第三频域插值密度;
步骤S433d,当时延扩展大于第三时延阈值且小于第四时延阈值时,确定频域插值密度为第四频域插值密度;
步骤S433e,当时延扩展大于第四时延阈值且小于第五时延阈值时,确定频域插值密度为第五频域插值密度;
步骤S433f,当时延扩展大于第五时延阈值时,确定频域插值密度为第六频域插值密度;其中,第一频域插值密度、第二频域插值密度、第三频域插值密度、第四频域插值密度、第五频域插值密度和第六频域插值密度依次递增。具体的,时延阈值为预设参数。当时延扩展较小时,选取较小的频域插值密度;当时延扩展较大时,选取较大的频域插值密度。适应性的调整频域插值密度的大小,进一步降低插值策略的算法复杂度。
例如,如图7所示,在LTE系统的基站中执行本实施例提供的信道估计方法时,第一频域插值密度为每12个子载波进行一次插值计算,第二频域插值密度为每6个子载波进行一次插值计算,第三频域插值密度为每4个子载波进行一次插值计算,第四频域插值密度为每3个子载波进行一次插值计算,第五频域插值密度为每2个子载波进行一次插值计算,第六频域插值密度为每1个子载波进行一次插值计算。在一个实施例中,如图8所示,根据信道估计策略和各子载波上承载的通信子帧,计算得到各通信子帧中各数据符号的信道估计值的步骤,包括:
步骤S510,在时频域的维度,将各子载波上承载的通信子帧分为多个时频资源块;时频资源块在时域维度包括一个通信子帧,在频域维度包括n个子载波;
其中,n为自然数,n的具体值根据通信协议而定。在LTE系统中,n为12。
对任意一个时频资源块,有如下步骤:
步骤S520,根据时域插值密度、频域插值密度和基准符号映射表,在时频资源块内的导频符号和数据符号中,确定各基准导频符号的时频位置和各基准数据符号的时频位置;时频位置包括时域坐标和频域坐标;
其中,基准符号映射表为预设表,该表指示不同时域插值密度和频域插值密度的条件下,时频资源块上基准导频符号和基准数据符号的时频位置。基准导频符号为需要参与插值计算的导频符号。基准数据符号为需要通过插值计算得到其信道估计值的数据符号。时频位置为符号在一个时频资源块中的分布位置,时域坐标表示该符号是通信子帧中的第几个符号,频域坐标表示该符号位于第几个子载波上。例如,在LTE系统的时频资源块中,如图8所示,符号x的时频位置为(3,2),时域坐标为3,频域坐标为2。
具体的,根据时域插值密度和频域插值密度,在基准符号映射表中查找,得到一个时频资源块内各基准导频符号和各基准数据符号的时频位置。
步骤S530,根据各基准导频符号的参考序列和各基准导频符号的接收序列,得到各基准导频符号的信道估计值;
具体的,根据时频资源块内任意一个基准导频符号的参考序列和该基准导频符号的接收序列,通过现有技术中的导频符号信道估计方法,可以得到该导频符号的信道估计值。
步骤S540,在各基准导频符号中,选取频域坐标相同的两个基准导频符号,根据频域坐标相同的两个基准导频符号的信道估计值,通过插值计算,得到在同一频域坐标上的各基准数据符号的信道估计值;
具体的,根据各基准导频符号的时频位置,根据频域坐标分组,每组包括频域坐标相同的两个基准导频符号,即同一通信子帧上的两个基准导频符号。根据频域坐标相同的两个基准导频符号的信道估计值,通过插值计算,得到频域坐标与上述两个基准导频符号的频域坐标相同的基准数据符号的信道估计值,也就是与上述两个基准导频符号在同一通信子帧上的各基准数据符号的信道估计值。
步骤S550,根据时域插值密度、频域插值密度、各基准导频符号的时频位置、各基准数据符号的时频位置、各基准导频符号的信道估计值和各基准数据符号的信道估计值,通过复制得到该时频资源块中各数据符号的信道估计值。
具体的,在已知了各基准导频符号和基准数据符号的信道估计值的基础上,根据时域插值密度、频域插值密度、各基准导频符号的时频位置和各基准数据符号的时频位置,将各基准导频符号和基准数据符号的信道估计值复制为该时频资源块中各数据符号的信道估计值,也就是各个通信子帧里的各数据符号的信道估计值。
在一个实施例中,上述对任意一个时频资源块,根据时域插值密度、频域插值密度、各基准导频符号的时频位置、各基准数据符号的时频位置、各基准导频符号的信道估计值和各基准数据符号的信道估计值,通过复制得到各时频资源块中各数据符号的信道估计值的步骤,包括:
步骤S551,根据时域插值密度、频域插值密度、各基准导频符号的时频位置和各基准数据符号的时频位置,通过预设规则,确定各基准导频符号的复制时频区域和各基准数据符号的复制时频区域;
其中,预设规则由技术人员预先设定在无线接收设备120中。预设规则规定了不同时域插值密度、不同频域插值密度、不同基准符号映射表时,确定各基准导频符号和各基准数据符号的复制时频区域的规则。技术人员可以根据应用系统的特性,预设不同时域插值密度、不同频域插值密度、不同基准符号映射表时的预设规则。预设规则划分各基准导频符号和各基准数据符号的复制时频区域时,遵循两个原则。第一,按时域插值密度和频域插值密度,在每个基准符号(基准导频符号和基准数据符号)的周围辐射型发散的划分复制时频区域。第二,当根据第一原则划分的基准导频符号的复制时频区域与基准数据符号的复制时频区域交叠时,将交叠的时频区域划分在基准导频符号的复制时频区域里。因为基准导频符号的信道估计值是根据实际接收序列与参考序列对比得出的,可靠性更强。
各基准导频符号的复制时频区域和各基准数据符号的复制时频区域不交叠,且它们相加可以覆盖该时频资源块内的所有数据符号。
步骤S552,对任意一个基准导频符号,在基准导频符号的复制时频区域内,将基准导频符号的信道估计值,确定为各数据符号的信道估计值;
步骤S553,对任意一个基准数据符号,在基准数据符号的复制时频区域内,将基准数据符号的信道估计值,确定为各数据符号的信道估计值。在一个实施例中,上述的方法步骤运行在LTE系统的基站中。基站接收用户终端发来的多个子载波上承载的通信子帧;根据多普勒频偏与频偏阈值,确定时域插值密度为每2个数据符号进行一次插值计算;根据时域扩展与时延阈值,确定频域插值密度为每3个子载波进行一个插值计算。因此,确定信道估计策略为每2个数据符号和每3个子载波插值一次的插值策略。
将接收的各子载波上承载的通信子帧,按每12个相邻的子载波划分为多个时频资源块;
以时频资源块为单位,有以下步骤:
根据每2个数据符号和每3个子载波的密度条件,查询基准符号映射表,在时频资源块上确定各基准导频符号的时频位置和各基准数据符号的时频位置;下表为本实施例中预设的基准符号映射表,其中的时频位置,第一位代表时域坐标,第二位代表频域坐标。
如图10所示,根据每2个数据符号和每3个子载波的密度条件,查到基准导频符号有4个,它们的时频坐标分别为(4,4)、(4,10)、(11,4)、(11,10);查到基准数据符号有8个,它们的时频坐标分别为(2,4)、(2,10)、(6,4)、(6,10)、(9,4)、(9,10)、(13,4)、(13,10)。
对上述4个基准导频符号中的任意一个,有如下计算过程,根据基准导频符号的参考序列和该基准导频符号的接收序列,计算得到该基准导频符号的信道估计值。
在各基准导频符号中,选取频域坐标相同的两个基准导频符号,例如,选取时频位置在(4,4)和(11,4)的两个基准导频符号,根据时频位置为(4,4)和(11,4)的两个基准导频符号的信道估计值,分别做插值计算得到第四子载波上承载的各基准数据符号(时频位置分别为(2,4)、(6,4)、(9,4)和(13,4))的信道估计值。
根据时域插值密度、频域插值密度、各基准导频符号的时频位置和各基准数据符号的时频位置,通过预设规则,确定如图11所示的各基准导频符号的复制时频区域和各基准数据符号的复制时频区域。
预设规则为,以12个子载波的中点划第一中线,以14个符号的中点划第二中线,将时频资源块平分为四个子块,在各子块内划分其上的各基准导频符号和各基准数据符号的复制时频区域。
下面以第一个子块(频域坐标从1到6,时域坐标从1到7)为例,进一步对复制时频区域的划分进行解释。
根据频域插值密度3,将基准导频符号(4,4)的复制时频区域的频域宽度确定为第1子载波至第6子载波,即从第4子载波向上和向下复制3个子载波,因为向上只能到第6子载波,所以上限为第6子载波。根据时域插值密度2,将基准导频符号(4,4)的复制时频区域的时域宽度确定为第3符号至第5符号,即从第4符号先左和向右复制1个符号。这样就确定了基准导频符号(4,4)的复制时频区域,其在频域维度上从第1子载波至第6子载波,其在时域维度上从第3符号至第5符号。
根据频域插值密度3,将基准数据符号(2,4)的复制时频区域的频域宽度确定为第1子载波至第6子载波。根据时域插值密度2,将基准导频符号(2,4)的复制时频区域的时域宽度确定为第1符号至第2符号。这样就确定了基准数据符号(2,4)的复制时频区域。
根据频域插值密度3,将基准数据符号(6,4)的复制时频区域的频域宽度确定为第1子载波至第6子载波。根据时域插值密度2,将基准导频符号(6,4)的复制时频区域的时域宽度确定为第6符号至第7符号。这样就确定了基准数据符号(6,4)的复制时频区域。
以此类推,可以确定时频资源块上4个子块上各个基准导频符号和各个基准数据符号的复制时频区域。
将各个基准导频符号的信道估计值,作为其对应的复制时频区域内的每个数据符号的信道估计值。将各个基准数据符号的信道估计值,作为其对应的复制时频区域内的每个数据符号的信道估计值。这样,时频资源块上所以的数据符号就都有了确定的信道估计值。
发明人在实现上述的信道估计方法的过程中,还发现对于同样的信道模型和多普勒频偏,多天线接收比单天线接收,可以采用复杂度更低的信道估计策略。在一个实施例中,上述的信道估计方法还包括:
步骤S800,根据接收天线的数量,确定频偏阈值和时延阈值。
具体的,在无线接收设备120中预设阈值映射表,该表中规定了单个接收天线和多个接收天线对应的频偏阈值和时延阈值。频偏阈值可以包括多个阈值,时延阈值也可以包括多个阈值。
上述实施例中获取的多普勒频偏可以是实时的,也可以是通信链路的最大多普勒频偏。
在一个实施例中,上述的信道估计方法运行在LTE系统中的基站上,通信链路的实时多普勒频偏,可以根据接收的多个子载波上承载的通信子帧实时计算得到。假设基站与用户终端i的通信链路占用Ki个子载波,[li,li+Ki-1]。该通信链路的实时多普勒频偏可以有以下两个式子求得。
其中,
表示接收的通信子帧上两个导频符号的信道估计值的相位差;
n表示第一个导频符号在一个通信子帧上的位置索引,以符号为单位;Δn表示一个通信子帧中两个导频符号的符号间隔,以符号为单位;li表示通信链路的启示子载波的索引,以子载波为单位;li+Ki-1表示通信链路的最后一个子载波的索引,以子载波为单位;
其中,Δfi表示用户终端i与基站之间通信链路的实时多普勒频偏,以Hz为单位;Δt表示一个通信子帧上两个导频符号的时间间隔,以秒为单位。
在一个实施例中,无线接收设备120为基站,无线发送设备110为用户终端,多普勒频偏采用最大多普勒频偏。根据下式计算最大多普勒频偏:
其中,fd为最大多普勒频偏,单位为Hz;fc为基站与用户终端的通信链路的中心载频,单位为Hz;v为基站覆盖范围内路段的最高限速,单位为m/s;c为光速,即3*108m/s。
同样的,上述实施例中的时延扩展可以采用实时的数据,也可以采用通信链路的最大时延扩展。计算通信链路的实时时延扩展和最大时延扩展均可以由现有的方法得到。
在一个实施例中,小区初始化阶段,基站使用最大多普勒频率和最大时延扩展来进行信道估计。因为最大多普勒频偏和最大时延扩展可以反映通信链路的最坏情况,选取通信链路最坏情况下的最优信道估计策略,以保证基站初始化阶段通信系统的解调特性。
当初始化阶段完成,基站使用实时的多普勒频偏和实时的时延扩展进行信道估计。根据实时的多普勒频偏和实时的时延扩展,实时的选取最优的信道估计策略,自适应调整信道估计策略,降低信道估计的算法复杂度。
需要说明的是,在上述的信道估计方法实施时,多普勒频偏和时延扩展的选取可以根据需要调整。例如,多普勒频偏选用实时数据,时延扩展选用最大值;或者,多普勒频偏选用最大值,时延扩展选用实时数据。
应该理解的是,虽然图2和图4-8的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。而且,图2和图4-8中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段,这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中,如图12所示,提供了一种信道估计装置,包括:
接收模块610,用于接收通信链路中各子载波上承载的通信子帧。
多普勒频偏获取模块620,用于获取通信链路的多普勒频偏。
信道估计策略确定模块630,用于根据频偏阈值和多普勒频偏,确定信道估计策略。
信道估计值计算模块640,用于根据信道估计策略和各子载波上承载的通信子帧,计算得到各子载波上承载的通信子帧中各数据符号的信道估计值。
在一个实施例中,频偏阈值包括第一频偏阈值和第二频偏阈值,第二频偏阈值大于第一频偏阈值。
信道估计策略确定模块630包括:
第一策略确定单元,用于当多普勒频偏小于第一频偏阈值时,确定信道估计策略为复制策略。
第二策略确定单元,用于当多普勒频偏大于第一频偏阈值且小于第二频偏阈值时,确定信道估计策略为平均策略。
第三策略确定单元,当多普勒频偏大于第二频偏阈值时,确定信道估计策略为插值策略。
在一个实施例中,频偏阈值包括第三频偏阈值,第三频偏阈值大于第二频偏阈值。
第三策略确定单元包括:
时域插值密度确定单元,用于当多普勒频偏大于第二频偏阈值时,比较多普勒频偏和第三频偏阈值,根据比较结果,确定插值策略的时域插值密度。
在一个实施例中,第三策略确定单元,还包括:
时延扩展获取单元,用于获取通信链路的时延扩展。
频域插值密度确定单元,用于根据时延扩展和时延阈值,确定插值策略的频域插值密度。
在一个实施例中,时域插值密度确定单元,包括:
第一时域插值密度确定单元,用于当多普勒频偏大于第二频偏阈值且小于第三频偏阈值时,确定时域插值密度为第一时域插值密度。
第二时域插值密度确定单元,用于当多普勒频偏大于第三频偏阈值时,确定时域插值密度为第二时域插值密度。
其中,第一时域插值密度小于第二时域插值密度。
在一个实施例中,时延阈值包括依次增大的第一时延阈值、第二时延阈值、
第三时延阈值、第四时延阈值和第五时延阈值,频域插值密度确定单元包括:
第一频域插值密度确定单元,用于当时延扩展小于第一时延阈值时,确定频域插值密度为第一频域插值密度。
第二频域插值密度确定单元,用于当时延扩展大于第一时延阈值且小于第二时延阈值时,确定频域插值密度为第二频域插值密度。
第三频域插值密度确定单元,用于当时延扩展大于第二时延阈值且小于第三时延阈值时,确定频域插值密度为第三频域插值密度。
第四频域插值密度确定单元,用于当时延扩展大于第三时延阈值且小于第四时延阈值时,确定频域插值密度为第四频域插值密度。
第五频域插值密度确定单元,用于当时延扩展大于第四时延阈值且小于第五时延阈值时,确定频域插值密度为第五频域插值密度。
第六频域插值密度确定单元,用于当时延扩展大于第五时延阈值时,确定频域插值密度为第六频域插值密度。
其中,第一频域插值密度、第二频域插值密度、第三频域插值密度、第四频域插值密度、第五频域插值密度和第六频域插值密度依次递增。
在一个实施例中,信道估计值计算模块640,包括:
时频资源块划分单元,用于在时频域的维度,将各子载波上承载的通信子帧分为多个时频资源块;时频资源块在时域维度包括一个通信子帧,在频域维度包括n个子载波。
对任意一个时频资源块,有如下处理单元:
基准符号位置确定单元,用于根据时域插值密度、频域插值密度和基准符号映射表,在时频资源块内的导频符号和数据符号中,确定基准导频符号的时频位置和基准数据符号的时频位置;时频位置包括时域坐标和频域坐标。
基准导频符号信道估计值获取单元,用于根据各基准导频符号的参考序列和各基准导频符号的接收序列,得到各基准导频符号的信道估计值。
基准数据符号信道估计值获取单元,用于在各基准导频符号中,选取频域坐标相同的两个基准导频符号,根据频域坐标相同的两个基准导频符号的信道估计值,通过插值计算,计算得到在同一频域坐标上的各基准数据符号的信道估计值。
数据符号信道估计值获取单元,用于根据时域插值密度、频域插值密度、各基准导频符号的时频位置、各基准数据符号的时频位置、各基准导频符号的信道估计值和各基准数据符号的信道估计值,通过复制得到时频资源块中各数据符号的信道估计值。
在一个实施例中,数据符号信道估计值获取单元,包括:
复制时频区域确定单元,用于根据时域插值密度、频域插值密度、各基准导频符号的时频位置和各基准数据符号的时频位置,通过预设规则,确定各基准导频符号的复制时频区域和各基准数据符号的复制时频区域。
第一数据符号信道估计值确定单元,用于对任意一个基准导频符号,在基准导频符号的复制时频区域内,将基准导频符号的信道估计值,确定为各数据符号的信道估计值。
第二数据符号信道估计值确定单元,用于对任意一个基准数据符号,在基准数据符号的复制时频区域内,将基准数据符号的信道估计值,确定为各数据符号的信道估计值。
在一个实施例中,还包括:
阈值获取模块,用于根据接收天线的数量,确定频偏阈值和时延阈值。
关于信道估计装置的具体限定可以参见上文中对于信道估计方法的限定,在此不再赘述。上述信道估计装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中,也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中,以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中,提供了一种无线接收设备120,该无线接收设备120可以是基站,也可以是用户终端,其内部结构图可以如图13所示。该无线接收设备120包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中,该无线接收设备120的处理器用于提供计算和控制能力。该无线接收设备120的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序、预设的各参数、预设规则和预设的基准符号映射表。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该无线接收设备120的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种信道估计方法。
本领域技术人员可以理解,图13中示出的结构,仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图,并不构成对本申请方案所应用于其上的无线接收设备120的限定,具体的无线接收设备120可以包括比图中所示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中,提供了一种无线接收设备120,包括存储器和处理器,存储器中存储有计算机程序,该处理器执行计算机程序时实现以下步骤:
接收通信链路中各子载波上承载的通信子帧;
获取通信链路的多普勒频偏;
根据频偏阈值和多普勒频偏,确定信道估计策略;
根据信道估计策略和各子载波上承载的通信子帧,计算得到各子载波上承载的通信子帧中各数据符号的信道估计值。
在一个实施例中,频偏阈值包括第一频偏阈值和第二频偏阈值,第二频偏阈值大于第一频偏阈值;
处理器执行计算机程序根据频偏阈值和多普勒频偏,确定信道估计策略时还实现以下步骤:
当多普勒频偏小于第一频偏阈值时,确定信道估计策略为复制策略;当多普勒频偏大于第一频偏阈值且小于第二频偏阈值时,确定信道估计策略为平均策略;当多普勒频偏大于第二频偏阈值时,确定信道估计策略为插值策略。
在一个实施例中,频偏阈值包括第三频偏阈值,第三频偏阈值大于第二频偏阈值;
处理器执行计算机程序当多普勒频偏大于第二频偏阈值时,确定信道估计策略为插值策略时还实现以下步骤:
当多普勒频偏大于第二频偏阈值时,比较多普勒频偏和第三频偏阈值,根据比较结果,确定插值策略的时域插值密度。
在一个实施例中,处理器执行计算机程序当多普勒频偏大于第二频偏阈值时,确定信道估计策略为插值策略时还实现以下步骤:
获取通信链路的时延扩展;根据时延扩展和时延阈值,确定插值策略的频域插值密度。
在一个实施例中,处理器执行计算机程序根据比较结果,确定插值策略的时域插值密度时还实现以下步骤:
当多普勒频偏大于第二频偏阈值且小于第三频偏阈值时,确定时域插值密度为第一时域插值密度;当多普勒频偏大于第三频偏阈值时,确定时域插值密度为第二时域插值密度;第一时域插值密度小于第二时域插值密度。
在一个实施例中,时延阈值包括依次增大的第一时延阈值、第二时延阈值、第三时延阈值、第四时延阈值和第五时延阈值;处理器执行计算机程序根据时延扩展和时延阈值,确定插值策略的频域插值密度时还实现以下步骤:
当时延扩展小于第一时延阈值时,确定频域插值密度为第一频域插值密度;当时延扩展大于第一时延阈值且小于第二时延阈值时,确定频域插值密度为第二频域插值密度;当时延扩展大于第二时延阈值且小于第三时延阈值时,确定频域插值密度为第三频域插值密度;当时延扩展大于第三时延阈值且小于第四时延阈值时,确定频域插值密度为第四频域插值密度;当时延扩展大于第四时延阈值且小于第五时延阈值时,确定频域插值密度为第五频域插值密度;当时延扩展大于第五时延阈值时,确定频域插值密度为第六频域插值密度;其中,第一频域插值密度、第二频域插值密度、第三频域插值密度、第四频域插值密度、第五频域插值密度和第六频域插值密度依次递增。
在一个实施例中,处理器执行计算机程序根据信道估计策略和各子载波上承载的通信子帧,计算得到各通信子帧中各数据符号的信道估计值时还实现以下步骤:
在时频域的维度,将各子载波上承载的通信子帧分为多个时频资源块;时频资源块在时域维度包括一个通信子帧,在频域维度包括n个子载波;
对任意一个时频资源块,有如下步骤:
根据时域插值密度、频域插值密度和基准符号映射表,在时频资源块内的导频符号和数据符号中,确定基准导频符号的时频位置和基准数据符号的时频位置;时频位置包括时域坐标和频域坐标;根据各基准导频符号的参考序列和各基准导频符号的接收序列,得到各基准导频符号的信道估计值;
在各基准导频符号中,选取频域坐标相同的两个基准导频符号,根据频域坐标相同的两个基准导频符号的信道估计值,通过插值计算,计算得到在同一频域坐标上的各基准数据符号的信道估计值;
根据时域插值密度、频域插值密度、各基准导频符号的时频位置、各基准数据符号的时频位置、各基准导频符号的信道估计值和各基准数据符号的信道估计值,通过复制得到时频资源块中各数据符号的信道估计值。
在一个实施例中,处理器执行计算机程序根据时域插值密度、频域插值密度、各基准导频符号的时频位置、各基准数据符号的时频位置、各基准导频符号的信道估计值和各基准数据符号的信道估计值,通过复制得到各时频资源块中各数据符号的信道估计值时还实现以下步骤:
根据时域插值密度、频域插值密度、各基准导频符号的时频位置和各基准数据符号的时频位置,通过预设规则,确定各基准导频符号的复制时频区域和各基准数据符号的复制时频区域;
对任意一个基准导频符号,在基准导频符号的复制时频区域内,将基准导频符号的信道估计值,确定为各数据符号的信道估计值;对任意一个基准数据符号,在基准数据符号的复制时频区域内,将基准数据符号的信道估计值,确定为各数据符号的信道估计值。
在一个实施例中,处理器执行计算机程序时还实现以下步骤:
根据接收天线的数量,确定频偏阈值和时延阈值。
在一个实施例中,提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现以下步骤:
接收通信链路中各子载波上承载的通信子帧;
获取通信链路的多普勒频偏;
根据频偏阈值和多普勒频偏,确定信道估计策略;
根据信道估计策略和各子载波上承载的通信子帧,计算得到各通信子帧中各数据符号的信道估计值。
在一个实施例中,计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤:
根据频偏阈值和多普勒频偏,确定信道估计策略的步骤包括:当多普勒频偏小于第一频偏阈值时,确定信道估计策略为复制策略;当多普勒频偏大于第一频偏阈值且小于第二频偏阈值时,确定信道估计策略为平均策略;当多普勒频偏大于第二频偏阈值时,确定信道估计策略为插值策略。
在一个实施例中,频偏阈值包括第三频偏阈值,第三频偏阈值大于第二频偏阈值;
计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤:
当多普勒频偏大于第二频偏阈值时,确定信道估计策略为插值策略的步骤,包括:当多普勒频偏大于第二频偏阈值时,比较多普勒频偏和第三频偏阈值,根据比较结果,确定插值策略的时域插值密度。
在一个实施例中,计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤:
获取通信链路的时延扩展;根据时延扩展和时延阈值,确定插值策略的频域插值密度。
在一个实施例中,计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤:
当多普勒频偏大于第二频偏阈值且小于第三频偏阈值时,确定时域插值密度为第一时域插值密度;当多普勒频偏大于第三频偏阈值时,确定时域插值密度为第二时域插值密度;第一时域插值密度小于第二时域插值密度。
在一个实施例中,时延阈值包括依次增大的第一时延阈值、第二时延阈值、第三时延阈值、第四时延阈值和第五时延阈值;计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤:
当时延扩展小于第一时延阈值时,确定频域插值密度为第一频域插值密度;当时延扩展大于第一时延阈值且小于第二时延阈值时,确定频域插值密度为第二频域插值密度;当时延扩展大于第二时延阈值且小于第三时延阈值时,确定频域插值密度为第三频域插值密度;当时延扩展大于第三时延阈值且小于第四时延阈值时,确定频域插值密度为第四频域插值密度;当时延扩展大于第四时延阈值且小于第五时延阈值时,确定频域插值密度为第五频域插值密度;当时延扩展大于第五时延阈值时,确定频域插值密度为第六频域插值密度;其中,第一频域插值密度、第二频域插值密度、第三频域插值密度、第四频域插值密度、第五频域插值密度和第六频域插值密度依次递增。
在一个实施例中,计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤:
在时频域的维度,将各子载波上承载的通信子帧分为多个时频资源块;时频资源块在时域维度包括一个通信子帧,在频域维度包括n个子载波;
对任意一个时频资源块,有如下步骤:
根据时域插值密度、频域插值密度和基准符号映射表,在时频资源块内的导频符号和数据符号中,确定基准导频符号的时频位置和基准数据符号的时频位置;时频位置包括时域坐标和频域坐标;根据各基准导频符号的参考序列和各基准导频符号的接收序列,得到各基准导频符号的信道估计值;
在各基准导频符号中,选取频域坐标相同的两个基准导频符号,根据频域坐标相同的两个基准导频符号的信道估计值,通过插值计算,计算得到在同一频域坐标上的各基准数据符号的信道估计值;
根据时域插值密度、频域插值密度、各基准导频符号的时频位置、各基准数据符号的时频位置、各基准导频符号的信道估计值和各基准数据符号的信道估计值,通过复制得到时频资源块中各数据符号的信道估计值。
在一个实施例中,计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤:
根据时域插值密度、频域插值密度、各基准导频符号的时频位置和各基准数据符号的时频位置,通过预设规则,确定各基准导频符号的复制时频区域和各基准数据符号的复制时频区域;
对任意一个基准导频符号,在基准导频符号的复制时频区域内,将基准导频符号的信道估计值,确定为各数据符号的信道估计值;对任意一个基准数据符号,在基准数据符号的复制时频区域内,将基准数据符号的信道估计值,确定为各数据符号的信道估计值。
在一个实施例中,计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤:
根据接收天线的数量,确定频偏阈值和时延阈值。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中,该计算机程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限,RAM以多种形式可得,诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。