CN110868368A - 信道估计方法、系统、电子设备和介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种信道估计方法、系统、电子设备和介质，其中信道估计方法，包括以下步骤：获取信道估计初始值；对信道估计初始值进行频域插值；根据预设多普勒频偏集合构建若干备选频偏组合；分别根据每一个备选频偏组合对插值对齐后的估计值进行时域信道估计以分别得到备选估计值；根据备选估计值和插值对齐后的估计值的差异因子得到目标频偏组合，目标频偏组合为差异因子的最小值对应的备选频偏组合；根据目标频偏组合进行信道估计以得到信道模型。本发明能够较好地满足在高铁环境下的信道估计，对多个多普勒值进行跟踪估计，不依赖于传统的无线信道散射模型，直接将多个多普勒值用于计算时域相关系数，提高了信道估计的精度。

Description

信道估计方法、系统、电子设备和介质

技术领域

本发明属于信道估计技术领域，尤其涉及一种信道估计方法、系统、电子设备和介质。

背景技术

在3GPP(3rd Generation Partnership Project，三代合作伙伴计划)第四代通信系统(LTE，长期演进)以及后续演进系统中，需要支持高速移动的典型应用场景，比如时速350千米的高铁(HST)环境。在HST场景下，典型的存在两个不同的射频拉远单元(RadioRemote Unit，RRU)可以同时向高速移动的用户设备(UE)发送信号，但由于RRU位置不同时，导致用户设备接收到的信号可能来自相反的方向，所获得的多普勒谱完全不同于一般环境下的经典U型谱，通常是两个(或者多个)不同的多普勒频偏的叠加。传统的接收机一般采用维纳插值算法进行信道估计，并假设多普勒频谱满足经典的散射信道模型，在高铁模式下，现有的信道估计方案的精度较低，会带来较大的性能损失。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中信道估计的技术手段在高铁模式下的精度较低的缺陷，提供一种信道估计方法、系统、电子设备和介质。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

本发明提供一种信道估计方法，包括以下步骤：

获取信道估计初始值；对信道估计初始值进行频域插值以实现RE(ResourceElement，资源单元)位置对齐，以得到每一个CRS(Cell Reference Signal，小区参考信号)符号对应的插值对齐后的估计值；

根据预设多普勒频偏集合构建若干备选频偏组合，预设多普勒频偏集包括至少2个频偏值，备选频偏组合包括至少一个频偏值；

分别根据每一个备选频偏组合对插值对齐后的估计值进行时域信道估计以分别得到备选估计值；

根据备选估计值和插值对齐后的估计值的差异因子得到目标频偏组合，目标频偏组合为差异因子的最小值对应的备选频偏组合；

根据目标频偏组合进行信道估计以得到信道模型。

较佳地，根据预设多普勒频偏集合构建若干备选频偏组合的步骤包括：

分别以预设多普勒频偏集合的每一个频偏值构建一个备选频偏组合；

分别以预设多普勒频偏集合中的任意2个频偏值构建一个备选频偏组合。

较佳地，分别根据每一个备选频偏组合对插值对齐后的估计值进行时域信道估计以分别得到备选估计值的步骤包括：

根据以下公式得到备选估计值H_cor(j)：

并且i≠j，K为CRS符号的数量；

其中，H_raw(i)用于表征插值对齐后的估计值，

wf_pq＝R_pq*(R_pp+σ)^-1，p∈[1,K]，q∈[1,K]，并且p≠q，

其中，σ表征信道置信度因子；R_pp表征第p个CRS符号的信道自相关系数；

R_pq用于表征第p个CRS符号与第q个CRS符号的信道互相关系数，根据以下公式得到：

p∈[1,K]，q∈[1,K]，并且p≠q；

其中，M为备选频偏组合中的频偏值的数量，Δt_pq表征第p个CRS符号与第q个CRS符号的时间间隔，N表示采用的傅里叶变换系统参数，FREQ_a表征备选频偏组合中的第a个频偏值。

较佳地，差异因子包括一般差异因子、MSE差异因子、归一化差异因子中的任意一项。

较佳地，信道模型的时域插值系数为：

wf_uv＝R_uv*(R_uu+σ)^-1，u∈[1,C]，v∈[1,D]，C为待估计的信道的CRS符号的数量，D为待估计的信道的符号中的非CRS符号的数量；

其中，σ表征待估计的信道置信度因子；R_uu表征待估计的信道的第u个CRS符号的信道自相关系数；

R_uv用于表征待估计的信道的第u个CRS符号与第v个非CRS符号的信道互相关系数，具体计算公式如下：

其中，W为目标频偏组合中的频偏值的数量，Δt_uv表征待估计的信道的第u个CRS符号与第v个非CRS符号的时间间隔，N表示采用的傅里叶变换系统参数，FREQ_b为目标频偏组合中的第b个频偏值。

较佳地，信道的环境为高铁环境，则根据预设多普勒频偏集合构建若干备选频偏组合的步骤包括：

根据高铁环境构建若干备选频偏组合。

较佳地，一般差异因子δ为：δ(j)＝|H_raw(j)-H_cor(j)|，j∈[1,K]；

MSE差异因子为：

归一化差异因子δ_uni为：

其中，H_raw(j)用于表征第j个CRS符号对应的插值对齐后的估计值，H_cor(j)用于表征第j个CRS符号对应的备选估计值。

本发明还提供一种信道估计系统，包括初始值获取单元、插值单元、组合构建单元、时域估计单元、目标组合获取单元、信道模型构建单元；

初始值获取单元用于获取信道估计初始值；

插值单元用于对信道估计初始值进行频域插值以实现RE位置对齐，以得到每一个CRS符号对应的插值对齐后的估计值；

组合构建单元用于根据预设多普勒频偏集合构建若干备选频偏组合，预设多普勒频偏集包括至少2个频偏值，备选频偏组合包括至少一个频偏值；

时域估计单元用于分别根据每一个备选频偏组合对插值对齐后的估计值进行时域信道估计以分别得到备选估计值；

目标组合获取单元用于根据备选估计值和插值对齐后的估计值的差异因子得到目标频偏组合，目标频偏组合为差异因子的最小值对应的备选频偏组合；

信道模型构建单元用于根据目标频偏组合进行信道估计以得到信道模型。

较佳地，组合构建单元还用于分别以预设多普勒频偏集合的每一个频偏值构建一个备选频偏组合；

组合构建单元还用于分别以预设多普勒频偏集合中的任意2个频偏值构建一个备选频偏组合。

较佳地，时域估计单元还用于根据以下公式得到备选估计值H_cor(j)：

并且i≠j，K为CRS符号的数量；

其中，H_raw(i)用于表征插值对齐后的估计值，

wf_pq＝R_pq*(R_pp+σ)^-1，p∈[1,K]，q∈[1,K]，并且p≠q，

其中，σ表征信道置信度因子；R_pp表征第p个CRS符号的信道自相关系数；

R_pq用于表征第p个CRS符号与第q个CRS符号的信道互相关系数，根据以下公式得到：

p∈[1,K]，q∈[1,K]，并且p≠q；

其中，M为备选频偏组合中的频偏值的数量，Δt_pq表征第p个CRS符号与第q个CRS符号的时间间隔，N表示采用的傅里叶变换系统参数，FREQ_a表征备选频偏组合中的第a个频偏值。

较佳地，差异因子包括一般差异因子、MSE差异因子、归一化差异因子中的任意一项。

较佳地，信道模型的时域插值系数为：

wf_uv＝R_uv*(R_uu+σ)^-1，u∈[1,C]，v∈[1,D]，C为待估计的信道的CRS符号的数量，D为待估计的信道的符号中的非CRS符号的数量；

其中，σ表征待估计的信道置信度因子；R_uu表征待估计的信道的第u个CRS符号的信道自相关系数；

R_uv用于表征待估计的信道的第u个CRS符号与第v个非CRS符号的信道互相关系数，具体计算公式如下：

其中，W为目标频偏组合中的频偏值的数量，Δt_uv表征待估计的信道的第u个CRS符号与第v个非CRS符号的时间间隔，N表示采用的傅里叶变换系统参数，FREQ_b为目标频偏组合中的第b个频偏值。

较佳地，信道的环境为高铁环境，则组合构建单元还用于根据高铁环境构建若干备选频偏组合。

较佳地，一般差异因子δ为：δ(j)＝|H_raw(j)-H_cor(j)|，j∈[1,K]；

MSE差异因子为：

归一化差异因子δ_uni为：

其中，H_raw(j)用于表征第j个CRS符号对应的插值对齐后的估计值，H_cor(j)用于表征第j个CRS符号对应的备选估计值。

本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现本发明的信道估计方法。

本发明还提供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本发明的信道估计方法的步骤。

本发明的积极进步效果在于：本发明能够较好地满足在高铁环境下的信道估计，对多个多普勒值进行跟踪估计，不依赖于传统的无线信道散射模型，直接将多个多普勒值用于计算时域相关系数，提高了信道估计的精度。

附图说明

图1为本发明的实施例1的信道估计方法的流程图。

图2为本发明的实施例3的信道估计系统的结构示意图。

图3为本发明的实施例5的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

本实施例提供一种信道估计方法。参照图1，该信道估计方法包括以下步骤：

步骤S101、获取信道估计初始值。

步骤S102、对信道估计初始值进行频域插值以实现RE位置对齐，以得到插值对齐后的估计值。

步骤S103、根据预设多普勒频偏集合构建若干备选频偏组合。预设多普勒频偏集包括至少2个频偏值，备选频偏组合包括至少其中一个频偏值。

步骤S104、分别根据每一个备选频偏组合对插值对齐后的估计值进行时域信道估计以分别得到备选估计值。

步骤S105、获取备选估计值和插值对齐后的估计值的差异因子。

步骤S106、根据差异因子得到目标频偏组合。目标频偏组合为所述差异因子的最小值对应的所述备选频偏组合。

步骤S107、根据目标频偏组合进行信道估计以得到信道模型。

本实施例的信道估计方法能够较好地满足在高铁环境下的信道估计，对多个多普勒值进行跟踪估计，不依赖于传统的无线信道散射模型，直接将多个多普勒值用于计算时域相关系数，不需要相位旋转等额外操作，提高了信道估计的效率，提高了信道估计的精度。

实施例2

本实施例提供一种信道估计方法。本实施例的信道估计方法与实施例1的信道估计方法大致相同，该信道估计方法包括以下步骤：

步骤S101、获取信道估计初始值。

计初始值可根据以下公式得到：

H(k)＝RecvRS(k)*conj(LocRS(k))，

其中，RecvRS(k)为接收到的参考信号，conj(LocRS(k))为存储的本地参考信号的求复共轭结果。

信道估计初始值为信道的CRS位置的信道估计初始值。获取信道估计初始值的方式是本领域技术人员能够实现的，此处不再赘述。

步骤S102、对信道估计初始值进行频域插值以实现RE位置对齐，以得到插值对齐后的估计值。根据信道估计初始值，对不同的CRS符号上的RE位置进行频域维度的插值，以完成各个CRS符号的RE位置对齐。设插值对齐后的估计值为H_raw(j)，j∈[1,K]，K为CRS符号的数量。

步骤S103、根据预设多普勒频偏集合构建若干备选频偏组合。预设多普勒频偏集包括至少2个频偏值，备选频偏组合包括至少其中一个频偏值。

作为一种可选的实施方式，设预设多普勒频偏集合为{FREQ₁，FREQ₂，FREQ₃}，即，预设多普勒频偏集合包括3个频偏值，分别为第一频偏值FREQ₁、第二频偏值FREQ₂、第三频偏值FREQ₃。

在另一种可选的实施方式中，以{-900，-800，-700，-600，-500，-400，-300，-200，-100，0，100，200，300，400，500，600，700，800，900}(单位为赫兹)作为初始频偏集合。在初始状态下，对全部频偏值进行估计，然后根据历史估计结果进行频偏筛选，即去掉其中与初始结果差异较大的频偏值，将筛选后留下的频偏值构成预设多普勒频偏集合。

在一种可选的实施方式中，分别以预设多普勒频偏集合的每一个频偏值构建一个备选频偏组合；并分别以预设多普勒频偏集合中的任意2个频偏值构建一个备选频偏组合。即，构建得到6个备选频偏组合，分别为第1备选频偏组合{FREQ₁}，第2备选频偏组合{FREQ₂}，第3备选频偏组合{FREQ₃}，第4备选频偏组合{FREQ₁，FREQ₂}，第5备选频偏组合{FREQ₁，FREQ₃}和第6备选频偏组合{FREQ₂，FREQ₃}。

在其他可选的实施方式中，根据当前的高铁运行的速度等参数，从预设多普勒频偏集合中分别选取合适的频偏值构建若干备选频偏组合。

在一种可选的实施方式中，备选频偏组合中的包含的频偏值为绝对值相等而符号相反的频率值。

在另一种可选的实施方式中，备选频偏组合由以某一个中心值为中心、构成等距相反频偏的频偏值构成。具体实施时，根据一个测试得到的中心频率作为中心值，选择等间距的两个相反频偏构成备选频偏组合，例如，中心频点为20Hz，按照200Hz间距，选择组合为-180Hz和220Hz构成备选频偏组合{-180，220}。

步骤S104、分别根据每一个备选频偏组合对插值对齐后的估计值进行时域信道估计以分别得到备选估计值。

具体实施时，根据以下公式进行时域信道估计：

并且i≠j，K为CRS符号的数量。

也即，对相同频域位置上，用非本符号上的频域估计结果进行时域滤波，滤波系数根据预设多普勒频偏值产生，具体参照以下公式：

wf_pq＝R_pq*(R_pp+σ)^-1，p∈[1,K]，q∈[1,K]，并且p≠q。

其中，σ表征信道置信度因子，其取决于信道的信噪比；R_pp表征第p个CRS符号的信道自相关系数。

其中，R_pq用于表征第p个CRS符号与第q个CRS符号的信道互相关系数，其大小取决于第p个CRS符号与第q个CRS符号的时间间隔和多普勒频偏值，具体计算公式如下：

p∈[1,K]，q∈[1,K]，并且p≠q，

其中，M为该备选频偏组合所包含的频偏值的数量，Δt_pq表征第p个CRS符号与第q个CRS符号的时间间隔，N表示采用的傅里叶变换系统参数，FREQ_a为该备选频偏组合中的第a个频偏值。

具体实施时，根据以上公式分别得到每一个CRS符号对应的备选估计值。

步骤S105、获取备选估计值和插值对齐后的估计值的差异因子。

作为一种可选的实施方式，该差异因子为MSE(均方误差)差异因子，MSE差异因子的计算公式为：

δ_MSE(j)表征第j个CRS符号对应的MSE差异因子。

步骤S106、根据差异因子得到目标频偏组合。目标频偏组合为所述差异因子的最小值对应的所述备选频偏组合。

假设δ_MSE(4)为δ_MSE(j)(j∈[1,S])中的最小值，δ_MSE(4)对应的备选频偏组合为第5备选频偏组合{FREQ₁，FREQ₃}，则第5备选频偏组合为目标频偏组合。

步骤S107、根据目标频偏组合进行信道估计以得到信道模型。

得到的信道模型所对应的时域插值系数为：

wf_uv＝R_uv*(R_uu+σ)^-1，u∈[1,C]，v∈[1,D]，C为待估计的信道的CRS符号的数量，D为待估计的信道的符号中的非CRS符号的数量，待估计的信道的符号的总数量为C+D。

其中，σ表征信道置信度因子，其取决于信道的信噪比；R_uu表征第u个CRS符号的信道自相关系数。

其中，R_uv用于表征第u个CRS符号与第v个非CRS符号的信道互相关系数，其大小取决于第u个CRS符号与第v个非CRS符号的时间间隔和多普勒频偏值，具体计算公式如下：

其中，W为目标频偏组合所包含的频偏值的数量，Δt_uv表征第u个CRS符号与第v个非CRS符号的时间间隔，u∈[1,C]，v∈[1,D]，C为待估计的信道的CRS符号的数量，D为待估计的信道的符号中的非CRS符号的数量，待估计的信道的符号的总数量为C+D；N表示采用的傅里叶变换系统参数，FREQ_b为目标频偏组合中的第b个频偏值。

得到了信道模型所对应的时域插值系数，信道估计即已完成。

在另一中可选的实施方式中，在步骤S105中，差异因子选用一般差异因子。一般差异因子δ的计算公式如下：

δ(j)＝|H_raw(j)-H_cor(j)|。

在又一种可选的实施方式中，在步骤S105中，差异因子选用归一化差异因子。归一化差异因子δ_uni的计算公式如下：

本实施例的信道估计方法能够较好地满足在高铁环境下的信道估计，对多个多普勒值进行跟踪估计，不依赖于传统的无线信道散射模型，直接将多个多普勒值用于计算时域相关系数，不需要相位旋转等额外操作，提高了信道估计的效率，提高了信道估计的精度。

实施例3

本实施例提供一种信道估计系统。参照图2，该信道估计系统包括初始值获取单元201、插值单元202、组合构建单元203、时域估计单元204、目标组合获取单元205、信道模型构建单元206。

初始值获取单元201用于获取信道估计初始值；插值单元202用于对信道估计初始值进行频域插值以实现RE位置对齐，以得到每一个CRS符号对应的插值对齐后的估计值；组合构建单元203用于根据预设多普勒频偏集合构建若干备选频偏组合，预设多普勒频偏集包括至少2个频偏值，备选频偏组合包括至少一个频偏值；时域估计单元204用于分别根据每一个备选频偏组合对插值对齐后的估计值进行时域信道估计以分别得到备选估计值；目标组合获取单元205用于根据备选估计值和插值对齐后的估计值的差异因子得到目标频偏组合，目标频偏组合为差异因子的最小值对应的备选频偏组合；信道模型构建单元206用于根据目标频偏组合进行信道估计以得到信道模型。

本实施例的信道估计系统能够较好地满足在高铁环境下的信道估计，对多个多普勒值进行跟踪估计，不依赖于传统的无线信道散射模型，直接将多个多普勒值用于计算时域相关系数，不需要相位旋转等额外操作，提高了信道估计的效率，提高了信道估计的精度。

实施例4

本实施例提供一种信道估计系统。本实施例的信道估计系统与实施例3的信道估计系统大致相同，该信道估计系统包括初始值获取单元201、插值单元202、组合构建单元203、时域估计单元204、目标组合获取单元205、信道模型构建单元206。

初始值获取单元201用于获取信道估计初始值；插值单元202用于对信道估计初始值进行频域插值以实现RE位置对齐，以得到每一个CRS符号对应的插值对齐后的估计值；组合构建单元203用于根据预设多普勒频偏集合构建若干备选频偏组合，预设多普勒频偏集包括至少2个频偏值，备选频偏组合包括至少一个频偏值；时域估计单元204用于分别根据每一个备选频偏组合对插值对齐后的估计值进行时域信道估计以分别得到备选估计值；目标组合获取单元205用于根据备选估计值和插值对齐后的估计值的差异因子得到目标频偏组合，目标频偏组合为差异因子的最小值对应的备选频偏组合；信道模型构建单元206用于根据目标频偏组合进行信道估计以得到信道模型。

具体实施时，首先，初始值获取单元201获取信道估计初始值。信道估计初始值为信道的CRS位置的信道估计初始值。获取信道估计初始值的方式是本领域技术人员能够实现的，此处不再赘述。

然后，插值单元202对信道估计初始值进行频域插值以实现RE位置对齐，以得到插值对齐后的估计值。根据信道估计初始值，插值单元202对不同的CRS符号上的RE位置进行频域维度的插值，以完成各个CRS符号的RE位置对齐。设插值对齐后的估计值为H_raw(j)，j∈[1,K]，K为CRS符号的数量。

接下来，组合构建单元203根据预设多普勒频偏集合构建若干备选频偏组合。预设多普勒频偏集包括至少2个频偏值，备选频偏组合包括至少其中一个频偏值。

作为一种可选的实施方式，设预设多普勒频偏集合为{FREQ₁，FREQ₂，FREQ₃}，即，预设多普勒频偏集合包括3个频偏值，分别为第一频偏值FREQ₁、第二频偏值FREQ₂、第三频偏值FREQ₃。

在一种可选的实施方式中，组合构建单元203分别以预设多普勒频偏集合的每一个频偏值构建一个备选频偏组合；并分别以预设多普勒频偏集合中的任意2个频偏值构建一个备选频偏组合。即，组合构建单元203构建得到6个备选频偏组合，分别为第1备选频偏组合{FREQ₁}，第2备选频偏组合{FREQ₂}，第3备选频偏组合{FREQ₃}，第4备选频偏组合{FREQ₁，FREQ₂}，第5备选频偏组合{FREQ₁，FREQ₃}和第6备选频偏组合{FREQ₂，FREQ₃}。

在其他可选的实施方式中，组合构建单元203根据当前的高铁运行的速度等参数，从预设多普勒频偏集合中分别选取合适的频偏值构建若干备选频偏组合。

然后，时域估计单元204分别根据每一个备选频偏组合对插值对齐后的估计值进行时域信道估计以分别得到备选估计值。

具体实施时，时域估计单元204根据以下公式进行时域信道估计：

并且i≠j，K为CRS符号的数量。

也即，对相同频域位置上，用非本符号上的频域估计结果进行时域滤波，滤波系数根据预设多普勒频偏值产生，具体参照以下公式：

wf_pq＝R_pq*(R_pp+σ)^-1，p∈[1,K]，q∈[1,K]，并且p≠q，

其中，σ表征信道置信度因子，其取决于信道的信噪比；R_pp表征第p个CRS符号的信道自相关系数。

其中，R_pq用于表征第p个CRS符号与第q个CRS符号的信道互相关系数，其大小取决于第p个CRS符号与第q个CRS符号的时间间隔和多普勒频偏值，具体计算公式如下：

p∈[1,K]，q∈[1,K]，并且p≠q；

其中，M为该备选频偏组合所包含的频偏值的数量，Δt_pq表征第p个CRS符号与第q个CRS符号的时间间隔，N表示采用的傅里叶变换系统参数，FREQ_a为该备选频偏组合中的第a个频偏值。

具体实施时，时域估计单元204根据以上公式分别得到每一个CRS符号对应的备选估计值。

然后，目标组合获取单元205获取备选估计值和插值对齐后的估计值的差异因子。

作为一种可选的实施方式，该差异因子为MSE(均方误差)差异因子，MSE差异因子的计算公式为：

δ_MSE(j)表征第j个CRS符号对应的MSE差异因子。

接下来，目标组合获取单元205根据差异因子得到目标频偏组合。目标频偏组合为所述差异因子的最小值对应的所述备选频偏组合。

假设δ_MSE(4)为δ_MSE(j)(j∈[1,S])中的最小值，δ_MSE(4)对应的备选频偏组合为第5备选频偏组合{FREQ₁，FREQ₃}，则第5备选频偏组合为目标频偏组合。

最后，信道模型构建单元206根据目标频偏组合进行信道估计以得到信道模型。

信道模型构建单元206构建得到的信道模型所对应的时域插值系数为：

wf_uv＝R_uv*(R_uu+σ)^-1，u∈[1,C]，v∈[1,D]，C为待估计的信道的CRS符号的数量，D为待估计的信道的符号中的非CRS符号的数量。

其中，σ表征信道置信度因子，其取决于信道的信噪比；R_uu表征第u个CRS符号的信道自相关系数。

其中，R_uv用于表征第u个CRS符号与第v个非CRS符号的信道互相关系数，其大小取决于第u个CRS符号与第v个非CRS符号的时间间隔和多普勒频偏值，具体计算公式如下：

其中，W为目标频偏组合所包含的频偏值的数量，Δt_uv表征第u个CRS符号与第v个非CRS符号的时间间隔，u∈[1,C]，v∈[1,D]，C为待估计的信道的CRS符号的数量，D为待估计的信道的符号中的非CRS符号的数量；N表示采用的傅里叶变换系统参数，FREQ_b为目标频偏组合中的第b个频偏值。

得到了信道模型所对应的时域插值系数，信道估计即已完成。

在另一中可选的实施方式中，目标组合获取单元205获取的差异因子为一般差异因子。一般差异因子δ的计算公式如下：

δ(j)＝|H_raw(j)-H_cor(j)|，j∈[1,K]。

在又一种可选的实施方式中，目标组合获取单元205获取的差异因子为归一化差异因子。归一化差异因子δ_uni的计算公式如下：

本实施例的信道估计系统能够较好地满足在高铁环境下的信道估计，对多个多普勒值进行跟踪估计，不依赖于传统的无线信道散射模型，直接将多个多普勒值用于计算时域相关系数，不需要相位旋转等额外操作，提高了信道估计的效率，提高了信道估计的精度。

实施例5

图3为本实施例提供的一种电子设备的结构示意图。所述电子设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现实施例1或实施例2的信道估计方法。图3显示的电子设备30仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图3所示，电子设备30可以以通用计算设备的形式表现，例如其可以为服务器设备。电子设备30的组件可以包括但不限于：上述至少一个处理器31、上述至少一个存储器32、连接不同系统组件(包括存储器32和处理器31)的总线33。

总线33包括数据总线、地址总线和控制总线。

存储器32可以包括易失性存储器，例如随机存取存储器(RAM)321和/或高速缓存存储器322，还可以进一步包括只读存储器(ROM)323。

存储器32还可以包括具有一组(至少一个)程序模块324的程序/实用工具325，这样的程序模块324包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。

处理器31通过运行存储在存储器32中的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如本发明实施例1或实施例2的信道估计方法。

电子设备30也可以与一个或多个外部设备34(例如键盘、指向设备等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口35进行。并且，模型生成的设备30还可以通过网络适配器36与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器36通过总线33与模型生成的设备30的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合模型生成的设备30使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理器、外部磁盘驱动阵列、RAID(磁盘阵列)系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了电子设备的若干单元/模块或子单元/模块，但是这种划分仅仅是示例性的并非强制性的。实际上，根据本发明的实施方式，上文描述的两个或更多单元/模块的特征和功能可以在一个单元/模块中具体化。反之，上文描述的一个单元/模块的特征和功能可以进一步划分为由多个单元/模块来具体化。

实施例6

本实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现实施例1或实施例2的信道估计方法的步骤。

其中，可读存储介质可以采用的更具体可以包括但不限于：便携式盘、硬盘、随机存取存储器、只读存储器、可擦拭可编程只读存储器、光存储器件、磁存储器件或上述的任意合适的组合。

在可能的实施方式中，本发明还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当所述程序产品在终端设备上运行时，所述程序代码用于使所述终端设备执行实现实施例1或实施例2的信道估计方法的步骤。

其中，可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明的程序代码，所述程序代码可以完全地在用户设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户设备上部分在远程设备上执行或完全在远程设备上执行。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (16)

1.一种信道估计方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取信道估计初始值；对所述信道估计初始值进行频域插值以实现RE位置对齐，以得到每一个CRS符号对应的插值对齐后的估计值；

根据预设多普勒频偏集合构建若干备选频偏组合，所述预设多普勒频偏集包括至少2个频偏值，所述备选频偏组合包括至少一个所述频偏值；

分别根据每一个所述备选频偏组合对所述插值对齐后的估计值进行时域信道估计以分别得到备选估计值；

根据所述备选估计值和所述插值对齐后的估计值的差异因子得到目标频偏组合，所述目标频偏组合为所述差异因子的最小值对应的所述备选频偏组合；

根据所述目标频偏组合进行信道估计以得到信道模型。

2.如权利要求1所述的信道估计方法，其特征在于，所述根据预设多普勒频偏集合构建若干备选频偏组合的步骤包括：

分别以所述预设多普勒频偏集合的每一个所述频偏值构建一个所述备选频偏组合；

分别以所述预设多普勒频偏集合中的任意2个所述频偏值构建一个所述备选频偏组合。

3.如权利要求1所述的信道估计方法，其特征在于，所述分别根据每一个所述备选频偏组合对所述插值对齐后的估计值进行时域信道估计以分别得到备选估计值的步骤包括：

根据以下公式得到所述备选估计值H_cor(j)：

并且i≠j，K为所述CRS符号的数量；

其中，H_raw(i)用于表征所述插值对齐后的估计值，

wf_pq＝R_pq*(R_pp+σ)^-1，p∈[1,K]，q∈[1,K]，并且p≠q，

其中，σ表征信道置信度因子；R_pp表征第p个所述CRS符号的信道自相关系数；

R_pq用于表征第p个所述CRS符号与第q个所述CRS符号的信道互相关系数，根据以下公式得到：

并且p≠q；

其中，M为所述备选频偏组合中的频偏值的数量，Δt_pq表征第p个所述CRS符号与第q个所述CRS符号的时间间隔，N表示采用的傅里叶变换系统参数，FREQ_a表征所述备选频偏组合中的第a个所述频偏值。

4.如权利要求1所述的信道估计方法，其特征在于，所述差异因子包括一般差异因子、MSE差异因子、归一化差异因子中的任意一项。

5.如权利要求1所述的信道估计方法，其特征在于，所述信道模型的时域插值系数为：

wf_uv＝R_uv*(R_uu+σ)^-1，u∈[1,C]，v∈[1,D]，C为待估计的信道的CRS符号的数量，D为待估计的信道的符号中的非CRS符号的数量；

其中，σ表征所述待估计的信道置信度因子；R_uu表征所述待估计的信道的第u个CRS符号的信道自相关系数；

R_uv用于表征所述待估计的信道的第u个CRS符号与第v个非CRS符号的信道互相关系数，具体计算公式如下：

其中，W为所述目标频偏组合中的所述频偏值的数量，Δt_uv表征所述待估计的信道的第u个CRS符号与第v个非CRS符号的时间间隔，N表示采用的傅里叶变换系统参数，FREQ_b为所述目标频偏组合中的第b个频偏值。

6.如权利要求1所述的信道估计方法，其特征在于，所述信道的环境为高铁环境，则所述根据预设多普勒频偏集合构建若干备选频偏组合的步骤包括：

根据所述高铁环境构建若干备选频偏组合。

7.如权利要求4所述的信道估计方法，其特征在于，所述一般差异因子δ为：δ(j)＝|H_raw(j)-H_cor(j)|，j∈[1,K]；

所述MSE差异因子为：

所述归一化差异因子δ_uni为：

其中，H_raw(j)用于表征第j个所述CRS符号对应的所述插值对齐后的估计值，H_cor(j)用于表征第j个所述CRS符号对应的所述备选估计值。

8.一种信道估计系统，其特征在于，包括初始值获取单元、插值单元、组合构建单元、时域估计单元、目标组合获取单元、信道模型构建单元；

所述初始值获取单元用于获取信道估计初始值；

所述插值单元用于对所述信道估计初始值进行频域插值以实现RE位置对齐，以得到每一个CRS符号对应的插值对齐后的估计值；

所述组合构建单元用于根据预设多普勒频偏集合构建若干备选频偏组合，所述预设多普勒频偏集包括至少2个频偏值，所述备选频偏组合包括至少一个所述频偏值；

所述时域估计单元用于分别根据每一个所述备选频偏组合对所述插值对齐后的估计值进行时域信道估计以分别得到备选估计值；

所述目标组合获取单元用于根据所述备选估计值和所述插值对齐后的估计值的差异因子得到目标频偏组合，所述目标频偏组合为所述差异因子的最小值对应的所述备选频偏组合；

所述信道模型构建单元用于根据所述目标频偏组合进行信道估计以得到信道模型。

9.如权利要求8所述的信道估计系统，其特征在于，所述组合构建单元还用于分别以所述预设多普勒频偏集合的每一个所述频偏值构建一个所述备选频偏组合；

所述组合构建单元还用于分别以所述预设多普勒频偏集合中的任意2个所述频偏值构建一个所述备选频偏组合。

10.如权利要求8所述的信道估计系统，其特征在于，所述时域估计单元还用于根据以下公式得到所述备选估计值H_cor(j)：

并且i≠j，K为所述CRS符号的数量；

其中，H_raw(i)用于表征所述插值对齐后的估计值，

wf_pq＝R_pq*(R_pp+σ)^-1，p∈[1,K]，q∈[1,K]，并且p≠q，

其中，σ表征信道置信度因子；R_pp表征第p个所述CRS符号的信道自相关系数；

R_pq用于表征第p个所述CRS符号与第q个所述CRS符号的信道互相关系数，根据以下公式得到：

并且p≠q；

其中，M为所述备选频偏组合中的频偏值的数量，Δt_pq表征第p个所述CRS符号与第q个所述CRS符号的时间间隔，N表示采用的傅里叶变换系统参数，FREQ_a表征所述备选频偏组合中的第a个所述频偏值。

11.如权利要求8所述的信道估计系统，其特征在于，所述差异因子包括一般差异因子、MSE差异因子、归一化差异因子中的任意一项。

12.如权利要求8所述的信道估计系统，其特征在于，所述信道模型的时域插值系数为：

wf_uv＝R_uv*(R_uu+σ)^-1，u∈[1,C]，v∈[1,D]，C为待估计的信道的CRS符号的数量，D为待估计的信道的符号中的非CRS符号的数量；

其中，σ表征所述待估计的信道置信度因子；R_uu表征所述待估计的信道的第u个CRS符号的信道自相关系数；

R_uv用于表征所述待估计的信道的第u个CRS符号与第v个非CRS符号的信道互相关系数，具体计算公式如下：

其中，W为所述目标频偏组合中的所述频偏值的数量，Δt_uv表征所述待估计的信道的第u个CRS符号与第v个非CRS符号的时间间隔，N表示采用的傅里叶变换系统参数，FREQ_b为所述目标频偏组合中的第b个频偏值。

13.如权利要求8所述的信道估计系统，其特征在于，所述信道的环境为高铁环境，则所述组合构建单元还用于根据所述高铁环境构建若干备选频偏组合。

14.如权利要求11所述的信道估计系统，其特征在于，所述一般差异因子δ为：δ(j)＝|H_raw(j)-H_cor(j)|，j∈[1,K]；

所述MSE差异因子为：

所述归一化差异因子δ_uni为：

其中，H_raw(j)用于表征第j个所述CRS符号对应的所述插值对齐后的估计值，H_cor(j)用于表征第j个所述CRS符号对应的所述备选估计值。

15.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-7中任一项所述的信道估计方法。

16.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的信道估计方法的步骤。

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