CN111447159A - 一种信道估计的方法 - Google Patents

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陈波
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Abstract

本发明公开了一种信道估计的方法，包括待计算数据获取步骤、初始值计算步骤和最终值计算步骤。待计算数据获取步骤用于获得参考导频符号、参考已知有效数据、待比对导频符号、待比对已知有效数据和待比对未知有效数据；初始值计算步骤用于根据参考导频符号、参考已知有效数据、待比对导频符号和待比对已知有效数据，得到信道估计初始值；最终值计算步骤用于根据信道估计初始值和待比对未知有效数据得到信道估计最终值。本发明同时采用已知有效数据和导频符号进行信道估计，增加了信道估计所依据的数据量，提高了信道估计的准确性；根据获得的信道估计初始值对待比对未知有效数据进行解析并进行二次信道估计，得到的信道估计最终值的精度更高。

Description

一种信道估计的方法
技术领域
本发明涉及信道估计领域，尤其涉及到一种信道估计的方法。
背景技术
无线通信系统的性能很大程度上受到无线信道的影响，如阴影衰落和频率选择性衰落等等，使得发射机和接收机之间的传播路径非常复杂。无线信道并不像有线信道固定并可预见，而是具有很大的随机性，这就对接收机的设计提出了很大的挑战。在OFDM系统的相干检测中需要对信道进行估计，信道估计的精度将直接影响整个系统的性能。为了能在接收端准确的恢复发射端的发送信号，人们采用各种措施来抵抗多径效应对传输信号的影响，信道估计技术的实现需要知道无线信道的信息，如信道的阶数、多普勒频移和多径时延或者信道的冲激响应等参数。因此，信道参数估计是实现无线通信系统的一项关键技术。能否获得详细的信道信息，从而在接收端正确地解调出发射信号，是衡量一个无线通信系统性能的重要指标。因此，对于信道参数估计算法的研究是一项有重要意义的工作。
信道估计算法从先验信息的角度可分为三类1、基于参考信号的估计；2、盲估计；3、半盲估计。其中基于参考信号的估计，该算法按一定估计准则确定待估参数，或者按某些准则进行逐步跟踪和调整待估参数的估计值。其特点是需要借助参考信号，即导频或训练序列。
基于导频符号的信道估计算法，通过在发送的有效数据中插入已知的导频符号，可以得到导频位置的信道估计结果；接着利用导频位置的信道估计结果，通过内插得到有效数据位置的信道估计结果，完成信道估计。导频符号插入越多，信道估计越准确，但有效数据就相对减少，使系统传输效率降低。如何在插入的导频符号量较少的前提下，保证信道估计的准确率是目前亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种信道估计的方法，以解决背景技术中提到的技术问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种信道估计的方法，包括待计算数据获取步骤、初始值计算步骤和最终值计算步骤，
所述待计算数据获取步骤，接收端接收得到传输信息，所述传输信息包括待比对导频符号、待比对已知有效数据和待比对未知有效数据，接收端内配置有参考导频符号和参考已知有效数据，所述参考导频符号与所述待比对导频符号被发送端发送时的数据内容相同，所述参考已知有效数据与所述待比对已知有效数据被发送端发送时的数据内容相同；
所述初始值计算步骤，获得所述参考导频符号作为调制信息，根据所述调制信息得到调制方式；根据所述调制方式、所述参考导频符号和所述参考已知有效数据得到初始标准信息，将所述初始标准信息输入预设的比较点计算策略中得到初始偏离点与初始标准点，将所述初始偏离点与所述初始标准点输入预设的初始计算策略中得到信道估计初始值，所述比较点计算策略包括初始标准点获取算法、初始偏离点获取算法和初始值计算算法，
所述初始标准点获取算法为：根据所述初始标准信息得到初始标准点和第一星座图；
所述初始偏离点获取算法为：根据所述待比对导频符号和所述待比对已知有效数据得到第一待比对数据，将所述第一待比对数据输入到所述第一星座图中得到初始偏离点；
所述最终值计算步骤，获得所述信道估计初始值得到解码参数，获得所述待比对未知有效数据作为待解析数据，根据预设的解密表和所述解码参数，对所述待解析数据进行解析，得到解析后有效数据，获取最终标准信息得到最终标准点和第二星座图，所述最终标准信息包括所述待解析数据和所述调制方式；获得第二待比对信息并将其输入到所述第二星座图中得到最终偏离点，所述第二待比对信息包括所述待比对未知有效数据，计算所述最终偏离点与所述最终标准点之间的差值，得到信道估计最终值。
作为优选，所述初始值计算步骤中，获得所述参考已知有效数据，对所述参考已知有效数据进行截取分别得到长度为X1、X2和X3的第一截取信息、第二截取信息和第三截取信息，根据所述第一截取信息、所述调制方式和所述参考导频符号得到第一初始标准信息，根据所述第二截取信息、所述调制方式和所述参考导频符号得到第二初始标准信息，根据所述第三截取信息、所述调制方式和所述参考导频符号得到第三初始标准信息，将所述第一初始标准信息、所述第二初始标准信息和所述第三初始标准信息输入所述比较点计算策略中，分别得到第一初始标准点和第一初始偏离点、第二初始标准点和第二初始偏离点和第三初始标准点和第三初始偏离点，将所述第一初始标准点和所述第一初始偏离点输入所述初始计算策略中得到第一信道估计初始值，将所述第二初始标准点和所述第二初始偏离点输入所述初始计算策略中得到第二信道估计初始值；将所述第三初始标准点和所述第三初始偏离点输入所述初始计算策略中得到第三信道估计初始值，计算所述第一信道估计初始值、所述第二信道估计初始值和所述第三信道估计初始值的平均值得到所述信道估计初始值。
作为优选，所述最终标准信息还包括所述参考导频符号和/或所述参考已知有效数据，所述第二待比对信息还包括所述待比对导频符号和/或待比对已知有效数据。
作为优选，所述初始偏离点获取算法配置有边界信号强度值，获得所述待比对导频符号和所述待比对已知有效数据，当所述待比对导频符号和所述待比对已知有效数据中的数据信号强度小于或等于所述边界信号强度值时，对应的所述待比对导频符号和待比对已知有效数据的数据为损落数据，将所述损落数据从所述待比对导频符号和待比对已知有效数据中剔除后得到所述第一待比对数据。
作为优选，所述初始计算策略中，获得所述损落数据，连续的所述损落数据记为一段损落信息，计算损落信息的长度记为长度损落数据，计算所述损落信息的段数得到损落间隔信息，以加权的方式计算所述损落间隔信息和所述长度损落数据，得到所述数据损落信息，获得所述第一待比对数据与所述第一标准点之间，计算所述第一待比对数据与所述第一标准点之间的差值得到偏差值，以加权的方式计算所述数据损落信息和所述偏差值，得到所述信道估计初始值。
作为优选，所述最终值计算步骤中所述待解析数据的解析方法包括语音数据的解析：建立用户数据库，所述用户数据库中存储有单个汉字的普通话读音编码作为理想读音编码，截取待比对用户数据中的单个读音作为待比对读音编码，以所述待比对读音编码为索引检索得到所述用户数据库中与所述待比对读音编码最接近的理想读音编码，得到待拼接读音信息，将多个所述待拼接读音信息按照截取的顺序重新拼接，得到所述解析后有效数据。
作为优选，所述最终值计算步骤中所述待解析数据的解析方法包括文字数据的解析：建立用户数据库，所述用户数据库中存储有汉字字符集编码，作为理想字符编码，截取待比对用户数据中的单个文字作为待比对字符编码，以所述待比对字符编码为索引检索得到所述用户数据库中与所述待比对字符编码最接近的理想字符编码，得到待拼接字符信息，将多个所述待拼接字符信息按照截取的顺序重新拼接，得到所述解析后有效数据。
作为优选，所述最终值计算步骤中所述待解析数据的解析方法包括图片数据的解析：建立用户数据库，所述用户数据库中存储有图片数据编码，作为理想图片数据编码，截取待解析数据中的单个字段作为待比对图片编码，以所述待比对图片编码为索引检索得到所述用户数据库中与所述待比对图片编码最接近的理想图片数据编码，得到待拼接图片信息，将多个所述待拼接图片信息按照截取的顺序重新拼接，得到所述解析后有效数据。
作为优选，所述最终值计算步骤中所述待解析数据的解析方法包括视频数据的解析：建立用户数据库，所述用户数据库中存储有视频数据编码，作为理想视频数据编码，截取待解析数据中的单个字段作为待比对视频编码，以所述待比对视频编码为索引检索得到所述用户数据库中与所述待比对视频编码最接近的理想视频数据编码，得到待拼接视频信息，将多个所述待拼接视频信息按照截取的顺序重新拼接，得到所述解析后有效数据。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、同时采用已知有效数据和导频符号进行信道估计，增加了信道估计所依据的数据量，提高了信道估计的准确性；
2、获得参考导频符号和参考已知有效数据作为初始标准信息；获得待比对导频符号和待比对已知有效数据作为第一待比对数据，根据初始标准信息和第一待比对数据得到信道估计初始值；
获得所述信道估计初始值得到解码参数，获得所述待比对未知有效数据作为待解析数据，根据预设的解密表和所述解码参数，对所述待解析数据进行解析，得到解析后有效数据。根据解析后有效数据和待比对未知有效数据，得到信道估计最终值。根据待解析数据的信息内容的解析，对信道估计初始值值进行修正，得到的信道估计最终值的精度更高。
附图说明
图1为实施例1流程图；
图2为实施例2中初始值计算步骤流程图。
具体实施方式
这里通过附图和实施例将详细地对本发明内容进行说明。
实施例1：
如图1所示，一种信道估计的方法，包括待计算数据获取步骤、初始值计算步骤和最终值计算步骤，
待计算数据获取步骤，接收端接收得到传输信息，传输信息包括待比对导频符号、待比对已知有效数据和待比对未知有效数据，接收端内配置有参考导频符号和参考已知有效数据，参考导频符号与待比对导频符号被发送端发送时的数据内容相同，参考已知有效数据与待比对已知有效数据被发送端发送时的数据内容相同；
初始值计算步骤，获得参考导频符号作为调制信息，根据调制信息得到调制方式；根据调制方式、参考导频符号和参考已知有效数据得到初始标准信息，将初始标准信息输入预设的比较点计算策略中得到初始偏离点与初始标准点，将初始偏离点与初始标准点输入预设的初始计算策略中得到信道估计初始值，比较点计算策略包括初始标准点获取算法、初始偏离点获取算法和初始值计算算法，
初始标准点获取算法为：根据初始标准信息得到初始标准点和第一星座图；
初始偏离点获取算法为：根据待比对导频符号和待比对已知有效数据得到第一待比对数据，将第一待比对数据输入到第一星座图中得到初始偏离点；
最终值计算步骤，获得信道估计初始值得到解码参数，获得待比对未知有效数据作为待解析数据，根据预设的解密表和解码参数，对待解析数据进行解析，得到解析后有效数据，获取最终标准信息得到最终标准点和第二星座图，最终标准信息包括待解析数据和调制方式；获得第二待比对信息并将其输入到第二星座图中得到最终偏离点，第二待比对信息包括待比对未知有效数据，计算最终偏离点与最终标准点之间的差值，得到信道估计最终值。
实施例2：
如图1和图2所示，一种信道估计的方法，包括待计算数据获取步骤、初始值计算步骤和最终值计算步骤，
待计算数据获取步骤，接收端接收得到传输信息，传输信息包括待比对导频符号、待比对已知有效数据和待比对未知有效数据，接收端内配置有参考导频符号和参考已知有效数据，参考导频符号与待比对导频符号被发送端发送时的数据内容相同，参考已知有效数据与待比对已知有效数据被发送端发送时的数据内容相同。
初始值计算步骤，获得参考导频符号作为调制信息，根据调制信息得到调制方式；获得参考已知有效数据，对参考已知有效数据进行截取分别得到长度为X1、X2和X3的第一截取信息、第二截取信息和第三截取信息，根据第一截取信息、调制方式和参考导频符号得到第一初始标准信息，根据第二截取信息、调制方式和参考导频符号得到第二初始标准信息，根据第三截取信息、调制方式和参考导频符号得到第三初始标准信息，将第一初始标准信息、第二初始标准信息和第三初始标准信息输入比较点计算策略中，分别得到第一初始标准点和第一初始偏离点、第二初始标准点和第二初始偏离点和第三初始标准点和第三初始偏离点，将第一初始标准点和第一初始偏离点输入初始计算策略中得到第一信道估计初始值，将第二初始标准点和第二初始偏离点输入初始计算策略中得到第二信道估计初始值；将第三初始标准点和第三初始偏离点输入初始计算策略中得到第三信道估计初始值，计算第一信道估计初始值、第二信道估计初始值和第三信道估计初始值的平均值得到信道估计初始值。
其中，初始标准点获取算法为：根据初始标准信息得到初始标准点和第一星座图；
初始偏离点获取算法配置有边界信号强度值，获得待比对导频符号和待比对已知有效数据，当待比对导频符号和待比对已知有效数据中的数据信号强度小于或等于边界信号强度值时，对应的待比对导频符号和待比对已知有效数据的数据为损落数据，将损落数据从待比对导频符号和待比对已知有效数据中剔除后得到第一待比对数据。将第一待比对数据输入到第一星座图中得到初始偏离点。
最终值计算步骤，获得信道估计初始值得到解码参数，获得待比对未知有效数据作为待解析数据，根据预设的解密表和解码参数，对待解析数据进行解析，得到解析后有效数据，获取最终标准信息得到最终标准点和第二星座图，最终标准信息包括待解析数据、调制方式、参考导频符号和参考已知有效数据；获得第二待比对信息并将其输入到第二星座图中得到最终偏离点，第二待比对信息包括待比对未知有效数据、待比对导频符号和待比对已知有效数据，计算最终偏离点与最终标准点之间的差值，得到信道估计最终值。
实施例3：
与实施例2的不同之处在于：
初始值计算步骤，获得参考导频符号作为调制信息，根据调制信息得到调制方式；根据调制方式、参考导频符号和参考已知有效数据得到初始标准信息，将初始标准信息输入预设的比较点计算策略中得到初始偏离点与初始标准点，将初始偏离点与初始标准点输入预设的初始计算策略中得到信道估计初始值，比较点计算策略包括初始标准点获取算法、初始偏离点获取算法和初始值计算算法，
初始标准点获取算法为：根据初始标准信息得到初始标准点和第一星座图；
初始偏离点获取算法为：根据待比对导频符号和待比对已知有效数据得到第一待比对数据，将第一待比对数据输入到第一星座图中得到初始偏离点；
初始计算策略中，获得损落数据，连续的损落数据记为一段损落信息，计算损落信息的长度记为长度损落数据，计算损落信息的段数得到损落间隔信息，以加权的方式计算损落间隔信息和长度损落数据，得到数据损落信息，获得第一待比对数据与第一标准点之间，计算第一待比对数据与第一标准点之间的差值得到偏差值，以加权的方式计算数据损落信息和偏差值，得到信道估计初始值。
最终值计算步骤中，最终标准信息包括待解析数据、调制方式和参考导频符号；第二待比对信息包括待比对未知有效数据和待比对导频符号。
实施例4：
与实施例3的不同之处在于：
最终值计算步骤中待解析数据的解析方法包括语音数据的解析：建立用户数据库，用户数据库中存储有单个汉字的普通话读音编码作为理想读音编码，截取待比对用户数据中的单个读音作为待比对读音编码，以待比对读音编码为索引检索得到用户数据库中与待比对读音编码最接近的理想读音编码，得到待拼接读音信息，将多个待拼接读音信息按照截取的顺序重新拼接，得到解析后有效数据。
实施例5：
与实施例3的不同之处在于：最终值计算步骤中待解析数据的解析方法包括文字数据的解析：建立用户数据库，用户数据库中存储有汉字字符集编码，作为理想字符编码，截取待比对用户数据中的单个文字作为待比对字符编码，以待比对字符编码为索引检索得到用户数据库中与待比对字符编码最接近的理想字符编码，得到待拼接字符信息，将多个待拼接字符信息按照截取的顺序重新拼接，得到解析后有效数据。
实施例6：
与实施例3的不同之处在于：最终值计算步骤中待解析数据的解析方法包括图片数据的解析：建立用户数据库，用户数据库中存储有图片数据编码，作为理想图片数据编码，截取待解析数据中的单个字段作为待比对图片编码，以待比对图片编码为索引检索得到用户数据库中与待比对图片编码最接近的理想图片数据编码，得到待拼接图片信息，将多个待拼接图片信息按照截取的顺序重新拼接，得到解析后有效数据。
实施例7：
与实施例3的不同之处在于：最终值计算步骤中待解析数据的解析方法包括视频数据的解析：建立用户数据库，用户数据库中存储有视频数据编码，作为理想视频数据编码，截取待解析数据中的单个字段作为待比对视频编码，以待比对视频编码为索引检索得到用户数据库中与待比对视频编码最接近的理想视频数据编码，得到待拼接视频信息，将多个待拼接视频信息按照截取的顺序重新拼接，得到解析后有效数据。
以上仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种信道估计的方法，其特征在于，包括待计算数据获取步骤、初始值计算步骤和最终值计算步骤，
所述待计算数据获取步骤，接收端接收得到传输信息，所述传输信息包括待比对导频符号、待比对已知有效数据和待比对未知有效数据，接收端内配置有参考导频符号和参考已知有效数据，所述参考导频符号与所述待比对导频符号被发送端发送时的数据内容相同，所述参考已知有效数据与所述待比对已知有效数据被发送端发送时的数据内容相同；
所述初始值计算步骤，获得所述参考导频符号作为调制信息，根据所述调制信息得到调制方式；根据所述调制方式、所述参考导频符号和所述参考已知有效数据得到初始标准信息，将所述初始标准信息输入预设的比较点计算策略中得到初始偏离点与初始标准点，将所述初始偏离点与所述初始标准点输入预设的初始计算策略中得到信道估计初始值，所述比较点计算策略包括初始标准点获取算法、初始偏离点获取算法和初始值计算算法，
所述初始标准点获取算法为：根据所述初始标准信息得到初始标准点和第一星座图；
所述初始偏离点获取算法为：根据所述待比对导频符号和所述待比对已知有效数据得到第一待比对数据，将所述第一待比对数据输入到所述第一星座图中得到初始偏离点；
所述最终值计算步骤，获得所述信道估计初始值得到解码参数，获得所述待比对未知有效数据作为待解析数据，根据预设的解密表和所述解码参数，对所述待解析数据进行解析，得到解析后有效数据，获取最终标准信息得到最终标准点和第二星座图，所述最终标准信息包括所述待解析数据和所述调制方式；获得第二待比对信息并将其输入到所述第二星座图中得到最终偏离点，所述第二待比对信息包括所述待比对未知有效数据，计算所述最终偏离点与所述最终标准点之间的差值，得到信道估计最终值。
2.如权利要求1所述的一种信道估计的方法，其特征在于，所述初始值计算步骤中，获得所述参考已知有效数据，对所述参考已知有效数据进行截取分别得到长度为X1、X2和X3的第一截取信息、第二截取信息和第三截取信息，根据所述第一截取信息、所述调制方式和所述参考导频符号得到第一初始标准信息，根据所述第二截取信息、所述调制方式和所述参考导频符号得到第二初始标准信息，根据所述第三截取信息、所述调制方式和所述参考导频符号得到第三初始标准信息，将所述第一初始标准信息、所述第二初始标准信息和所述第三初始标准信息输入所述比较点计算策略中，分别得到第一初始标准点和第一初始偏离点、第二初始标准点和第二初始偏离点和第三初始标准点和第三初始偏离点，将所述第一初始标准点和所述第一初始偏离点输入所述初始计算策略中得到第一信道估计初始值，将所述第二初始标准点和所述第二初始偏离点输入所述初始计算策略中得到第二信道估计初始值；将所述第三初始标准点和所述第三初始偏离点输入所述初始计算策略中得到第三信道估计初始值，计算所述第一信道估计初始值、所述第二信道估计初始值和所述第三信道估计初始值的平均值得到所述信道估计初始值。
3.如权利要求1所述的一种信道估计的方法，其特征在于，所述最终标准信息还包括所述参考导频符号和/或所述参考已知有效数据，所述第二待比对信息还包括所述待比对导频符号和/或待比对已知有效数据。
4.如权利要求1所述的一种信道估计的方法，其特征在于，所述初始偏离点获取算法配置有边界信号强度值，获得所述待比对导频符号和所述待比对已知有效数据，当所述待比对导频符号和所述待比对已知有效数据中的数据信号强度小于或等于所述边界信号强度值时，对应的所述待比对导频符号和待比对已知有效数据的数据为损落数据，将所述损落数据从所述待比对导频符号和待比对已知有效数据中剔除后得到所述第一待比对数据。
5.如权利要求4所述的一种信道估计的方法，其特征在于，所述初始计算策略中，获得所述损落数据，连续的所述损落数据记为一段损落信息，计算损落信息的长度记为长度损落数据，计算所述损落信息的段数得到损落间隔信息，以加权的方式计算所述损落间隔信息和所述长度损落数据，得到所述数据损落信息，获得所述第一待比对数据与所述第一标准点之间，计算所述第一待比对数据与所述第一标准点之间的差值得到偏差值，以加权的方式计算所述数据损落信息和所述偏差值，得到所述信道估计初始值。
6.如权利要求1所述的一种信道估计的方法，其特征在于，所述最终值计算步骤中所述待解析数据的解析方法包括语音数据的解析：建立用户数据库，所述用户数据库中存储有单个汉字的普通话读音编码作为理想读音编码，截取待比对用户数据中的单个读音作为待比对读音编码，以所述待比对读音编码为索引检索得到所述用户数据库中与所述待比对读音编码最接近的理想读音编码，得到待拼接读音信息，将多个所述待拼接读音信息按照截取的顺序重新拼接，得到所述解析后有效数据。
7.如权利要求1所述的一种信道估计的方法，其特征在于，所述最终值计算步骤中所述待解析数据的解析方法包括文字数据的解析：建立用户数据库，所述用户数据库中存储有汉字字符集编码，作为理想字符编码，截取待比对用户数据中的单个文字作为待比对字符编码，以所述待比对字符编码为索引检索得到所述用户数据库中与所述待比对字符编码最接近的理想字符编码，得到待拼接字符信息，将多个所述待拼接字符信息按照截取的顺序重新拼接，得到所述解析后有效数据。
8.如权利要求1所述的一种信道估计的方法，其特征在于，所述最终值计算步骤中所述待解析数据的解析方法包括图片数据的解析：建立用户数据库，所述用户数据库中存储有图片数据编码，作为理想图片数据编码，截取待解析数据中的单个字段作为待比对图片编码，以所述待比对图片编码为索引检索得到所述用户数据库中与所述待比对图片编码最接近的理想图片数据编码，得到待拼接图片信息，将多个所述待拼接图片信息按照截取的顺序重新拼接，得到所述解析后有效数据。
9.如权利要求1所述的一种信道估计的方法，其特征在于，所述最终值计算步骤中所述待解析数据的解析方法包括视频数据的解析：建立用户数据库，所述用户数据库中存储有视频数据编码，作为理想视频数据编码，截取待解析数据中的单个字段作为待比对视频编码，以所述待比对视频编码为索引检索得到所述用户数据库中与所述待比对视频编码最接近的理想视频数据编码，得到待拼接视频信息，将多个所述待拼接视频信息按照截取的顺序重新拼接，得到所述解析后有效数据。
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