CN113259277A - 一种5g上行pusch接收机信道估计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种5G上行PUSCH接收机信道估计方法,包括:以载波为单位,将接收信号与原始的本地导频序列共轭相乘;将得到的M按照奇数载波和偶数载波分类;计算信道估计值H;计算定时偏差TimingOffset值;TimingOffset补偿;获取到补偿TimingOffset后的信道估计值。本发明通过3GPP定义的PUSCHDMRS正交码矩阵的特性,通过优化的LS估计算法来避免复数矩阵求逆,减小了工程应用中计算量;通过对传统LS估计算法与定时偏差估计/补偿算法相融合,提升了上行PUSCHDMSR多流码分复用场景下的解调性能。
Description
技术领域
本发明属于通信技术领域,尤其涉及一种5G上行PUSCH接收机信道估计方法。
背景技术
对于NR PUSCH而言,上行接收信号可按照如下公式进行建模:
Y[Nrx,Nsc]=H[Nrx,Ntx]X[Ntx,Nsc]+N[Nrx,Nsc];
其中,Y[Nrx,Nsc]表示维度为[Nrx,Nsc]的接收信号,H[Nrx,Ntx]表示维度为[Nrx,Ntx]的频域信道矩阵,X[Ntx,Nsc]表示维度为[Ntx,Nsc]的发射信号,N[Nrx,Nsc]表示维度为[Nrx,Nsc]的高斯白噪声项,Nrx表示接收天线数,Nrx表示发送端口数,Nsc表示子载波个数。
无线通信系统中,往往通过在发射端插入特定的导频序列,并在接收端通过生成相同的导频序列,与接收信号相关,获取信道估计H[Nrx,Ntx],然后对接收信号中的数据做均衡,进行数据的恢复与解调。在5GNR中,PUSCH的导频参考信号定义为:
X=WfS;
其中,Wf是PUSCHDMRS的CDM码分矩阵,S是本地导频序列。定义在3GPP TS38.211中,如附表所示,若上行PUSCH采用Port0/1发送且采用单符号DMRS,则发射端的DMRS发射信号可表示为:
在接收端的信号估计中,往往采用经典的LS估计算法并结合后续的降噪滤波,获取到较为准确的信道估计值。经典的LS信道估计算法如下所示:
以上经典的LS信道估计算法,应用在5G上行PUSCH多流DMRS码分传输时,面临两个问题:
1.复数矩阵求逆的计算量较大,以2T2R为例,传统的LS算法在1个CDM组内计算信道估计时,需要3个2阶的复数乘法和1个2阶的复数矩阵求逆运算,给实际的工程应用带来较大的计算资源开销;
2.5G上行的定时是基于TA Command的机制进行调整的,各个UE的上行时刻在CP范围内对齐,同时由于终端的移动,导致上行存在一定的定偏差。而上行定时的偏差,会破坏DMRS多流码分复用的正交性,导致信道估计的误差;如附图3所示中仿真了基于传统LS估计的信号解调星座图,当上行定时偏差达到1个TA的时候,星座图和原始星座图相比畸变明显,将会严重影响到解调性能。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种5G上行PUSCH接收机信道估计方法,包括:
S1:以载波为单位,将接收信号Y与原始的本地导频序列S共轭相乘,得到共轭相关序列M;
S2:将得到的M按照奇数载波和偶数载波分类:
S3:根据得到的奇数载波和偶数载,计算信道估计值H′;
S4:根据H′值计算定时偏差TimingOffset值;
S5:对奇数载波对信道估计进行TimingOffset补偿;
S6:重复S3,获取到补偿TimingOffset后的信道估计值H。
具体的,所述S1中得到共轭相关序列M的过程为:
M(r,k)=Y(r,k)*conj(S(k));
其中,r是接收天线的索引,k是子载波的索引,M(r,k)是第r接收天线,第k子载波的共轭相关序列值。
具体的,所述S2中将得到的共轭相关序列M按照奇数载波和偶数载波分类的过程为:
Meven(r,j)=M(r,2j);
Modd(r,j)=M(r,2j+1);
其中,Meven(r,j)是S1中获取的共轭相关序列M的奇数序列;Modd(r,j)是S1中获取的共轭相关序列M的偶数序列;M(r,2j)是第r接收天线、第2j子载波的共轭相关序列值;M(r,2j+1)是第r接收天线、第2j+1子载波的共轭相关序列值。
具体的,所述S3中根据得到的奇数载波和偶数载波,计算信道估计值H′的过程为:
H'(r,0,j)=(Meven(r,j)+Modd(r,j))/2;
H'(r,1,j)=(Meven(r,j)-Modd(r,j))/2;
其中,设H'(r,t,j)是第r接收天线、第t发射端口、第j个基于3GPP定义的PUSCHDMRS正交码组内的信道估计值,t为发射天线端口索引;则H'(r,0,j)是第r接收天线、第0发射端口、第j个基于3GPP定义的PUSCH DMRS正交码组内的信道估计值,H'(r,1,j)是第r接收天线、第1发射端口、第j个基于3GPP定义的PUSCH DMRS正交码组内的信道估计值,Meven(r,j)是S1中获取的共轭相关序列M的奇数序列,Modd(r,j)是S1中获取的共轭相关序列M的偶数序列。
具体的,所述S4中根据H′值计算定时偏差TimingOffset值包括:
其中,Nrx是接收天线数,Ntx是发射端口数,NCDM是3GPP定义的PUSCH DMRS正交码组的个数,H'(r,t,j)是第r接收天线、第t发射端口、第j个基于3GPP定义的PUSCH DMRS正交码组内的信道估计值,H'(r,t,j+1)是第r接收天线、第t发射端口、第j+1个基于3GPP定义的PUSCH DMRS正交码组内的信道估计值。
具体的,所述S5中对奇数载波进行TimingOffset补偿包括:
Modd(r,j)=Modd(r,j)*ej*2*pi*2*TimingOffset;
其中,Modd(r,j)是S1中获取的共轭相关序列M的偶数序列。
具体的,所述补偿TimingOffset后的信道估计值包括:
H(r,0,j)=(Meven(r,j)+Modd(r,j))/2;
H(r,1,j)=(Meven(r,j)-Modd(r,j))/2;
H(r,0,j)是第r接收天线、第0发射端口、第j个基于3GPP定义的PUSCH DMRS正交码组内纠偏后的信道估计值,H(r,1,j)是第r接收天线、第1发射端口、第j个基于3GPP定义的PUSCH DMRS正交码组内纠偏后的的信道估计值,Meven(r,j)是S1中获取的共轭相关序列M的奇数序列,Modd(r,j)是S5中获取的纠偏后的共轭相关序列M的偶数序列。
本发明的有益效果在于:本发明通过3GPP定义的PUSCH DMRS正交码矩阵的特殊性,将二维的复数矩阵求逆转换为两个复数乘法和加法来实现,避免复数矩阵求逆,减小了工程应用中计算量;通过对传统LS估计算法与定时偏差估计/补偿算法相融合,提升了上行PUSCH DMSR多流码分复用场景下的解调性能。
附图说明
图1是本发明的流程图;
图2是3GPP定义的PUSCH DMRS正交码表;
图3是基于传统LS信道估计的不同定时偏差的信号星座图;
图4是本发明优化的LS信道估计的不同定时偏差的信号星座图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明:
如附图1所示,本发明一种5G上行PUSCH接收机信道估计方法,包括:
S1:以载波为单位,将接收信号Y与原始的本地导频序列S共轭相乘,得到共轭相关序列M;
M(r,k)=Y(r,k)*conj(S(k));
其中,r是接收天线的索引,k是子载波的索引,M(r,k)是第r接收天线,第k子载波的共轭相关序列值。
S2:将得到的M按照奇数载波和偶数载波分类:
Meven(r,j)=M(r,2j);
Modd(r,j)=M(r,2j+1);
其中,Meven(r,j)是S1中获取的共轭相关序列M的奇数序列;Modd(r,j)是S1中获取的共轭相关序列M的偶数序列;M(r,2j)是第r接收天线、第2j子载波的共轭相关序列值;M(r,2j+1)是第r接收天线、第2j+1子载波的共轭相关序列值。
S3:根据得到的奇数载波和偶数载波,计算信道估计值H′:
H'(r,0,j)=(Meven(r,j)+Modd(r,j))/2;
H'(r,1,j)=(Meven(r,j)-Modd(r,j))/2;
其中,设H'(r,t,j)是第r接收天线、第t发射端口、第j个基于3GPP定义的PUSCHDMRS正交码组内的信道估计值,t为发射天线端口索引;则H'(r,0,j)是第r接收天线、第0发射端口、第j个基于3GPP定义的PUSCH DMRS正交码组内的信道估计值,H'(r,1,j)是第r接收天线、第1发射端口、第j个基于3GPP定义的PUSCH DMRS正交码组内的信道估计值,Meven(r,j)是S1中获取的共轭相关序列M的奇数序列,Modd(r,j)是S1中获取的共轭相关序列M的偶数序列。
S4:根据H值计算定时偏差TimingOffset值:
其中,Nrx是接收天线数,Ntx是发射端口数,NCDM是3GPP定义的PUSCH DMRS正交码组的个数,H'(r,t,j)是第r接收天线、第t发射端口、第j个基于3GPP定义的PUSCH DMRS正交码组内的信道估计值,H'(r,t,j+1)是第r接收天线、第t发射端口、第j+1个基于3GPP定义的PUSCH DMRS正交码组内的信道估计值。
S5:对奇数载波进行TimingOffset补偿:
Modd(r,j)=Modd(r,j)*ej*2*pi*2*TimingOffset;
其中,Modd(r,j)是S1中获取的共轭相关序列M的偶数序列。
S6:重复S3,获取到补偿TimingOffset后的信道估计值:
H(r,0,j)=(Meven(r,j)+Modd(r,j))/2;
H(r,1,j)=(Meven(r,j)-Modd(r,j))/2;
H(r,0,j)是第r接收天线、第0发射端口、第j个基于3GPP定义的PUSCH DMRS正交码组内纠偏后的信道估计值,H(r,1,j)是第r接收天线、第1发射端口、第j个基于3GPP定义的PUSCH DMRS正交码组内纠偏后的的信道估计值,Meven(r,j)是S1中获取的共轭相关序列M的奇数序列,Modd(r,j)是S5中获取的纠偏后的共轭相关序列M的偶数序列。基于3GPP定义的PUSCH DMRS正交码如附图2所示。
重复S3为在所有PUSCH DMRS CDM复用场景下都重复,用于补偿上一步求得到有偏的信道估计值。
如附图4所示,对本方案在不同定时偏差下的解调星座图进行了仿真,在较大定时偏差情况解调星座图依然无畸变,大幅提高了上行PUSCH多流DMRS码分复用的解调性能。
本发明适用于NR PUSCH多流传输时,DMRS码分复用情况下的信道估计优化方法,利用3GPP定义的PUSCH DMRS CDM正交码的特殊性,将传统PUSCH DMRS的LS信道估计过程简化为两个复数乘法和两个复数加法,降低传统LS估计中复数矩阵求逆导致的计算资源开销;将定时偏差估计和补偿与LS估计相融合,补偿由于定时偏差导致的信道估计误差。该方法能够降低上行PUSCH信道估计资源开销,同时大幅提高PUSCH对于上行定时偏差的容忍度。
本发明通过3GPP定义的PUSCH DMRS正交码矩阵的特殊性,通过优化的LS估计算法来避免复数矩阵求逆,减小了工程应用中计算量;通过对传统LS估计算法与定时偏差估计/补偿算法相融合,提升了上行PUSCH DMSR多流码分复用场景下的解调性能。
本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制,凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形,均落入本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种5G上行PUSCH接收机信道估计方法,其特征在于,包括:
S1:以载波为单位,将接收信号Y与原始的本地导频序列S共轭相乘,得到共轭相关序列M;
S2:将得到的共轭相关序列M按照奇数载波和偶数载波分类:
S3:根据得到的奇数载波和偶数载,计算信道估计值H′;
S4:根据H′值计算定时偏差TimingOffset值;
S5:对奇数载波进行TimingOffset补偿;
S6:重复S3,获取到补偿TimingOffset后的信道估计值H。
2.根据权利要求1所述一种5G上行PUSCH接收机信道估计方法,其特征在于,所述S1中得到共轭相关序列M的过程为:
M(r,k)=Y(r,k)*conj(S(k));
其中,r是接收天线的索引,k是子载波的索引,M(r,k)是第r接收天线,第k子载波的共轭相关序列值。
3.根据权利要求1所述一种5G上行PUSCH接收机信道估计方法,其特征在于,所述S2中将得到的共轭相关序列M按照奇数载波和偶数载波分类的过程为:
Meven(r,j)=M(r,2j);
Modd(r,j)=M(r,2j+1);
其中,Meven(r,j)是S1中获取的共轭相关序列M的奇数序列;Modd(r,j)是S1中获取的共轭相关序列M的偶数序列;M(r,2j)是第r接收天线、第2j子载波的共轭相关序列值;M(r,2j+1)是第r接收天线、第2j+1子载波的共轭相关序列值。
4.根据权利要求1所述一种5G上行PUSCH接收机信道估计方法,其特征在于,所述S3中根据得到的奇数载波和偶数载波,计算信道估计值H′的过程为:
H'(r,0,j)=(Meven(r,j)+Modd(r,j))/2;
H'(r,1,j)=(Meven(r,j)-Modd(r,j))/2;
其中,设H'(r,t,j)是第r接收天线、第t发射端口、第j个基于3GPP定义的PUSCH DMRS正交码组内的信道估计值,t为发射天线端口索引;则H'(r,0,j)是第r接收天线、第0发射端口、第j个基于3GPP定义的PUSCH DMRS正交码组内的信道估计值,H'(r,1,j)是第r接收天线、第1发射端口、第j个基于3GPP定义的PUSCH DMRS正交码组内的信道估计值,Meven(r,j)是S1中获取的共轭相关序列M的奇数序列,Modd(r,j)是S1中获取的共轭相关序列M的偶数序列。
7.根据权利要求1所述一种5G上行PUSCH接收机信道估计方法,其特征在于,所述补偿TimingOffset后的信道估计值包括:
H(r,0,j)=(Meven(r,j)+Modd(r,j))/2;
H(r,1,j)=(Meven(r,j)-Modd(r,j))/2;
H(r,0,j)是第r接收天线、第0发射端口、第j个基于3GPP定义的PUSCH DMRS正交码组内纠偏后的信道估计值,H(r,1,j)是第r接收天线、第1发射端口、第j个基于3GPP定义的PUSCHDMRS正交码组内纠偏后的的信道估计值,Meven(r,j)是S1中获取的共轭相关序列M的奇数序列,Modd(r,j)是S5中获取的纠偏后的共轭相关序列M的偶数序列。
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Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102223335A (zh) * | 2010-04-16 | 2011-10-19 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种时偏估计方法和装置 |
US20120099665A1 (en) * | 2007-10-30 | 2012-04-26 | Sony Corporation | Data processing apparatus and method |
CN104426820A (zh) * | 2013-08-22 | 2015-03-18 | 普天信息技术研究院有限公司 | 一种lte系统中信道估计的方法 |
CN105391671A (zh) * | 2014-08-29 | 2016-03-09 | 三星电子株式会社 | 用于信道估计和均衡的方法和装置 |
WO2017171314A1 (ko) * | 2016-03-27 | 2017-10-05 | 엘지전자 주식회사 | 무선 통신 시스템에서 상향링크 복조 참조 신호 송수신 방법 및 이를 위한 장치 |
CN108650199A (zh) * | 2018-04-23 | 2018-10-12 | 东南大学 | 无线通信接收端iq不平衡和信道联合估计方法及装置 |
CN110011779A (zh) * | 2019-02-03 | 2019-07-12 | 一诺仪器(中国)有限公司 | 端口定时偏差补偿方法、系统和终端 |
CN112702290A (zh) * | 2021-03-23 | 2021-04-23 | 新华三技术有限公司 | 一种信道估计方法和设备 |
-
2021
- 2021-05-18 CN CN202110540684.4A patent/CN113259277B/zh active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20120099665A1 (en) * | 2007-10-30 | 2012-04-26 | Sony Corporation | Data processing apparatus and method |
CN102223335A (zh) * | 2010-04-16 | 2011-10-19 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种时偏估计方法和装置 |
CN104426820A (zh) * | 2013-08-22 | 2015-03-18 | 普天信息技术研究院有限公司 | 一种lte系统中信道估计的方法 |
CN105391671A (zh) * | 2014-08-29 | 2016-03-09 | 三星电子株式会社 | 用于信道估计和均衡的方法和装置 |
WO2017171314A1 (ko) * | 2016-03-27 | 2017-10-05 | 엘지전자 주식회사 | 무선 통신 시스템에서 상향링크 복조 참조 신호 송수신 방법 및 이를 위한 장치 |
CN108650199A (zh) * | 2018-04-23 | 2018-10-12 | 东南大学 | 无线通信接收端iq不平衡和信道联合估计方法及装置 |
CN110011779A (zh) * | 2019-02-03 | 2019-07-12 | 一诺仪器(中国)有限公司 | 端口定时偏差补偿方法、系统和终端 |
CN112702290A (zh) * | 2021-03-23 | 2021-04-23 | 新华三技术有限公司 | 一种信道估计方法和设备 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
杨雅涵: "面向5G的广义频分复用调制技术研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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