CN113746770B - 线性调频通信系统及其信道估计方法、装置、介质和芯片 - Google Patents

线性调频通信系统及其信道估计方法、装置、介质和芯片 Download PDF

Info

Publication number
CN113746770B
CN113746770B CN202111044240.8A CN202111044240A CN113746770B CN 113746770 B CN113746770 B CN 113746770B CN 202111044240 A CN202111044240 A CN 202111044240A CN 113746770 B CN113746770 B CN 113746770B
Authority
CN
China
Prior art keywords
channel estimation
pilot symbol
symbol
estimation value
next pilot
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202111044240.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113746770A (zh
Inventor
赵东艳
唐晓柯
赵楠
李德建
赵旭
胡毅
刘浩
邵瑾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
State Grid Corp of China SGCC
Beijing Smartchip Microelectronics Technology Co Ltd
Original Assignee
State Grid Corp of China SGCC
Beijing Smartchip Microelectronics Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by State Grid Corp of China SGCC, Beijing Smartchip Microelectronics Technology Co Ltd filed Critical State Grid Corp of China SGCC
Priority to PCT/CN2021/117273 priority Critical patent/WO2022052960A1/zh
Priority to EP21866013.2A priority patent/EP4213453A4/en
Publication of CN113746770A publication Critical patent/CN113746770A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113746770B publication Critical patent/CN113746770B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/0202—Channel estimation
    • H04L25/0224—Channel estimation using sounding signals
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647—Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2655—Synchronisation arrangements
    • H04L27/2689—Link with other circuits, i.e. special connections between synchronisation arrangements and other circuits for achieving synchronisation
    • H04L27/2695—Link with other circuits, i.e. special connections between synchronisation arrangements and other circuits for achieving synchronisation with channel estimation, e.g. determination of delay spread, derivative or peak tracking
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/69—Spread spectrum techniques
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/0202—Channel estimation
    • H04L25/0224—Channel estimation using sounding signals
    • H04L25/0228—Channel estimation using sounding signals with direct estimation from sounding signals
    • H04L25/023—Channel estimation using sounding signals with direct estimation from sounding signals with extension to other symbols
    • H04L25/0236—Channel estimation using sounding signals with direct estimation from sounding signals with extension to other symbols using estimation of the other symbols
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/03—Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
    • H04L25/03006—Arrangements for removing intersymbol interference
    • H04L25/03012—Arrangements for removing intersymbol interference operating in the time domain
    • H04L25/03019—Arrangements for removing intersymbol interference operating in the time domain adaptive, i.e. capable of adjustment during data reception
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/10—Frequency-modulated carrier systems, i.e. using frequency-shift keying
    • H04L27/103—Chirp modulation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2626—Arrangements specific to the transmitter only
    • H04L27/2627—Modulators
    • H04L27/2628—Inverse Fourier transform modulators, e.g. inverse fast Fourier transform [IFFT] or inverse discrete Fourier transform [IDFT] modulators
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/69—Spread spectrum techniques
    • H04B2001/6912—Spread spectrum techniques using chirp
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Discrete Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Abstract

本发明公开了一种线性调频通信系统及其信道估计方法、装置、介质和芯片，其中方法包括以下步骤：根据当前导频符号的信道估计值提前解调下一个导频符号的前后数据符号以获得下一个导频符号的前后数据符号的内容；根据下一个导频符号的内容和下一个导频符号的前后数据符号的内容，调整下一个导频符号的起始位置，从起始位置对下一个导频符号进行信道估计以获得下一个导频符号的信道估计值。由此，基于下一个导频符号的内容以及前后数据符号的内容对下一个导频符号的起始位置进行调整，并根据调整后的起始位置进行信道估计，能够有效提高信道估计性能以及线性调频信号的解调性能。

Description

线性调频通信系统及其信道估计方法、装置、介质和芯片
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年09月09日提交的申请号为202010941423.9、名称为“线性调频通信系统及其信道估计方法和装置、存储介质”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种线性调频通信系统及其信道估计方法、装置、介质和芯片。
背景技术
线性调频信号又称鸟声(Chirp)信号，相应的线性调频技术又称Chirp扩展频谱(Chirp Spread Spectrum，CSS)技术，简称Chirp扩频技术。由于Chirp扩频技术具有强抗干扰性、低功耗、抗多径效应等能力，并且Chirp信号结合不同的数字调制方式能够展现更好的通信性能，因而在雷达探测、水声通信、激光通信、超宽带通信、远距离无线电(LongRange Radio，LORA)通信中得到了广泛应用。
通常，Chirp信号的数字调制方式包括两种：二进制正交键控(Binary OrthogonalKeying，BOK)和直接调制(Direct Modulation，DM)。其中，直接调制是通过利用其它调制方式，如差分相移键控(Differential Phase Shift Keying，DPSK)、四相相对相移键控(Differential Quadrature Reference Phase Shift Keying，DQPSK)、二进制相移键控(Binary Phase Shift Keying，BPSK)等，对信号进行调制，并在调制后的信号上乘以一个Chirp信号来达到扩频的目的。而Chirp信号类似于直接序列(Direct Sequence SpreadSpectrum，DSSS)的PN序列(Pseudo Noise Code)，从而使得直接调制方式具有结构简单、易于实现的优点，而且整个系统可以只有一种Chirp信号，便于接收处理，IEEE 802.15.4a定义的Chirp扩频就是采用了该方式。
但是，在Chirp信号的直接调制系统中，需要先进行信道估计得到多径的冲激响应后，才进行后续Chirp信号的解调，所以信道估计的准确性影响着整个系统的解调性能。为了进行信道估计，一般在发送数据符号的过程中，间隔发送导频符号，然后使用匹配滤波信道估计方式或者FFT(Fast Fourier Transform，快速傅里叶变换)信道估计方式对导频符号进行信道估计，得到信道估计值，但在实际系统中，由于多径、发送端和接收端滤波器的影响，会存在符号间的干扰，导致信道估计值不准确。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够有效保证信道估计值的准确度，提高信道估计性能以及线性调频信号的解调性能的线性调频通信系统及其信道估计方法、装置、介质和芯片。
在一些实施例中，提供了第一种线性调频通信系统的信道估计方法，包括以下步骤：根据当前导频符号的信道估计值提前解调下一个导频符号的前后数据符号以获得下一个导频符号的前后数据符号的内容；根据下一个导频符号的内容和下一个导频符号的前后数据符号的内容，调整下一个导频符号的起始位置，从起始位置对下一个导频符号进行信道估计以获得下一个导频符号的信道估计值。该方法通过基于下一个导频符号的内容以及前后数据符号的内容对下一个导频符号的起始位置进行调整，并根据调整后的起始位置进行信道估计来提高信道估计值的准确度，有效提高信道估计性能以及线性调频信号的解调性能。
进一步的，可选的，根据下一个导频符号的内容和下一个导频符号的前后数据符号的内容，调整下一个导频符号的起始位置，从起始位置对下一个导频符号进行信道估计以获得下一个导频符号的信道估计值，包括：如果下一个导频符号的后一数据符号的内容与下一个导频符号的内容不相同，则调整下一个导频符号的起始位置至第一位置，并从第一位置对下一个导频符号进行信道估计以获得下一个导频符号的信道估计值，否则调整下一个导频符号的起始位置至第二位置，并从第二位置对下一个导频符号进行信道估计以获得下一个导频符号的信道估计值，其中，第一位置位于第二位置之前。
进一步的，可选的，通过FFT信道估计方式、匹配滤波信道估计方式、LS信道估计方式和MMSE信道估计方式中的任一种，从起始位置对下一个导频符号进行信道估计以获得下一个导频符号的信道估计值。
进一步的，可选的，在根据当前导频符号的信道估计值提前解调下一个导频符号的前后数据符号以获得下一个导频符号的前后数据符号的内容之前，还对当前导频符号的信道估计值进行滤波处理。
在一些实施例中，提供了第二种线性调频通信系统的信道估计方法，包括以下步骤：根据当前导频符号的信道估计值提前解调下一个导频符号的前后数据符号以获得下一个导频符号的前后数据符号的内容，并估计信道估计的时延扩展或最大径；以及根据下一个导频符号的内容、下一个导频符号的前后数据符号的内容、以及时延扩展或最大径，调整下一个导频符号的起始位置，从起始位置对下一个导频符号进行信道估计以获得下一个导频符号的信道估计值。该方法在基于下一个导频符号的内容以及前后数据符号的内容的基础上，结合信道估计的时延扩展或最大径，对下一个导频符号的起始位置进行调整，并根据调整后的起始位置进行信道估计，能够进一步提高信道估计值的准确度，有效提高信道估计性能以及线性调频信号的解调性能。
进一步的，可选的，根据下一个导频符号的内容、下一个导频符号的前后数据符号的内容、以及时延扩展或最大径，调整下一个导频符号的起始位置，从起始位置对下一个导频符号进行信道估计以获得下一个导频符号的信道估计值，包括：当时延扩展或最大径小于预设门限时，如果下一个导频符号的后一数据符号的内容与下一个导频符号的内容相同，则调整下一个导频符号的起始位置至第二位置，并从第二位置对下一个导频符号进行信道估计以获得下一个导频符号的信道估计值，否则调整下一个导频符号的起始位置至第一位置，并从第一位置对下一个导频符号进行信道估计以获得下一个导频符号的信道估计值，其中，第一位置位于第二位置之前；当时延扩展或最大径大于等于预设门限时，如果下一个导频符号的前一数据符号的内容与下一个导频符号的内容相同，则调整下一个导频符号的起始位置至第一位置，并从第一位置对下一个导频符号进行信道估计以获得下一个导频符号的信道估计值，否则调整下一个导频符号的起始位置至第二位置，并从第二位置对下一个导频符号进行信道估计以获得下一个导频符号的信道估计值。
进一步的，可选的，通过FFT信道估计方式、匹配滤波信道估计方式、LS信道估计方式和MMSE信道估计方式中的任一种，从起始位置对下一个导频符号进行信道估计以获得下一个导频符号的信道估计值。
进一步的，可选的，在根据当前导频符号的信道估计值提前解调下一个导频符号的前后数据符号以获得下一个导频符号的前后数据符号的内容之前，还对当前导频符号的信道估计值进行滤波处理。
在一些实施例中，提供了第三种线性调频通信系统的信道估计方法，包括以下步骤：分别采用第一信道估计方式和第二信道估计方式对每个导频符号进行信道估计以获得第一信道估计值和第二信道估计值，其中，第一信道估计方式包括LS信道估计方式和MMSE信道估计方式中的任一种，第二信道估计方式包括匹配滤波信道估计方式；根据当前导频符号的信道估计值提前解调下一个导频符号的前后数据符号以获得下一个导频符号的前后数据符号的内容；根据下一个导频符号的前后数据符号的内容，从第一信道估计值和第二信道估计值中选择下一个导频符号的信道估计值，以获得每个导频符号的信道估计值。该方法通过基于下一个导频符号的内容以及前后数据符号的内容从多个信道估计值中选择一个合适的信道估计值来提高信道估计值的准确度，有效提高信道估计性能以及线性调频信号的解调性能。
进一步的，可选的，根据下一个导频符号的前后数据符号的内容，从第一信道估计值和第二信道估计值中选择下一个导频符号的信道估计值，包括：如果下一个导频符号的后一数据符号的内容与下一个导频符号的内容不相同，则选择第一信道估计值作为下一个导频符号的信道估计值，否则选择第二信道估计值作为下一个导频符号的信道估计值。
进一步的，可选的，在当前导频符号为第一个导频符号时，将第二信道估计值默认为第一个导频符号的信道估计值。
进一步的，可选的，在将选择的下一个导频符号的信道估计值作为当前导频符号的信道估计值以提前解调下下一个导频符号的前后数据符号之前，还对选择的下一个导频符号的信道估计值进行滤波处理。
在一些实施例中，提供了第四种线性调频通信系统的信道估计方法，包括以下步骤：分别采用第一信道估计方式和第二信道估计方式对每个导频符号进行信道估计以获得第一信道估计值和第二信道估计值，其中，第一信道估计方式为FFT信道估计方式，第二信道估计方式为匹配滤波信道估计方式；根据当前导频符号的信道估计值提前解调下一个导频符号的前后数据符号以获得下一个导频符号的前后数据符号的内容，并估计信道估计的时延扩展或最大径；根据下一个导频符号的前后数据符号的内容、以及时延扩展或最大径，从第一信道估计值和第二信道估计值中选择下一个导频符号的信道估计值，以获得每个导频符号的信道估计值。该方法通过基于下一个导频符号的内容、下一个导频符号的前后数据符号的内容以及时延扩展或最大径，从多个信道估计值中选择一个合适的信道估计值来提高信道估计值的准确度，有效提高信道估计性能以及线性调频信号的解调性能。
进一步的，可选的，根据下一个导频符号的前后数据符号的内容、以及时延扩展或最大径，从第一信道估计值和第二信道估计值中选择下一个导频符号的信道估计值，包括：当时延扩展或最大径大于等于预设门限时，如果下一个导频符号的前一数据符号的内容和下一个导频符号的内容相同，则选择第一信道估计值作为下一个导频符号的信道估计值，否则选择第二信道估计值作为下一个导频符号的信道估计值；当时延扩展或最大径小于预设门限时，如果下一个导频符号的后一数据符号的内容和下一个导频符号的内容相同，则选择第二信道估计值作为下一个导频符号的信道估计值，否则选择第一信道估计值作为下一个导频符号的信道估计值。
进一步的，可选的，在当前导频符号为第一个导频符号时，将第二信道估计值默认为第一个导频符号的信道估计值。
进一步的，可选的，在将选择的下一个导频符号的信道估计值作为当前导频符号的信道估计值以提前解调下下一个导频符号的前后数据符号之前，还对选择的下一个导频符号的信道估计值进行滤波处理。
在一些实施例中，提供了第五种线性调频通信系统的信道估计方法，包括以下步骤：分别采用第一信道估计方式和第二信道估计方式对每个导频符号进行信道估计以获得第一信道估计值和第二信道估计值，其中，第一信道估计方式包括LS信道估计方式和MMSE信道估计方式中的任一种，第二信道估计方式包括匹配滤波信道估计方式；根据当前导频符号的信道估计值提前解调下一个导频符号的前后数据符号以获得下一个导频符号的前后数据符号的内容，并估计信道估计的时延扩展或最大径；根据下一个导频符号的前后数据符号的内容、以及时延扩展或最大径，从第一信道估计值和第二信道估计值中选择下一个导频符号的信道估计值，以获得每个导频符号的信道估计值。该方法通过在下一个导频符号的内容以及前后数据符号的内容的基础上，结合信道估计的时延扩展或最大径，从多个信道估计值中选择一个合适的信道估计值，能够进一步提高信道估计值的准确度，有效提高信道估计性能以及线性调频信号的解调性能。
进一步的，可选的，根据下一个导频符号的前后数据符号的内容、以及时延扩展或最大径，从第一信道估计值和第二信道估计值中选择下一个导频符号的信道估计值，包括：当时延扩展或最大径大于等于预设门限时，如果下一个导频符号的前一数据符号的内容和下一个导频符号的内容相同，则选择第一信道估计值作为下一个导频符号的信道估计值，否则选择第二信道估计值作为下一个导频符号的信道估计值；当时延扩展或最大径小于预设门限时，如果下一个导频符号的后一数据符号的内容和下一个导频符号的内容相同，则选择第二信道估计值作为下一个导频符号的信道估计值，否则选择第一信道估计值作为下一个导频符号的信道估计值。
进一步的，可选的，在当前导频符号为第一个导频符号时，将第二信道估计值默认为第一个导频符号的信道估计值。
进一步的，可选的，在将选择的下一个导频符号的信道估计值作为当前导频符号的信道估计值以提前解调下下一个导频符号的前后数据符号之前，还对选择的下一个导频符号的信道估计值进行滤波处理。
另外，针对上述第二种、第四种以及第五种线性调频通信系统的信道估计方法，可采用相同的方式估计信道估计的时延扩展或最大径，具体可包括：根据同步信号获取第一时延扩展或第一最大径；根据导频符号获取第二时延扩展或第二最大径；根据第一时延扩展和第二时延扩展中的至少一种估计信道估计的时延扩展，或者根据第一最大径和第二最大径中的至少一种估计信道估计的最大径。
进一步的，可选的，根据同步信号获取第一时延扩展或第一最大径，包括：如果同步信号采用Up chirp方式发送，则将接收的同步信号和发送的同步信号的共轭逐点相乘，并进行反向快速傅里叶变换，以获得第一功率谱；如果同步信号采用Down chirp方式发送，则将接收的同步信号和发送的同步信号的共轭逐点相乘，并进行快速傅里叶变换，以获得第二功率谱；根据第一功率谱或第二功率谱计算获得第一时延扩展，或者根据第一功率谱或第二功率谱计算获得第一最大径。
进一步的，可选的，根据导频符号获取第二时延扩展或第二最大径，包括：如果导频符号采用Up chirp方式发送，则将接收的导频符号和发送的导频符号的共轭逐点相乘，并进行反向快速傅里叶变换，以获得第三功率谱；如果导频符号采用Down chirp方式发送，则将接收的导频符号和发送的导频符号的共轭逐点相乘，并进行快速傅里叶变换，以获得第四功率谱；根据第三功率谱或第四功率谱计算获得第二时延扩展，或者根据第三功率谱或第四功率谱计算获得第二最大径。
进一步的，可选的，根据第一时延扩展和第二时延扩展中的至少一种估计信道估计的时延扩展，包括：对第一时延扩展滤波处理以获得信道估计的时延扩展，或者对第二时延扩展滤波处理以获得信道估计的时延扩展，或者对滤波处理后的第一时延扩展和滤波处理后的第二时延扩展加权计算以获得信道估计的时延扩展。
进一步的，可选的，根据第一最大径和第二最大径中的至少一种估计信道估计的最大径，包括：对第一最大径滤波处理以获得信道估计的最大径，或者对第二最大径滤波处理以获得信道估计的最大径，或者对滤波处理后的第一最大径和第二最大径加权计算以获得信道估计的最大径。
在一些实施例中，提供了第一种线性调频通信系统的信道估计装置，包括：第一解调模块，用于根据当前导频符号的信道估计值提前解调下一个导频符号的前后数据符号以获得下一个导频符号的前后数据符号的内容；第一信道估计模块，用于根据下一个导频符号的内容和下一个导频符号的前后数据符号的内容，调整下一个导频符号的起始位置，从起始位置对下一个导频符号进行信道估计以获得下一个导频符号的信道估计值。该装置通过基于下一个导频符号的内容以及前后数据符号的内容对下一个导频符号的起始位置进行调整，并根据调整后的起始位置进行信道估计来提高信道估计值的准确度，有效提高信道估计性能以及线性调频信号的解调性能。
进一步的，可选的，第一信道估计模块具体用于：如果下一个导频符号的后一数据符号的内容与下一个导频符号的内容不相同，则调整下一个导频符号的起始位置至第一位置，并从第一位置对下一个导频符号进行信道估计以获得下一个导频符号的信道估计值，否则调整下一个导频符号的起始位置至第二位置，并从第二位置对下一个导频符号进行信道估计以获得下一个导频符号的信道估计值，其中，第一位置位于第二位置之前。
进一步的，可选的，第一信道估计模块具体用于：通过FFT信道估计方式、匹配滤波信道估计方式、LS信道估计方式和MMSE信道估计方式中的任一种，从起始位置对下一个导频符号进行信道估计以获得下一个导频符号的信道估计值。
进一步的，可选的，第一种线性调频通信系统的信道估计装置还包括：第一滤波模块，用于在第一解调模块根据当前导频符号的信道估计值提前解调下一个导频符号的前后数据符号以获得下一个导频符号的前后数据符号的内容之前，对当前导频符号的信道估计值进行滤波处理。
在一些实施例中，提供了第二种线性调频通信系统的信道估计装置，包括：第一解调模块，用于根据当前导频符号的信道估计值提前解调下一个导频符号的前后数据符号以获得下一个导频符号的前后数据符号的内容；第一时延扩展估计模块，用于估计信道估计的时延扩展或最大径；第一信道估计模块，用于根据下一个导频符号的内容、下一个导频符号的前后数据符号的内容、以及信道估计的时延扩展或最大径，调整下一个导频符号的起始位置，从起始位置对下一个导频符号进行信道估计以获得下一个导频符号的信道估计值。该装置在基于下一个导频符号的内容以及前后数据符号的内容的基础上，结合信道估计的时延扩展，对下一个导频符号的起始位置进行调整，并根据调整后的起始位置进行信道估计，能够进一步提高信道估计值的准确度，有效提高信道估计性能以及线性调频信号的解调性能。
进一步的，可选的，第一信道估计模块具体用于：当时延扩展或最大径小于预设门限时，如果下一个导频符号的后一数据符号的内容与下一个导频符号的内容相同，则调整下一个导频符号的起始位置至第二位置，并从第二位置对下一个导频符号进行信道估计以获得下一个导频符号的信道估计值，否则调整下一个导频符号的起始位置至第一位置，并从第一位置对下一个导频符号进行信道估计以获得下一个导频符号的信道估计值，其中，第一位置位于第二位置之前；当时延扩展或最大径大于等于预设门限时，如果下一个导频符号的前一数据符号的内容与下一个导频符号的内容相同，则调整下一个导频符号的起始位置至第一位置，并从第一位置对下一个导频符号进行信道估计以获得下一个导频符号的信道估计值，否则调整下一个导频符号的起始位置至第二位置，并从第二位置对下一个导频符号进行信道估计以获得下一个导频符号的信道估计值。
进一步的，可选的，第一信道估计模块具体用于：通过FFT信道估计方式、匹配滤波信道估计方式、LS信道估计方式和MMSE信道估计方式中的任一种，从起始位置对下一个导频符号进行信道估计以获得下一个导频符号的信道估计值。
进一步的，可选的，第二种线性调频通信系统的信道估计装置还包括：第一滤波模块，用于在第一解调模块根据当前导频符号的信道估计值提前解调下一个导频符号的前后数据符号以获得下一个导频符号的前后数据符号的内容之前，对当前导频符号的信道估计值进行滤波处理。
在一些实施例中，提供了第三种线性调频通信系统的信道估计装置，包括：第二信道估计模块，用于分别采用第一信道估计方式和第二信道估计方式对每个导频符号进行信道估计以获得第一信道估计值和第二信道估计值，其中，第一信道估计方式包括LS信道估计方式和MMSE信道估计方式中的任一种，第二信道估计方式包括匹配滤波信道估计方式；第二解调模块，用于根据当前导频符号的信道估计值提前解调下一个导频符号的前后数据符号以获得下一个导频符号的前后数据符号的内容；第一选择模块，用于根据下一个导频符号的前后数据符号的内容，从第一信道估计值和第二信道估计值中选择下一个导频符号的信道估计值，以获得每个导频符号的信道估计值。该装置通过基于下一个导频符号的内容以及前后数据符号的内容从多个信道估计值中选择一个合适的信道估计值来提高信道估计值的准确度，有效提高信道估计性能以及线性调频信号的解调性能。
进一步的，可选的，第一选择模块具体用于：如果下一个导频符号的后一数据符号的内容与下一个导频符号的内容不相同，则选择第一信道估计值作为下一个导频符号的信道估计值，否则选择第二信道估计值作为下一个导频符号的信道估计值。
进一步的，可选的，第一选择模块还用于：在当前导频符号为第一个导频符号时，将第二信道估计值默认为第一个导频符号的信道估计值。
进一步的，可选的，第三种线性调频通信系统的信道估计装置还包括：第二滤波模块，用于在第二解调模块将选择的下一个导频符号的信道估计值作为当前导频符号的信道估计值以提前解调下下一个导频符号的前后数据符号之前，对选择的下一个导频符号的信道估计值进行滤波处理。
在一些实施例中，提供了第四种线性调频通信系统的信道估计装置，包括：第三信道估计模块，用于分别采用第一信道估计方式和第二信道估计方式对每个导频符号进行信道估计以获得第一信道估计值和第二信道估计值，其中，第一信道估计方式为FFT信道估计方式，第二信道估计方式为匹配滤波信道估计方式；第三解调模块，用于根据当前导频符号的信道估计值提前解调下一个导频符号的前后数据符号以获得下一个导频符号的前后数据符号的内容；第三时延扩展估计模块，用于估计信道估计的时延扩展或最大径；第二选择模块，用于根据下一个导频符号的前后数据符号的内容、以及时延扩展或最大径，从第一信道估计值和第二信道估计值中选择下一个导频符号的信道估计值，以获得每个导频符号的信道估计值。该装置通过基于下一个导频符号的内容、下一个导频符号的前后数据符号的内容以及时延扩展或最大径，从多个信道估计值中选择一个合适的信道估计值来提高信道估计值的准确度，有效提高信道估计性能以及线性调频信号的解调性能。
进一步的，可选的，第二选择模块具体用于：当时延扩展或最大径大于等于预设门限时，如果下一个导频符号的前一数据符号的内容和下一个导频符号的内容相同，则选择第一信道估计值作为下一个导频符号的信道估计值，否则选择第二信道估计值作为下一个导频符号的信道估计值；当时延扩展或最大径小于预设门限时，如果下一个导频符号的后一数据符号的内容和下一个导频符号的内容相同，则选择第二信道估计值作为下一个导频符号的信道估计值，否则选择第一信道估计值作为下一个导频符号的信道估计值。
进一步的，可选的，第二选择模块还用于：在当前导频符号为第一个导频符号时，将第二信道估计值默认为第一个导频符号的信道估计值。
进一步的，可选的，第四种线性调频通信系统的信道估计装置还包括：第三滤波模块，用于在第三解调模块将选择的下一个导频符号的信道估计值作为当前导频符号的信道估计值以提前解调下下一个导频符号的前后数据符号之前，对选择的下一个导频符号的信道估计值进行滤波处理。
在一些实施例中，提供了第五种线性调频通信系统的信道估计装置，包括：第二信道估计模块，用于分别采用第一信道估计方式和第二信道估计方式对每个导频符号进行信道估计以获得第一信道估计值和第二信道估计值，其中，第一信道估计方式包括LS信道估计方式和MMSE信道估计方式中的任一种，第二信道估计方式包括匹配滤波信道估计方式；第二解调模块，用于根据当前导频符号的信道估计值提前解调下一个导频符号的前后数据符号以获得下一个导频符号的前后数据符号的内容；第二时延扩展估计模块，用于估计信道估计的时延扩展或最大径；第一选择模块，用于根据下一个导频符号的前后数据符号的内容、以及时延扩展或最大径，从第一信道估计值和第二信道估计值中选择下一个导频符号的信道估计值，以获得每个导频符号的信道估计值。该装置通过在下一个导频符号的内容以及前后数据符号的内容的基础上，结合信道估计的时延扩展或最大径，从多个信道估计值中选择一个合适的信道估计值，能够进一步提高信道估计值的准确度，有效提高信道估计性能以及线性调频信号的解调性能。
进一步的，可选的，第一选择模块具体用于：当时延扩展或最大径大于等于预设门限时，如果下一个导频符号的前一数据符号的内容和下一个导频符号的内容相同，则选择第一信道估计值作为下一个导频符号的信道估计值，否则选择第二信道估计值作为下一个导频符号的信道估计值；当时延扩展或最大径小于预设门限时，如果下一个导频符号的后一数据符号的内容和下一个导频符号的内容相同，则选择第二信道估计值作为下一个导频符号的信道估计值，否则选择第一信道估计值作为下一个导频符号的信道估计值。
进一步的，可选的，第一选择模块还用于：在当前导频符号为第一个导频符号时，将第二信道估计值默认为第一个导频符号的信道估计值。
进一步的，可选的，第五种线性调频通信系统的信道估计装置还包括：第二滤波模块，用于在第二解调模块将选择的下一个导频符号的信道估计值作为当前导频符号的信道估计值以提前解调下下一个导频符号的前后数据符号之前，对选择的下一个导频符号的信道估计值进行滤波处理。
另外，针对上述第二种、第四种以及第五种线性调频通信系统的信道估计装置，第一时延扩展估计模块、第二时延扩展估计模块以及第三时延扩展估计模块可采用相同的方式估计信道估计的时延扩展或最大径，具体用于：根据同步信号获取第一时延扩展或第一最大径；根据导频符号获取第二时延扩展或第二最大径；根据第一时延扩展和第二时延扩展中的至少一种估计信道估计的时延扩展，或者根据第一最大径和第二最大径中的至少一种估计信道估计的最大径。
进一步的，可选的，第一时延扩展估计模块、第二时延扩展估计模块和第三时延扩展估计模块具体用于：如果同步信号采用Up chirp方式发送，则将接收的同步信号和发送的同步信号的共轭逐点相乘，并进行反向快速傅里叶变换，以获得第一功率谱；如果同步信号采用Down chirp方式发送，则将接收的同步信号和发送的同步信号的共轭逐点相乘，并进行快速傅里叶变换，以获得第二功率谱；根据第一功率谱或第二功率谱计算获得第一时延扩展，或者根据第一功率谱或第二功率谱计算获得第一最大径。
进一步的，可选的，第一时延扩展估计模块、第二时延扩展估计模块和第三时延扩展估计模块具体用于：如果导频符号采用Up chirp方式发送，则将接收的导频符号和发送的导频符号的共轭逐点相乘，并进行反向快速傅里叶变换，以获得第三功率谱；如果导频符号采用Down chirp方式发送，则将接收的导频符号和发送的导频符号的共轭逐点相乘，并进行快速傅里叶变换，以获得第四功率谱；根据第三功率谱或第四功率谱计算获得第二时延扩展，或者根据第三功率谱或第四功率谱计算获得第二最大径。
进一步的，可选的，第一时延扩展估计模块、第二时延扩展估计模块和第三时延扩展估计模块具体用于：在根据第一时延扩展和第二时延扩展中的至少一种估计信道估计的时延扩展时，对第一时延扩展滤波处理以获得信道估计的时延扩展，或者对第二时延扩展滤波处理以获得信道估计的时延扩展，或者对滤波处理后的第一时延扩展和滤波处理后的第二时延扩展加权计算以获得信道估计的时延扩展。
进一步的，可选的，第一时延扩展估计模块、第二时延扩展估计模块和第三时延扩展估计模块具体用于：在根据第一最大径和第二最大径中的至少一种估计信道估计的最大径时，对第一最大径滤波处理以获得信道估计的最大径，或者对第二最大径滤波处理以获得信道估计的最大径，或者对滤波处理后的第一最大径和第二最大径加权计算以获得信道估计的最大径。
在一些实施例中，提供了一种线性调频通信系统，其可包括前述的第一种至第五种线性调频通信系统的信道估计装置中的任一种。该系统通过前述的任一种线性调频通信系统的信道估计装置，能够有效保证信道估计值的准确度，提高信道估计性能以及线性调频信号的解调性能。
在一些实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有线性调频通信系统的信道估计程序，该信道估计程序被处理器执行时实现前述的第一种至第五种线性调频通信系统的信道估计方法中的任一种。该存储介质通过执行前述的任一种线性调频通信系统的信道估计方法，能够有效保证信道估计值的准确度，提高信道估计性能以及线性调频信号的解调性能。
在一些实施例中，提供了一种芯片，其包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现前述的第一种至第五种线性调频通信系统的信道估计方法中的任一种。该芯片通过执行前述的任一种线性调频通信系统的信道估计方法，能够有效保证信道估计值的准确度，提高信道估计性能以及线性调频信号的解调性能。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1为本发明一个实施例的导频符号和数据符号的发送示意图；
图2为本发明第一种实施例的线性调频通信系统的信道估计方法的流程图；
图3为本发明一个实施例的匹配滤波信道估计方式的示意图；
图4为本发明一个实施例的FFT信道估计方式的示意图；
图5为本发明第二种实施例的线性调频通信系统的信道估计方法的流程图；
图6a为本发明一个实施例的估计信道估计的时延扩展的流程图；
图6b为本发明一个实施例的估计信道估计的最大径的流程图；
图7为本发明第三种实施例的线性调频通信系统的信道估计方法的流程图；
图8为本发明一个具体实施例的线性调频通信系统的信道估计方法的流程图；
图9为本发明第四种实施例的线性调频通信系统的信道估计方法的流程图；
图10为本发明另一个具体实施例的线性调频通信系统的信道估计方法的流程图；
图11a为大时延扩展时EVA信道和ETU信道的信道估计的均方误差MSE性能比较图；
图11b为小时延扩展时EPA信道和AWGN信道的信道估计的均方误差MSE性能比较图；
图12为本发明第五种实施例的线性调频通信系统的信道估计方法的流程图；
图13为本发明第一种实施例的线性调频通信系统的信道估计装置的示意图；
图14为本发明第二种实施例的线性调频通信系统的信道估计装置的示意图；
图15为本发明第三种实施例的线性调频通信系统的信道估计装置的示意图；
图16为本发明第四种实施例的线性调频通信系统的信道估计装置的示意图；
图17为本发明第五种实施例的线性调频通信系统的信道估计装置的示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
需要说明的是，在Chirp信号的直接调制系统中，在进行信道估计时，可在发送数据符号的过程中，间隔发送导频符号，例如导频符号和数据符号可采用图1所示的方式进行发送，其中每N个符号中包含1个导频符号，N为正整数，具体可以为4、8、16等。
在实际系统中，由于受多径环境以及发送端和接收端滤波器的影响，导频符号的信道估计会受到前一个数据符号和后一个数据符号的发送内容的影响，如果当前导频符号的前后数据符号的发送内容与该导频符号的发送内容不同，那么就会引入符号间的干扰ISI(Inter Symbol Interference，干扰)，从而导致信道估计值不准确，导致信道估计的性能下降，尤其是在多径信道和扩频因子SF较小时，符号干扰的影响会更大。基于此，本申请考虑了符号间的干扰ISI对信道估计的影响，根据符号间的干扰ISI的特点，提供了一种能够有效保证信道估计值的准确度，提高信道估计性能以及线性调频信号的解调性能的线性调频通信系统及其信道估计方法、装置、介质和芯片，具体是通过根据当前导频符号的信道估计值提前解调下一个导频符号的前后数据符号以获得下一个导频符号的前后数据符号的内容，并根据下一个导频符号内容和下一个导频的前后数据符号的内容获取下一个导频符号的信道估计值，以提高信道估计值的准确度，提升信道估计的性能；或者，通过根据当前导频符号的信道估计值提前解调下一个导频符号的前后数据符号以获得下一个导频符号的前后数据符号的内容，并估计信道估计的时延扩展或最大径，以及根据下一个导频符号内容、下一个导频的前后数据符号的内容、以及信道估计的时延扩展或最大径，获取下一个导频符号的信道估计值，以进一步提高信道估计值的准确度，提升信道估计的性能。
下面先结合附图来详细描述本申请的线性调频通信系统的信道估计方法。
关于信道估计方法的第一种实施例：
参考图2所示，线性调频通信系统的信道估计方法可包括以下步骤：
步骤S101，根据当前导频符号的信道估计值提前解调下一个导频符号的前后数据符号以获得下一个导频符号的前后数据符号的内容。
具体地，假设当前导频符号为第一个导频符号，如图1所示的导频符号0，那么可根据导频符号0的信道估计值估计符号1～N+1中所有符号的发送内容，以提前解调出导频符号N、数据符号N-1和数据符号N+1的内容；当导频符号为非第一个导频符号，如图1所示的导频符号N，那么可根据导频符号N的信道估计值估计符号N+2～2N+1中所有符号的发送内容，以提前解调出导频符号2N、数据符号2N-1和数据符号2N+1的内容，依次类推。
可选的，在一些实施例中，在根据当前导频符号的信道估计值提前解调下一个导频符号的前后数据符号以获得下一个导频符号的前后数据符号的内容之前，还对当前导频符号的信道估计值进行滤波处理。也就是说，在获得当前导频符号的信道估计值后，先对当前导频符号的信道估计值进行滤波处理，而后再根据滤波处理后的当前导频符号的信道估计值提前解调下一个导频符号的前后数据符号，以获得下一个导频符号的前后数据符号的内容，以进一步提高信道估计性能和解调性能。其中，可采用现有技术对信道估计值进行滤波处理，具体这里不再一一列举。需要说明的是，当导频符号为第一个导频符号时，该导频符号可作为第一个导频符号的信道估计值，此时无需进行滤波处理。
步骤S102，根据下一个导频符号的内容和下一个导频符号的前后数据符号的内容，调整下一个导频符号的起始位置，从起始位置对下一个导频符号进行信道估计以获得下一个导频符号的信道估计值。
也就是说，可基于下一个导频符号的内容和下一个导频符号的前后数据符号的内容之间的关系，通过调整下一个导频符号的起始位置来提高信道估计值的准确度，提高信道估计性能以及线性调频信号的解调性能。
可选的，在一些实施例中，根据下一个导频符号的内容和下一个导频符号的前后数据符号的内容，调整下一个导频符号的起始位置，从起始位置对下一个导频符号进行信道估计以获得下一个导频符号的信道估计值，包括：如果下一个导频符号的后一数据符号的内容与下一个导频符号的内容不相同，则调整下一个导频符号的起始位置至第一位置，并从第一位置对下一个导频符号进行信道估计以获得下一个导频符号的信道估计值，否则调整下一个导频符号的起始位置至第二位置，并从第二位置对下一个导频符号进行信道估计以获得下一个导频符号的信道估计值，其中，第一位置位于第二位置之前。
具体来说，假设当前导频符号为第一个导频符号，如图1所示的导频符号0，那么可以根据该导频符号0的信道估计值估计出导频符号N、数据符号N-1和数据符号N+1的内容，如果导频符号N的后一数据符号N+1的内容与导频符号N的内容不相同，那么可调整导频符号N的起始位置至第一位置，并从第一位置对导频符号N进行信道估计以获得导频符号N的信道估计值，否则，调整导频符号N的起始位置至第二位置，并从第二位置对导频符号N进行信道估计以获得导频符号N的信道估计值。而当导频符号为非第一个导频符号，如图1所示的导频符号N，那么可以根据该导频符号N的信道估计值估计出导频符号2N、数据符号2N-1和数据符号2N+1的内容，如果导频符号2N的后一数据符号2N+1的内容与导频符号2N的内容不相同，那么可调整导频符号2N的起始位置至第一位置，并从第一位置对导频符号2N进行信道估计以获得导频符号2N的信道估计值，否则，调整导频符号2N的起始位置至第二位置，并从第二位置对导频符号2N进行信道估计以获得导频符号2N的信道估计值。依次类推，可以得到每个导频符号的信道估计值。简言之，可根据导频符号、导频符号的前后数据符号的内容，按照表1所示的通过调整导频符号的起始位置的方式进行信道估计，以获得每个导频符号的信道估计值。
表1
Figure BDA0003250641800000141
对于Chirp发送信号，其自相关为1，互相关为0，所以当前一数据符号和当前导频符号发送内容一致时，定时可以往前提，即将导频符号的起始位置调整至第一位置，信道估计时就不存在ISI；当后一数据符号和当前导频符号发送内容一致时，定时往后，即将导频符号的起始位置调整至第二位置，信道估计就不存在ISI；当前一数据符号和当前导频符号发送内容不一致且后一数据符号和当前导频符号发送内容不一致时，定时可以往前提，即将导频符号的起始位置调整至第一位置，信道估计时ISI会大幅减小，因此通过基于导频符号内容以及导频符号的前后数据符号的内容，通过调整导频符号的起始位置，能够有提高信道估计的准确度。需要说明的是，当导频符号的内容、导频符号的前后数据符号的内容均相同时，如表1中的第一种情况，可将导频符号的起始位置调整至第一位置或第二位置，所获得的信道估计值的准确度相差不大。
需要说明的是，本实施例中，可通过FFT信道估计方式、匹配滤波信道估计方式、LS信道估计方式和MMSE信道估计方式中的任一种，从起始位置对下一个导频符号进行信道估计以获得下一个导频符号的信道估计值。也就是说，当通过调整导频符号的起始位置的方式进行信道估计时，可以采用FFT信道估计方式、匹配滤波信道估计方式、LS信道估计方式和MMSE信道估计方式中的任一种对导频符号进行信道估计以获得信道估计值。
其中，在采用匹配滤波信道估计方式对导频符号进行信道估计时，可采用图3所示的估计方式，即将接收的导频符号与匹配滤波器进行卷积处理，以获得导频符号的匹配滤波信道估计值，其中匹配滤波器为发送的导频符号的共轭，即up-Chirp信号的共轭。
在采用FFT(Fast Fourier Transform，快速傅里叶变换)信道估计方式对导频符号进行信道估计时，可采用图4所示的估计方式，即先将接收的导频符号乘以发送的导频符号的共轭，再进行快速傅里叶逆变换(Inverse Fast Fourier Transform，IFFT)，接着将变换结果乘以旋转相位，得到导频符号的FFT信道估计值，其中旋转相位可根据导频符号的初始相位和多径索引获得，具体可通过公式
Figure BDA0003250641800000151
计算获得，该式中K表示导频符号的初始相位对应的索引，即Chirp信号的初始相位，n表示多径索引，SF表示扩展因子。
在采用LS(Least Square，最小二乘)信道估计方式对导频符号进行信道估计时，根据最小二乘准则，具有如下目标函数：
Figure BDA0003250641800000152
其中，R表示导频符号的接收信号向量，R＝(r0,r1,...,rN-1)T，ri表示一个导频符号内第i个接收信号采样值，
Figure BDA0003250641800000153
表示LS信道估计值，H表示理想信道估计值，A表示发送信号构成的矩阵，如Chirp的发送信号构成的矩阵，若发送信号向量为(s0,s1,...,sN-1)T，则
Figure BDA0003250641800000154
LS信道估计就是求解使得上述公式(1)中的J达到最小的
Figure BDA0003250641800000155
最后得到LS信道估计值
Figure BDA0003250641800000156
其中，N＝2SF，SF表示扩展因子。
在采用MMSE(Minimum Mean Square Error，最小均方误差)信道估计方式对导频符号进行信道估计时，根据MMSE准则，具有如下目标函数：
Figure BDA0003250641800000157
其中，
Figure BDA0003250641800000158
表示MMSE信道估计值，H表示理想信道估计值。
通过对上述公式(2)推导可得MMSE信道估计值：
Figure BDA0003250641800000159
其中，R和A同上面LS信道估计的描述，σ为噪声功率。
本实施例中，通过基于下一个导频符号的内容以及前后数据符号的内容对下一个导频符号的起始位置进行调整，并根据调整后的起始位置进行信道估计，能够有效提高信道估计值的准确度，有效提高信道估计性能以及线性调频信号的解调性能。
关于信道估计方法的第二种实施例：
参考图5所示，线性调频通信系统的信道估计方法可包括以下步骤：
步骤S201，根据当前导频符号的信道估计值提前解调下一个导频符号的前后数据符号以获得下一个导频符号的前后数据符号的内容，并估计信道估计的时延扩展或最大径。
需要说明的是，关于步骤S201中的根据当前导频符号的信道估计值提前解调下一个导频符号的前后数据符号以获得下一个导频符号的前后数据符号的内容的描述，请参考前述步骤S101的相关描述，这里不再赘述。
进一步的，可选的，在根据当前导频符号的信道估计值提前解调下一个导频符号的前后数据符号以获得下一个导频符号的前后数据符号的内容之前，还对当前导频符号的信道估计值进行滤波处理。具体请参考前述步骤S101的相关描述，这里不再赘述。
这里主要说明如何估计信道估计的时延扩展或最大径。需要说明的是，可以每隔预设个数(如1、2等)的导频符号进行一次时延扩展或最大径的估计。
可选的，在一些实施例中，参考图6a所示，估计信道估计的时延扩展可包括：
步骤S301，根据同步信号获取第一时延扩展。
需要说明的是，同步信号是指在同一载体内同时发出多个信号源，以给需要同步处理信息的机器设备提供相同时间参考的信号，使接收者能收到更多或更好的信息。在本申请中，同步信号位于如图1所示导频符号0之前，通常具有多个。
可选的，在一些实施例中，根据同步信号获取第一时延扩展，包括：如果同步信号采用Up chirp方式发送，则将接收的同步信号和发送的同步信号的共轭逐点相乘，并进行反向快速傅里叶变换(即快速傅里叶逆变换)，以获得第一功率谱；如果同步信号采用Downchirp方式发送，则将接收的同步信号和发送的同步信号的共轭逐点相乘，并进行快速傅里叶变换，以获得第二功率谱；根据第一功率谱或第二功率谱计算获得第一时延扩展。
具体来说，可以根据同步信号的不同发送方式运用不同的计算方式获得第一时延扩展Trms1。其中，当同步信号采用Up chirp方式发送时，将接收的同步信号和发送的同步信号的共轭逐点相乘，并进行反向快速傅里叶变换，求出每个样点的平方即得到第一功率谱，而后根据所得的第一功率谱代入下述公式(3)求得第一时延扩展Trms1；或者，当同步信号采用Down chirp方式发送时，将接收的同步信号和发送的同步信号的共轭逐点相乘，并进行快速快速傅里叶变换，求出每个样点的平方即得到第二功率谱，而后根据所得的第二功率谱代入下述公式(3)求得第一时延扩展Trms1。公式具体如下：
Figure BDA0003250641800000171
其中，Pl为功率谱中第l条径的功率，τl为功率谱中第l条径的时延。
步骤S302，根据导频符号获取第二时延扩展。
可选的，在一些实施例中，根据导频符号获取第二时延扩展，包括：如果导频符号采用Up chirp方式发送，则将接收的导频符号和发送的导频符号的共轭逐点相乘，并进行反向快速傅里叶变换，以获得第三功率谱；如果导频符号采用Down chirp方式发送，则将接收的导频符号和发送的导频符号的共轭逐点相乘，并进行快速傅里叶变换，以获得第四功率谱；根据第三功率谱或第四功率谱计算获得第二时延扩展。
具体来说，可以根据导频符号的不同发送方式运用不同的计算方式获得第二时延扩展Trms2。其中，当导频符号采用Up chirp方式发送时，将接收的导频符号和发送的导频符号的共轭逐点相乘，并进行反向快速傅里叶变换，求出每个样点的平方即得到第三功率谱，而后根据所得的第三功率谱代入下述公式(4)求得第二时延扩展Trms2；当导频符号采用Down chirp方式发送时，将接收的导频符号和发送的导频符号的共轭逐点相乘，并进行快速快速傅里叶变换，求出每个样点的平方即得到第四功率谱，而后根据所得的第四功率谱代入下述公式(4)求得第二时延扩展Trms2。公式具体如下：
Figure BDA0003250641800000172
其中，Pm为功率谱中第m条径的功率，τm为功率谱中第m条径的时延。
步骤S303，根据第一时延扩展和第二时延扩展中的至少一种估计信道估计的时延扩展。
也就是说，可根据第一时延扩展估计信道估计的时延扩展，或者根据第二时延扩展估计信道估计的时延扩展，或者根据第一时延扩展和第二时延扩展估计信道估计的时延扩展。
可选的，在一些实施例中，根据第一时延扩展和第二时延扩展中的至少一种估计信道估计的时延扩展，包括：对第一时延扩展滤波处理以获得信道估计的时延扩展，或者对第二时延扩展滤波处理以获得信道估计的时延扩展，或者对滤波处理后的第一时延扩展和滤波处理后的第二时延扩展加权计算以获得信道估计的时延扩展。
具体来说，可以将第一时延扩展滤波后的值Trms1’作为信道估计的时延扩展；或者，将第二时延扩展滤波后的值Trms2'作为信道估计的时延扩展；或者，将第一时延扩展滤波后的值Trms1'和第二时延扩展滤波后的值Trms2'加权求和，作为信道估计的时延扩展，例如可将第一时延扩展对应的权重设置为α，将第二时延扩展对应的权重设置为1-α，然后根据第一时延扩展滤波后的值Trms1'、第一时延扩展对应的权重α、第二时延扩展滤波后的值Trms2'以及第二时延扩展对应的权重1-α计算获得信道估计的时延扩展，具体如下式：
Trms＝Trms1'×α+Trms2'×(1-α) (5)
由此，根据同步信号获取的第一时延扩展和/或根据导频符号获取的第二时延扩展，可以获得较为准确的信道估计的时延扩展，以进一步提高信道估计的准确度。
可选的，在一些实施例中，参考图6b所示，估计信道估计的最大径可包括：
步骤S401，根据同步信号获取第一最大径。
可选的，在一些实施例中，根据同步信号获取第一最大径，包括：如果同步信号采用Up chirp方式发送，则将接收的同步信号和发送的同步信号的共轭逐点相乘，并进行反向快速傅里叶变换，以获得第一功率谱；如果同步信号采用Down chirp方式发送，则将接收的同步信号和发送的同步信号的共轭逐点相乘，并进行快速傅里叶变换，以获得第二功率谱；根据第一功率谱或第二功率谱计算获得第一最大径。
具体来说，可以根据同步信号的不同发送方式运用不同的计算方式获得第一最大径Tmax1。其中，当同步信号采用Up chirp方式发送时，将接收的同步信号和发送的同步信号的共轭逐点相乘，并进行反向快速傅里叶变换，求出每个样点的平方即得到第一功率谱，而后根据所得的第一功率谱求得第一最大径Tmax1；或者，当同步信号采用Down chirp方式发送时，将接收的同步信号和发送的同步信号的共轭逐点相乘，并进行快速快速傅里叶变换，求出每个样点的平方即得到第二功率谱，而后根据所得的第二功率谱求得第一最大径Tmax1。具体为：求出功率谱中的最大径功率MaxPower和Noise(功率谱中间一些样点的功率的平均值，样点位置根据支持的最大时延配置即可)，选择大于max(MaxPower*Threshold1，Noise*Threshold2)的多径，其中最大的多径记为Tmax1，Threshold1和Threshold2分别为最大径门限和噪声门限，可根据实际需求设置。
步骤S402，根据导频信号获取第二最大径。
可选的，在一些实施例中，根据导频符号获取第二最大径，包括：如果导频符号采用Up chirp方式发送，则将接收的导频符号和发送的导频符号的共轭逐点相乘，并进行反向快速傅里叶变换，以获得第三功率谱；如果导频符号采用Down chirp方式发送，则将接收的导频符号和发送的导频符号的共轭逐点相乘，并进行快速傅里叶变换，以获得第四功率谱；根据第三功率谱或第四功率谱计算获得第二最大径。
具体来说，可以根据导频信号的不同发送方式运用不同的计算方式获得第二最大径Tmax2。其中，当导频信号采用Up chirp方式发送时，将接收的导频信号和发送的导频信号的共轭逐点相乘，并进行反向快速傅里叶变换，求出每个样点的平方即得到第三功率谱，而后根据所得的第三功率谱求得第二最大径Tmax2；或者，当导频信号采用Down chirp方式发送时，将接收的导频信号和发送的导频信号的共轭逐点相乘，并进行快速快速傅里叶变换，求出每个样点的平方即得到第四功率谱，而后根据所得的第四功率谱求得第二最大径Tmax2。具体为：求出功率谱中的最大径功率MaxPower和Noise(功率谱中间一些样点的功率的平均值，样点位置根据支持的最大时延配置即可)，选择大于max(MaxPower*Threshold1，Noise*Threshold2)的多径，其中最大的多径记为Tmax2，Threshold1和Threshold2分别为最大径门限和噪声门限，可根据实际需求设置。
步骤S403，根据第一最大径和第二最大径中的至少一种估计信道估计的最大径。
也就是说，可根据第一最大径估计信道估计的最大径，或者根据第二最大径估计信道估计的最大径，或者根据第一最大径和第二最大径估计信道估计的最大径。
可选的，在一些实施例中，根据第一最大径和第二最大径中的至少一种估计信道估计的最大径，包括：对第一最大径滤波处理以获得信道估计的最大径，或者对第二最大径滤波处理以获得信道估计的最大径，或者对滤波处理后的第一最大径和滤波处理后的第二最大径加权计算以获得信道估计的最大径。具体与前述步骤S303的获取过程相同，这里不再赘述。
由此，根据同步信号获取的第一最大径和/或根据导频符号获取的第二最大径，可以获得较为准确的信道估计的最大径，以进一步提高信道估计的准确度。
步骤S202，根据下一个导频符号的内容、下一个导频符号的前后数据符号的内容、以及时延扩展或最大径，调整下一个导频符号的起始位置，从起始位置对下一个导频符号进行信道估计以获得下一个导频符号的信道估计值。
也就是说，在本申请中，可以根据下一个导频符号的内容、下一个导频符号的前后数据符号的内容以及时延扩展，获取下一个导频符号的信道估计值；或者根据下一个导频符号的内容、下一个导频符号的前后数据符号的内容以及最大径，获取下一个导频符号的信道估计值。在实际应用时，时延扩展和最大径择一使用即可。
可选的，在一些实施例中，根据下一个导频符号的内容、下一个导频符号的前后数据符号的内容、以及时延扩展或最大径，调整下一个导频符号的起始位置，从起始位置对下一个导频符号进行信道估计以获得下一个导频符号的信道估计值，包括：当时延扩展或最大径小于预设门限时，如果下一个导频符号的后一数据符号的内容与下一个导频符号的内容相同，则调整下一个导频符号的起始位置至第二位置，并从第二位置对下一个导频符号进行信道估计以获得下一个导频符号的信道估计值，否则调整下一个导频符号的起始位置至第一位置，并从第一位置对下一个导频符号进行信道估计以获得下一个导频符号的信道估计值，其中，第一位置位于第二位置之前；当时延扩展或最大径大于等于预设门限时，如果下一个导频符号的前一数据符号的内容与下一个导频符号的内容相同，则调整下一个导频符号的起始位置至第一位置，并从第一位置对下一个导频符号进行信道估计以获得下一个导频符号的信道估计值，否则调整下一个导频符号的起始位置至第二位置，并从第二位置对下一个导频符号进行信道估计以获得下一个导频符号的信道估计值。
具体来说，假设当前导频符号为第一个导频符号，如图1所示的导频符号0，那么当导频符号N位置已得到的时延扩展(或最大径)小于预设门限如0.25μs时，如果导频符号N的后一数据符号N+1的内容与导频符号N的内容相同，则通过调整导频符号N的起始位置至第二位置，并从第二位置对导频符号N进行信道估计以获得导频符号N的信道估计值，否则，调整导频符号N的起始位置至第一位置，并从第一位置对导频符号N进行信道估计以获得导频符号N的信道估计值。而当导频符号N位置已得到的时延扩展(或最大径)大于等于预设门限如0.25μs时，如果导频符号N的前一数据符号N-1的内容与导频符号N的内容相同，则通过调整导频符号N的起始位置至第一位置，并从第一位置对导频符号N进行信道估计以获得导频符号N的信道估计值，否则，调整导频符号N的起始位置至第二位置，并从第二位置对导频符号N进行信道估计以获得导频符号N的信道估计值。
类似的，当导频符号为非第一个导频符号，如图1所示的导频符号N，那么当导频符号2N位置已得到的时延扩展(或最大径)小于预设门限如0.25μs时，如果导频符号2N的后一数据符号2N+1的内容与导频符号2N的内容相同，则调整导频符号2N的起始位置至第二位置，并从第二位置对导频符号2N进行信道估计以获得导频符号2N的信道估计值，否则，调整导频符号2N的起始位置至第一位置，并从第一位置对导频符号2N进行信道估计以获得导频符号2N的信道估计值。而当导频符号2N位置已得到的时延扩展(或最大径)大于等于预设门限如0.25μs时，如果导频符号N的前一数据符号2N-1的内容与导频符号2N的内容相同，则调整导频符号2N的起始位置至第一位置，并从第一位置对导频符号2N进行信道估计以获得导频符号2N的信道估计值，否则，调整导频符号2N的起始位置至第二位置，并从第二位置对导频符号2N进行信道估计以获得导频符号2N的信道估计值。
依次类推，可以得到每个导频符号的信道估计值。简言之，可根据导频符号、导频符号的前后数据符号的内容、以及时延扩展或最大径，按照表2所示的通过调整导频符号的起始位置的方式进行信道估计，以获得每个导频符号的信道估计值。
表2
Figure BDA0003250641800000211
需要说明的是，当导频符号的内容、导频符号的前后数据符号的内容均相同时，如表2中的第一种情况，不管时延扩展或最大径如何，均可将导频符号的起始位置调整至第一位置或第二位置，所获得的信道估计值的准确度相差不大。
另外需要说明的是，本实施例中，可通过FFT信道估计方式、匹配滤波信道估计方式、LS信道估计方式和MMSE信道估计方式中的任一种，从起始位置对下一个导频符号进行信道估计以获得下一个导频符号的信道估计值。也就是说，当通过调整导频符号的起始位置的方式进行信道估计时，可以采用FFT信道估计方式、匹配滤波信道估计方式、LS信道估计方式和MMSE信道估计方式中的任一种对导频符号进行信道估计以获得信道估计值。
本实施例中，在基于下一个导频符号的内容以及前后数据符号的内容的基础上，结合信道估计的时延扩展或最大径，对下一个导频符号的起始位置进行调整，并根据调整后的起始位置进行信道估计，能够进一步提高信道估计值的准确度，有效提高信道估计性能以及线性调频信号的解调性能。
关于信道估计方法的第三种实施例：
参考图7所示，线性调频通信系统的信道估计方法可包括以下步骤：
步骤S501，分别采用第一信道估计方式和第二信道估计方式对每个导频符号进行信道估计以获得第一信道估计值和第二信道估计值，其中，第一信道估计方式包括FFT信道估计方式、LS信道估计方式和MMSE信道估计方式中的任一种，第二信道估计方式包括匹配滤波信道估计方式。
具体地，可采用第一信道估计方式(如FFT信道估计方式、LS信道估计方式或MMSE信道估计方式)对图1所示的导频符号0、导频符号N、导频符号2N等进行信道估计以获得每个导频符号的第一信道估计值(如FFT信道估计值、LS信道估计值或MMSE信道估计值)，同时采用第二信道估计方式(如匹配滤波信道估计方式)对图1所示的导频符号0、导频符号N、导频符号2N等进行信道估计以获得每个导频符号的第二信道估计值(如匹配滤波信道估计值)。其中，信道估计方式的说明如前所述，这里不再赘述。
步骤S502，根据当前导频符号的信道估计值提前解调下一个导频符号的前后数据符号以获得下一个导频符号的前后数据符号的内容。
具体地，假设当前导频符号为第一个导频符号，如图1所示的导频符号0，那么可根据导频符号0的信道估计值估计符号1～N+1中所有符号的发送内容，以提前解调出导频符号N、数据符号N-1和数据符号N+1的内容；当导频符号为非第一个导频符号，如图1所示的导频符号N，那么可根据导频符号N的信道估计值估计符号N+2～2N+1中所有符号的发送内容，以提前解调出导频符号2N、数据符号2N-1和数据符号2N+1的内容，依次类推。
可选的，在一些实施例中，在将选择的下一个导频符号的信道估计值作为当前导频符号的信道估计值以提前解调下下一个导频符号的前后数据符号之前，还对选择的下一个导频符号的信道估计值进行滤波处理。也就是说，在获得当前导频符号的信道估计值后，先对当前导频符号的信道估计值进行滤波处理，而后再根据滤波处理后的当前导频符号的信道估计值提前解调下一个导频符号的前后数据符号，以获得下一个导频符号的前后数据符号的内容，以进一步提高信道估计性能和解调性能。
步骤S503，根据下一个导频符号的前后数据符号的内容，从第一信道估计值和第二信道估计值中选择下一个导频符号的信道估计值，以获得每个导频符号的信道估计值。
也就是说，可根据下一个导频符号的内容和下一个导频符号的前后数据符号的内容，从第一信道估计值和第二信道估计值中选择一个更为合适的信道估计值作为下一个导频符号的信道估计值，以提高信道估计值的准度度，提高信道估计性能以及线性调频信号的解调性能。
具体地，假设当前导频符号为第一个导频符号，如图1所示的导频符号0，那么在根据该导频符号0的信道估计值估计出导频符号N、数据符号N-1和数据符号N+1的内容后，可根据导频符号N、数据符号N-1和数据符号N+1的内容，从导频符号N的第一信道估计值(如FFT信道估计值、LS信道估计值或MMSE信道估计值)和第二信道估计值(如匹配滤波信道估计值)中确定出导频符号N的信道估计值。当导频符号为非第一个导频符号，如图1所示的导频符号N，那么在根据该导频符号N的信道估计值估计出导频符号2N、数据符号2N-1和数据符号2N+1的内容后，可根据导频符号2N、数据符号2N-1和数据符号2N+1的内容，从导频符号2N的第一信道估计值(如FFT信道估计值、LS信道估计值或MMSE信道估计值)和第二信道估计值(如匹配滤波信道估计值)中确定出导频符号2N的信道估计值，依次类推，直至获得每个导频符号的信道估计值。
可选的，在一些实施例中，根据下一个导频符号的前后数据符号的内容，从第一信道估计值和第二信道估计值中选择下一个导频符号的信道估计值，包括：如果下一个导频符号的后一数据符号的内容与下一个导频符号的内容不相同，则选择第一信道估计值作为下一个导频符号的信道估计值，否则选择第二信道估计值作为下一个导频符号的信道估计值。
具体来说，假设当前导频符号为第一个导频符号，如图1所示的导频符号0，那么可以根据该导频符号0的信道估计值估计出导频符号N、数据符号N-1和数据符号N+1的内容，如果导频符号N的后一数据符号N+1的内容与导频符号N的内容不相同，那么导频符号N的信道估计值为采用第一信道估计方式进行信道估计所获得的估计值即第一信道估计值(如FFT信道估计值、LS信道估计值或MMSE信道估计值)，否则，导频符号N的信道估计值为采用第二信道估计方式进行信道估计所获得的估计值即第二信道估计值(如匹配滤波信道估计值)。而当导频符号为非第一个导频符号，如图1所示的导频符号N，那么可以根据该导频符号N的信道估计值估计出导频符号2N、数据符号2N-1和数据符号2N+1的内容，如果导频符号2N的后一数据符号2N+1的内容与导频符号2N的内容不相同，那么导频符号2N的信道估计值为采用第一信道估计方式进行信道估计所获得的估计值即第一信道估计值(如FFT信道估计值、LS信道估计值或MMSE信道估计值)，否则，导频符号2N的信道估计值为采用第二信道估计方式进行信道估计所获得的估计值即第二信道估计值(如匹配滤波信道估计值)。依次类推，可以得到每个导频符号的信道估计值。简言之，可根据导频符号、导频符号的前后数据符号的内容，按照表3所示的通过择一选择的方式进行信道估计，以获得每个导频符号的信道估计值。
表3
Figure BDA0003250641800000231
需要说明的是，在表3中，第一信道估计方式为FFT信道估计方式、LS信道估计方式或MMSE信道估计方式，第二信道估计方式为匹配滤波信道估计方式。
另外需要说明的是，在当前导频符号为第一个导频符号时，如图1所示的导频符号0，可将第二信道估计值(如匹配滤波信道估计值)默认为第一个导频符号的信道估计值。此外，当导频符号的内容、导频符号的前后数据符号的内容均相同时，如表3中的第一种情况，不管时延扩展或最大径如何，均可以利用第一信道估计方式或第二信道估计方式获取导频符号的信道估计值，所获得的信道估计值的准确度相差不大。
作为一个具体示例，参考图8所示，线性调频通信系统的信道估计方法可包括：
步骤S601，分别采用匹配滤波信道估计方式和FFT信道估计方式对每个导频符号进行信道估计，以获得每个导频符号的匹配滤波信道估计值和FFT信道估计值，可分别记为
Figure BDA0003250641800000241
和
Figure BDA0003250641800000242
步骤S602，当导频符号为第一个导频符号0时，默认该导频符号0的信道估计值为匹配滤波信道估计值可记为
Figure BDA0003250641800000243
并使用该导频符号0的信道估计值
Figure BDA0003250641800000244
估计符号1～N+1中所有符号的发送内容。
步骤S603，根据导频符号iN的前后数据符号iN-1和iN+1的内容来选择导频符号iN的信道估计值，可记为
Figure BDA0003250641800000245
其中i为正整数。
具体方式如下：当数据符号iN+1的内容与导频符号iN的内容不同时，将导频符号iN的FFT信道估计值
Figure BDA0003250641800000246
作为导频符号iN的信道估计值，即
Figure BDA0003250641800000247
否则，将导频符号iN的匹配滤波信道估计值
Figure BDA0003250641800000248
作为导频符号iN的信道估计值，即
Figure BDA0003250641800000249
按照上述表3确定导频符号iN的信道估计值
Figure BDA00032506418000002410
步骤S604，对确定的导频符号iN的信道估计值
Figure BDA00032506418000002411
进行滤波处理，得到滤波处理后的导频符号iN的信道估计值
Figure BDA00032506418000002412
步骤S605，使用滤波处理后的导频符号iN的信道估计值
Figure BDA00032506418000002413
估计符号iN+2～(i+1)N+1中所有符号的发送内容，并返回步骤S603，直至获得每个导频符号的信道估计值和数据符号的发送内容。
需要说明的是，在进行信道估计时，通常导频符号为已知符号，所以在对接收的数据中的符号进行解调或估计时，可不对该导频符号进行解调或估计，而直接使用已知导频符号。当然，也可以对其进行解调或估计，以确保导频符号的正确性，保证信道估计的准确度，提供信道估计的性能。
进一步地，为了说明上述实施例所具有的效果，下面以第一信道估计方式为FFT信道估计方式，第二信道估计方式为匹配滤波信道估计方式，通过理论分析进行说明。
具体来说，若Chirp的发送信号为
Figure BDA0003250641800000251
该式中，β表示发送信号调制后的值，k表示发送信号的索引，取值为0～2SF-1，K表示发送信号的初始相位对应的索引，SF表示扩展因子，则接收信号可表示成矩阵的形式：
R＝XH+W (6)
其中，R表示接收信号向量，R＝(r0,r1,...,rN-1)T，N＝2SF，ri表示一个符号内第i个Chirp采样的接收信号，W表示高斯白噪声，W＝(w0,w1,...,wN-1)T，H表示信道估计值，由于受滤波器的影响，H＝(h-L1,...,h-1,h0,h1,h2,...,hL2-1)T，hl表示第l条径的信道响应值，hL2-1表示经滤波器之后信道的最大时延对应的h值，h-L1表示经滤波器之后信道往前延伸的最大时延对应的h值，X表示发送信号构成的矩阵，可表示为：
Figure BDA0003250641800000252
其中，
Figure BDA0003250641800000253
表示第m个符号第n个Chirp采样的发送信号。
在采用匹配滤波信道估计方式对导频符号进行信道估计时，可采用图3所示的估计方式，即将接收的导频符号与匹配滤波器进行卷积处理，以获得导频符号的匹配滤波信道估计值，可记为
Figure BDA0003250641800000254
其中匹配滤波器为发送的导频符号的共轭，即up-Chirp信号的共轭，那么匹配滤波信道估计的矩阵形式可以表示为：
Figure BDA0003250641800000255
其中，
Figure BDA0003250641800000256
如下：
Figure BDA0003250641800000257
而对于匹配滤波信道估计(前后符号发送内容可能不同)，则有：
Figure BDA0003250641800000258
其中，XMF_ideal、XMF_1、XMF_2、XMF_3、XMF_4如下：
Figure BDA0003250641800000261
Figure BDA0003250641800000262
Figure BDA0003250641800000263
Figure BDA0003250641800000264
Figure BDA0003250641800000271
则信道估计为：
Figure BDA0003250641800000272
其中，
Figure BDA0003250641800000273
为干扰ISI。
在采用FFT信道估计方式对导频符号进行信道估计时，可采用图4所示的估计方式，即先将接收的导频符号乘以发送的导频符号的共轭，再进行快速傅里叶逆变换，接着将变换结果乘以旋转相位，得到导频符号的FFT信道估计值，可记为
Figure BDA0003250641800000274
其中旋转相位可根据导频符号的初始相位和多径索引获得，具体可通过公式
Figure BDA0003250641800000275
计算获得，该式中K表示导频符号的初始相位对应的索引，即Chirp信号的初始相位，n表示多径索引，SF表示扩展因子，那么FFT信道估计的矩阵形式可以表示为：
Figure BDA0003250641800000276
其中，
Figure BDA0003250641800000277
IFFTW为IFFT矩阵。
可以推导出B为：
Figure BDA0003250641800000278
仅估计
Figure BDA0003250641800000279
的信道估计为：
Figure BDA00032506418000002710
其中，
Figure BDA00032506418000002711
表示B的第1至第L2行，X＝XFFT_ideal+IFFT_1+IFFT_2-IFFT_3-IFFT_4，其中，XFFT_ideal、IFFT_1、IFFT_2、IFFT_3、IFFT_4如下：
Figure BDA0003250641800000281
Figure BDA0003250641800000282
Figure BDA0003250641800000283
Figure BDA0003250641800000284
Figure BDA0003250641800000285
则信道估计为：
Figure BDA0003250641800000286
其中，
Figure BDA0003250641800000287
为干扰ISI。
对上述获得的干扰ISI进行分析，可得：
(1)当发送符号相同时，即IFFT_i＝IMF_i＝0,i＝1～4，若不存在干扰ISI，则匹配滤波信道估计和FFT信道估计的信道估计结果相同；
(2)当发送符号前后都不同时，即IFFT_i≠0,IMF_i≠0,i＝1～4，对于
Figure BDA0003250641800000288
两种信道估计方式的干扰ISI相同，而对于
Figure BDA0003250641800000289
FFT信道估计方式随着i的增大受到的ISI影响变化不大，而对于匹配滤波信道估计，随着i的增大，对
Figure BDA00032506418000002810
影响的比重增大，但对
Figure BDA00032506418000002811
影响的比重减小，而在实际信道中，
Figure BDA0003250641800000291
信号能量主要集中在i＞0的部分，因而对于
Figure BDA0003250641800000292
时，匹配滤波信道估计方式的性能更好；
(3)当前一个符号相同、且后一个符号不相同时，即IMF_1＝IMF_3＝IFFT_1＝IFFT_3＝0、且IFFT_i≠0,IMF_i≠0,i＝2,4，对于
Figure BDA0003250641800000293
FFT信道估计方式随着i的增大受到ISI影响变化不大，而对于匹配滤波信道估计，随着i的增大，对
Figure BDA0003250641800000294
影响的比重增大，所以FFT信道估计方式的性能更好；
(4)当前一个符号不相同、且后一个符号相同时，即IMF_2＝IMF_4＝IFFT_2＝IFFT_4＝0、且IFFT_i≠0,IMF_i≠0,i＝1,3，对于
Figure BDA0003250641800000295
FFT信道估计方式随着i的增大受到ISI影响变化不大，而对于匹配滤波信道估计，随着i的增大，对
Figure BDA0003250641800000296
影响的比重减小，所以匹配滤波信道估计的性能更好。
关于以第一信道估计方式为LS信道估计方式，第二信道估计方式为匹配滤波信道估计方式，以及以第一信道估计方式为MMSE信道估计方式，第二信道估计方式为匹配滤波信道估计方式，进行信道估计所具有的效果，这里就不再进行相应的理论分析。
由此可知，根据导频符号、导频符号的前后数据符号的内容，按照表3所示的通过择一方式进行信道估计，所获得的每个导频符号的信道估计值具有较好的性能，可以有效保证信道估计值的准确度，提高信道估计性能以及线性调频信号的解调性能。
本实施例中，通过基于下一个导频符号的内容以及前后数据符号的内容从多个信道估计值中选择一个合适的信道估计值能够提高信道估计值的准确度，提高信道估计性能以及线性调频信号的解调性能。
关于信道估计方法的第四种实施例：
参考图9所示，线性调频通信系统的信道估计方法可包括以下步骤：
步骤S701，分别采用第一信道估计方式和第二信道估计方式对每个导频符号进行信道估计以获得第一信道估计值和第二信道估计值，其中，第一信道估计方式为FFT信道估计方式，第二信道估计方式为匹配滤波信道估计方式。具体参考前述步骤S501的相关描述，这里不再赘述。
步骤S702，根据当前导频符号的信道估计值提前解调下一个导频符号的前后数据符号以获得下一个导频符号的前后数据符号的内容，并估计信道估计的时延扩展或最大径。
需要说明的是，关于步骤S702中的根据当前导频符号的信道估计值提前解调下一个导频符号的前后数据符号以获得下一个导频符号的前后数据符号的内容，请参考前述步骤S502的相关描述，这里不再赘述。
进一步的，可选的，在将选择的下一个导频符号的信道估计值作为当前导频符号的信道估计值以提前解调下下一个导频符号的前后数据符号之前，还对选择的下一个导频符号的信道估计值进行滤波处理。具体请参考前述步骤S502中相关的描述，这里不再赘述。
这里主要说明如何估计信道估计的时延扩展或最大径。需要说明的是，可以每隔预设个数(如1、2等)的导频符号进行一次时延扩展或最大径的估计。
可选的，在一些实施例中，估计信道估计的时延扩展或最大径，包括：根据同步信号获取第一时延扩展或第一最大径；根据导频符号获取第二时延扩展或第二最大径；根据第一时延扩展和第二时延扩展中的至少一种估计信道估计的时延扩展，或者根据第一最大径和第二最大径中的至少一种估计信道估计的最大径。
进一步的，可选的，根据同步信号获取第一时延扩展或第一最大径，包括：如果同步信号采用Up chirp方式发送，则将接收的同步信号和发送的同步信号的共轭逐点相乘，并进行反向快速傅里叶变换，以获得第一功率谱；如果同步信号采用Down chirp方式发送，则将接收的同步信号和发送的同步信号的共轭逐点相乘，并进行快速傅里叶变换，以获得第二功率谱；根据第一功率谱或第二功率谱计算获得第一时延扩展，或者根据第一功率谱或第二功率谱计算获得第一最大径。
进一步的，可选的，根据导频符号获取第二时延扩展或第二最大径，包括：如果导频符号采用Up chirp方式发送，则将接收的导频符号和发送的导频符号的共轭逐点相乘，并进行反向快速傅里叶变换，以获得第三功率谱；如果导频符号采用Down chirp方式发送，则将接收的导频符号和发送的导频符号的共轭逐点相乘，并进行快速傅里叶变换，以获得第四功率谱；根据第三功率谱或第四功率谱计算获得第二时延扩展，或者根据第三功率谱或第四功率谱计算获得第二最大径。
进一步的，可选的，根据第一时延扩展和第二时延扩展中的至少一种估计信道估计的时延扩展，包括：对第一时延扩展滤波处理以获得信道估计的时延扩展，或者对第二时延扩展滤波处理以获得信道估计的时延扩展，或者对滤波处理后的第一时延扩展和滤波处理后的第二时延扩展加权计算以获得信道估计的时延扩展。
进一步的，可选的，根据第一最大径和第二最大径中的至少一种估计信道估计的最大径，包括：对第一最大径滤波处理以获得信道估计的最大径，或者对第二最大径滤波处理以获得信道估计的最大径，或者对滤波处理后的第一最大径和第二最大径加权计算以获得信道估计的最大径。
需要说明的是，对于估计信道估计的时延扩展或最大径，请参考前述步骤S201中的相关描述，这里不再赘述。
步骤S703，根据下一个导频符号的前后数据符号的内容、以及时延扩展或最大径，从第一信道估计值和第二信道估计值中选择下一个导频符号的信道估计值，以获得每个导频符号的信道估计值。
也就是说，在本申请中，可以根据下一个导频符号的内容、下一个导频符号的前后数据符号的内容以及时延扩展，获取下一个导频符号的信道估计值；或者根据下一个导频符号的内容、下一个导频符号的前后数据符号的内容以及最大径，获取下一个导频符号的信道估计值。在实际应用时，时延扩展和最大径择一使用即可。
具体地，假设当前导频符号为第一个导频符号，如图1所示的导频符号0，那么在根据该导频符号0的信道估计值估计出导频符号N、数据符号N-1和数据符号N+1的内容后，可根据导频符号N、数据符号N-1和数据符号N+1的内容，以及估计出的信道估计的时延扩展(或最大径)，从第一信道估计值(即FFT信道估计值)和第二信道估计值(即匹配滤波信道估计值)中确定出导频符号N的信道估计值。当导频符号为非第一个导频符号，如图1所示的导频符号N，那么在根据该导频符号N的信道估计值估计出导频符号2N、数据符号2N-1和数据符号2N+1的内容后，可根据导频符号2N、数据符号2N-1和数据符号2N+1的内容，以及估计出的信道估计的时延扩展(或最大径)，从第一信道估计值(即FFT信道估计值)和第二信道估计值(即匹配滤波信道估计值)中确定出导频符号2N的信道估计值，依次类推，直至获得每个导频符号的信道估计值。
可选的，在一些实施例中，根据下一个导频符号的前后数据符号的内容、以及时延扩展或最大径，从第一信道估计值和第二信道估计值中选择下一个导频符号的信道估计值，包括：当时延扩展或最大径大于等于预设门限时，如果下一个导频符号的前一数据符号的内容和下一个导频符号的内容相同，则选择第一信道估计值作为下一个导频符号的信道估计值，否则选择第二信道估计值作为下一个导频符号的信道估计值；当时延扩展或最大径小于预设门限时，如果下一个导频符号的后一数据符号的内容和下一个导频符号的内容相同，则选择第二信道估计值作为下一个导频符号的信道估计值，否则选择第一信道估计值作为下一个导频符号的信道估计值。
具体来说，假设当前导频符号为第一个导频符号，如图1所示的导频符号0，那么当导频符号N位置已得到的时延扩展(或最大径)小于预设门限如0.25μs时，如果导频符号N的后一数据符号N+1的内容与导频符号N的内容相同，则导频符号N的信道估计值为采用第二信道估计方式进行信道估计所获得的估计值即第二信道估计值(即匹配滤波信道估计值)，否则导频符号N的信道估计值为采用第一信道估计方式进行信道估计所获得的估计值即第一信道估计值(即FFT信道估计值)。而当导频符号N位置已得到的时延扩展(或最大径)大于等于预设门限如0.25μs时，如果导频符号N的前一数据符号N-1的内容与导频符号N的内容相同，则导频符号N的信道估计值为采用第一信道估计方式进行信道估计所获得的估计值即第一信道估计值(即FFT信道估计值)，否则导频符号N的信道估计值为采用第二信道估计方式进行信道估计所获得的估计值即第二信道估计值(即匹配滤波信道估计值)。
类似的，当导频符号为非第一个导频符号，如图1所示的导频符号N，那么当导频符号2N位置已得到的时延扩展(或最大径)小于预设门限如0.25μs时，如果导频符号2N的后一数据符号2N+1的内容与导频符号2N的内容相同，则导频符号2N的信道估计值为采用第二信道估计方式进行信道估计所获得的估计值即第二信道估计值(即匹配滤波信道估计值)，否则导频符号2N的信道估计值为采用第一信道估计方式进行信道估计所获得的估计值即第一信道估计值(即FFT信道估计值)。而当导频符号2N位置已得到的时延扩展(或最大径)大于等于预设门限如0.25μs时，如果导频符号2N的前一数据符号2N-1的内容与导频符号2N的内容相同，则导频符号2N的信道估计值为采用第一信道估计方式进行信道估计所获得的估计值即第一信道估计值(即FFT信道估计值)，否则导频符号2N的信道估计值为采用第二信道估计方式进行信道估计所获得的估计值即第二信道估计值(即匹配滤波信道估计值)。
依次类推，可以获得每个导频符号的信道估计值。简言之，可根据导频符号、导频符号的前后数据符号的内容，以及时延扩展或最大径的大小，按照表4所示的择一选择的方式进行信道估计，以获得每个导频符号的信道估计值。
表4
Figure BDA0003250641800000321
需要说明的是，在表4中，第一信道估计方式即为FFT信道估计方式，第二信道估计方式即为匹配滤波信道估计方式。
另外需要说明的是，在当前导频符号为第一个导频符号时，如图1所示的导频符号0，可将第二信道估计值(即匹配滤波信道估计值)默认为第一个导频符号的信道估计值。此外，当导频符号的内容、导频符号的前后数据符号的内容均相同时，如表4中的第一种情况，不管时延扩展或最大径如何，均可以利用FFT信道估计方式或匹配滤波信道估计方式获取导频符号的信道估计值，所获得的信道估计值的准确度相差不大。
作为一个具体示例，参考图10所示，线性调频通信系统的信道估计方法可包括：
步骤S801，分别采用匹配滤波信道估计方式和FFT信道估计方式对每个导频符号进行信道估计，以获得每个导频符号的匹配滤波信道估计值和FFT信道估计值，可分别记为
Figure BDA0003250641800000331
和
Figure BDA0003250641800000332
步骤S802，当导频符号为第一个导频符号0时，默认该导频符号0的信道估计值为匹配滤波信道估计值可记为
Figure BDA0003250641800000333
并使用该导频符号0的信道估计值
Figure BDA0003250641800000334
估计符号1～N+1中所有符号的发送内容。
步骤S803，根据导频符号iN的前后数据符号iN-1和iN+1的内容以及时延扩展/最大径来选择导频符号iN的信道估计值，可记为
Figure BDA0003250641800000335
其中i为正整数。
具体方式如下：可以每隔1个或多个导频符号进行一次估计以估计出信道估计的时延扩展/最大径，当时延扩展/最大径大于等于预设门限(如0.25μs)时，认为时延扩展/最大径大，否则认为时延扩展/最大径小。其中，如果时延扩展/最大径大，则当数据符号iN-1的内容与导频符号iN的内容相同时，将导频符号iN的FFT信道估计值
Figure BDA0003250641800000336
作为导频符号iN的信道估计值，即
Figure BDA0003250641800000337
否则，将导频符号iN的匹配滤波信道估计值
Figure BDA0003250641800000338
作为导频符号iN的信道估计值，即
Figure BDA0003250641800000339
如果时延扩展/最大径小，则当数据符号iN+1的内容与导频符号iN的内容相同时，将导频符号iN的匹配滤波信道估计值
Figure BDA00032506418000003310
作为导频符号iN的信道估计值，即
Figure BDA00032506418000003311
否则，将导频符号iN的FFT信道估计值
Figure BDA00032506418000003312
作为导频符号iN的信道估计值，即
Figure BDA00032506418000003313
即按照上述表4确定导频符号iN的信道估计值
Figure BDA00032506418000003314
步骤S804，对确定的导频符号iN的信道估计值
Figure BDA00032506418000003315
进行滤波处理，得到滤波处理后的导频符号iN的信道估计值
Figure BDA0003250641800000341
步骤S805，使用滤波处理后的导频符号iN的信道估计值
Figure BDA0003250641800000342
估计符号iN+2～(i+1)N+1中所有符号的发送内容，并返回步骤S803，直至获得每个导频符号的信道估计值和数据符号的发送内容。
进一步地，可通过仿真试验来验证信道估计性能是否有所提升，例如，可将系统带宽设为3.6MHz、扩展因子设为3、时延扩展门限设为0.25μs，并且根据门限可知，信道模型ETU和EVA为大时延扩展，信道模型AWGN和EPA为小时延扩展，然后根据这些信道进行仿真分析，如图11a-图11b所示，从仿真结果看，优化后的信道估计性能有明显的提升。
本实施例中，通过在下一个导频符号的内容以及前后数据符号的内容的基础上，结合信道估计的时延扩展或最大径，从多个信道估计值中选择一个合适的信道估计值，能够进一步提高信道估计值的准确度，有效提高信道估计性能以及线性调频信号的解调性能。
关于信道估计方法的第五种实施例：
参考图12所示，线性调频通信系统的信道估计方法可包括以下步骤：
步骤S901，分别采用第一信道估计方式和第二信道估计方式对每个导频符号进行信道估计以获得第一信道估计值和第二信道估计值，其中，第一信道估计方式包括LS信道估计方式和MMSE信道估计方式中的任一种，第二信道估计方式包括匹配滤波信道估计方式。具体参考前述步骤S501的相关描述，这里不再赘述。
步骤S902，根据当前导频符号的信道估计值提前解调下一个导频符号的前后数据符号以获得下一个导频符号的前后数据符号的内容，并估计信道估计的时延扩展或最大径。
需要说明的是，关于步骤S902中的根据当前导频符号的信道估计值提前解调下一个导频符号的前后数据符号以获得下一个导频符号的前后数据符号的内容，请参考前述步骤S502的相关描述，这里不再赘述。
进一步的，可选的，在将选择的下一个导频符号的信道估计值作为当前导频符号的信道估计值以提前解调下下一个导频符号的前后数据符号之前，还对选择的下一个导频符号的信道估计值进行滤波处理。具体请参考前述步骤S502中相关的描述，这里不再赘述。
这里主要说明如何估计信道估计的时延扩展或最大径。需要说明的是，可以每隔预设个数(如1、2等)的导频符号进行一次时延扩展或最大径的估计。
可选的，在一些实施例中，估计信道估计的时延扩展或最大径，包括：根据同步信号获取第一时延扩展或第一最大径；根据导频符号获取第二时延扩展或第二最大径；根据第一时延扩展和第二时延扩展中的至少一种估计信道估计的时延扩展，或者根据第一最大径和第二最大径中的至少一种估计信道估计的最大径。
进一步的，可选的，根据同步信号获取第一时延扩展或第一最大径，包括：如果同步信号采用Up chirp方式发送，则将接收的同步信号和发送的同步信号的共轭逐点相乘，并进行反向快速傅里叶变换，以获得第一功率谱；如果同步信号采用Down chirp方式发送，则将接收的同步信号和发送的同步信号的共轭逐点相乘，并进行快速傅里叶变换，以获得第二功率谱；根据第一功率谱或第二功率谱计算获得第一时延扩展，或者根据第一功率谱或第二功率谱计算获得第一最大径。
进一步的，可选的，根据导频符号获取第二时延扩展或第二最大径，包括：如果导频符号采用Up chirp方式发送，则将接收的导频符号和发送的导频符号的共轭逐点相乘，并进行反向快速傅里叶变换，以获得第三功率谱；如果导频符号采用Down chirp方式发送，则将接收的导频符号和发送的导频符号的共轭逐点相乘，并进行快速傅里叶变换，以获得第四功率谱；根据第三功率谱或第四功率谱计算获得第二时延扩展，或者根据第三功率谱或第四功率谱计算获得第二最大径。
进一步的，可选的，根据第一时延扩展和第二时延扩展中的至少一种估计信道估计的时延扩展，包括：对第一时延扩展滤波处理以获得信道估计的时延扩展，或者对第二时延扩展滤波处理以获得信道估计的时延扩展，或者对滤波处理后的第一时延扩展和滤波处理后的第二时延扩展加权计算以获得信道估计的时延扩展。
进一步的，可选的，根据第一最大径和第二最大径中的至少一种估计信道估计的最大径，包括：对第一最大径滤波处理以获得信道估计的最大径，或者对第二最大径滤波处理以获得信道估计的最大径，或者对滤波处理后的第一最大径和第二最大径加权计算以获得信道估计的最大径。
需要说明的是，对于估计信道估计的时延扩展或最大径，请参考前述步骤S201中的相关描述，这里不再赘述。
步骤S903，根据下一个导频符号的前后数据符号的内容、以及时延扩展或最大径，从第一信道估计值和第二信道估计值中选择下一个导频符号的信道估计值，以获得每个导频符号的信道估计值。
也就是说，在本申请中，可以根据下一个导频符号的内容、下一个导频符号的前后数据符号的内容以及时延扩展，获取下一个导频符号的信道估计值；或者根据下一个导频符号的内容、下一个导频符号的前后数据符号的内容以及最大径，获取下一个导频符号的信道估计值。在实际应用时，时延扩展和最大径择一使用即可。
具体地，假设当前导频符号为第一个导频符号，如图1所示的导频符号0，那么在根据该导频符号0的信道估计值估计出导频符号N、数据符号N-1和数据符号N+1的内容后，可根据导频符号N、数据符号N-1和数据符号N+1的内容，以及估计出的信道估计的时延扩展(或最大径)，从第一信道估计值(如LS信道估计值或MMSE信道估计值)和第二信道估计值(如匹配滤波信道估计值)中确定出导频符号N的信道估计值。当导频符号为非第一个导频符号，如图1所示的导频符号N，那么在根据该导频符号N的信道估计值估计出导频符号2N、数据符号2N-1和数据符号2N+1的内容后，可根据导频符号2N、数据符号2N-1和数据符号2N+1的内容，以及估计出的信道估计的时延扩展(或最大径)，从第一信道估计值(如LS信道估计值或MMSE信道估计值)和第二信道估计值(如匹配滤波信道估计值)中确定出导频符号2N的信道估计值，依次类推，直至获得每个导频符号的信道估计值。
可选的，在一些实施例中，根据下一个导频符号的前后数据符号的内容、以及时延扩展或最大径，从第一信道估计值和第二信道估计值中选择下一个导频符号的信道估计值，包括：当时延扩展或最大径大于等于预设门限时，如果下一个导频符号的前一数据符号的内容和下一个导频符号的内容相同，则选择第一信道估计值作为下一个导频符号的信道估计值，否则选择第二信道估计值作为下一个导频符号的信道估计值；当时延扩展或最大径小于预设门限时，如果下一个导频符号的后一数据符号的内容和下一个导频符号的内容相同，则选择第二信道估计值作为下一个导频符号的信道估计值，否则选择第一信道估计值作为下一个导频符号的信道估计值。
具体来说，假设当前导频符号为第一个导频符号，如图1所示的导频符号0，那么当导频符号N位置已得到的时延扩展(或最大径)小于预设门限如0.25μs时，如果导频符号N的后一数据符号N+1的内容与导频符号N的内容相同，则导频符号N的信道估计值为采用第二信道估计方式进行信道估计所获得的估计值即第二信道估计值(如匹配滤波信道估计值)，否则导频符号N的信道估计值为采用第一信道估计方式进行信道估计所获得的估计值即第一信道估计值(如LS信道估计值或MMSE信道估计值)。而当导频符号N位置已得到的时延扩展(或最大径)大于等于预设门限如0.25μs时，如果导频符号N的前一数据符号N-1的内容与导频符号N的内容相同，则导频符号N的信道估计值为采用第一信道估计方式进行信道估计所获得的估计值即第一信道估计值(如LS信道估计值或MMSE信道估计值)，否则导频符号N的信道估计值为采用第二信道估计方式进行信道估计所获得的估计值即第二信道估计值(如匹配滤波信道估计值)。
类似的，当导频符号为非第一个导频符号，如图1所示的导频符号N，那么当导频符号2N位置已得到的时延扩展(或最大径)小于预设门限如0.25μs时，如果导频符号2N的后一数据符号2N+1的内容与导频符号2N的内容相同，则导频符号2N的信道估计值为采用第二信道估计方式进行信道估计所获得的估计值即第二信道估计值(如匹配滤波信道估计值)，否则导频符号2N的信道估计值为采用第一信道估计方式进行信道估计所获得的估计值即第一信道估计值(如LS信道估计值或MMSE信道估计值)。而当导频符号2N位置已得到的时延扩展(或最大径)大于等于预设门限如0.25μs时，如果导频符号2N的前一数据符号2N-1的内容与导频符号2N的内容相同，则导频符号2N的信道估计值为采用第一信道估计方式进行信道估计所获得的估计值即第一信道估计值(如LS信道估计值或MMSE信道估计值)，否则导频符号2N的信道估计值为采用第二信道估计方式进行信道估计所获得的估计值即第二信道估计值(如匹配滤波信道估计值)。
依次类推，可以获得每个导频符号的信道估计值。简言之，可根据导频符号、导频符号的前后数据符号的内容，以及时延扩展或最大径的大小，按照表5所示的择一选择的方式进行信道估计，以获得每个导频符号的信道估计值。
表5
Figure BDA0003250641800000371
需要说明的是，在表5中，第一信道估计方式为LS信道估计方式或MMSE信道估计方式，第二信道估计方式为匹配滤波信道估计方式。
另外需要说明的是，在当前导频符号为第一个导频符号时，如图1所示的导频符号0，可将第二信道估计值(如匹配滤波信道估计值)默认为第一个导频符号的信道估计值。此外，当导频符号的内容、导频符号的前后数据符号的内容均相同时，如表5中的第一种情况，不管时延扩展或最大径如何，均可以利用第一信道估计方式或第二信道估计方式获取导频符号的信道估计值，所获得的信道估计值的准确度相差不大。
本实施例中，通过在下一个导频符号的内容以及前后数据符号的内容的基础上，结合信道估计的时延扩展或最大径，从多个信道估计值中选择一个合适的信道估计值，能够进一步提高信道估计值的准确度，有效提高信道估计性能以及线性调频信号的解调性能。
综上所述，根据本发明实施例的线性调频通信系统的信道估计方法，能够有效保证信道估计值的准确度，提高信道估计性能以及线性调频信号的解调性能，尤其适用于多径信道和扩频因子SF较小的情况。
下面结合附图来详细描述本申请的线性调频通信系统的信道估计装置。
关于信道估计装置的第一种实施例：
参考图13所示，线性调频通信系统的信道估计装置可包括：第一解调模块110和第一信道估计模块120。其中，第一解调模块110用于根据当前导频符号的信道估计值提前解调下一个导频符号的前后数据符号以获得下一个导频符号的前后数据符号的内容；第一信道估计模块120用于根据下一个导频符号的内容和下一个导频符号的前后数据符号的内容，调整下一个导频符号的起始位置，从起始位置对下一个导频符号进行信道估计以获得下一个导频符号的信道估计值。
可选的，在一些实施例中，第一信道估计模块120具体用于：如果下一个导频符号的后一数据符号的内容与下一个导频符号的内容不相同，则调整下一个导频符号的起始位置至第一位置，并从第一位置对下一个导频符号进行信道估计以获得下一个导频符号的信道估计值，否则调整下一个导频符号的起始位置至第二位置，并从第二位置对下一个导频符号进行信道估计以获得下一个导频符号的信道估计值，其中，第一位置位于第二位置之前。
可选的，在一些实施例中，第一信道估计模块120具体用于：通过FFT信道估计方式、匹配滤波信道估计方式、LS信道估计方式和MMSE信道估计方式中的任一种，从起始位置对下一个导频符号进行信道估计以获得下一个导频符号的信道估计值。
可选的，在一些实施例中，参考图13所示，线性调频通信系统的信道估计装置还可包括：第一滤波模块130，用于在第一解调模块110根据当前导频符号的信道估计值提前解调下一个导频符号的前后数据符号以获得下一个导频符号的前后数据符号的内容之前，对当前导频符号的信道估计值进行滤波处理。
需要说明的是，关于第一种线性调频通信系统的信道估计装置的描述，请参考本申请中关于第一种线性调频通信系统的信道估计方法的描述，具体这里不再赘述。
关于信道估计装置的第二种实施例：
参考图14所示，线性调频通信系统的信道估计装置可包括：第一解调模块110、第一信道估计模块120和第一时延扩展估计模块140。其中，第一解调模块110用于根据当前导频符号的信道估计值提前解调下一个导频符号的前后数据符号以获得下一个导频符号的前后数据符号的内容；第一时延扩展估计模块140用于估计信道估计的时延扩展或最大径；第一信道估计模块120用于根据下一个导频符号的内容、下一个导频符号的前后数据符号的内容、以及信道估计的时延扩展或最大径，调整下一个导频符号的起始位置，从起始位置对下一个导频符号进行信道估计以获得下一个导频符号的信道估计值。
可选的，在一些实施例中，第一信道估计模块120具体用于：当时延扩展或最大径小于预设门限时，如果下一个导频符号的后一数据符号的内容与下一个导频符号的内容相同，则调整下一个导频符号的起始位置至第二位置，并从第二位置对下一个导频符号进行信道估计以获得下一个导频符号的信道估计值，否则调整下一个导频符号的起始位置至第一位置，并从第一位置对下一个导频符号进行信道估计以获得下一个导频符号的信道估计值，其中，第一位置位于第二位置之前；当时延扩展或最大径大于等于预设门限时，如果下一个导频符号的前一数据符号的内容与下一个导频符号的内容相同，则调整下一个导频符号的起始位置至第一位置，并从第一位置对下一个导频符号进行信道估计以获得下一个导频符号的信道估计值，否则调整下一个导频符号的起始位置至第二位置，并从第二位置对下一个导频符号进行信道估计以获得下一个导频符号的信道估计值。
可选的，在一些实施例中，第一信道估计模块120具体用于：通过FFT信道估计方式、匹配滤波信道估计方式、LS信道估计方式和MMSE信道估计方式中的任一种，从起始位置对下一个导频符号进行信道估计以获得下一个导频符号的信道估计值。
可选的，在一些实施例中，参考图14所示，线性调频通信系统的信道估计装置还可包括：第一滤波模块130，用于在第一解调模块110根据当前导频符号的信道估计值提前解调下一个导频符号的前后数据符号以获得下一个导频符号的前后数据符号的内容之前，对当前导频符号的信道估计值进行滤波处理。
可选的，在一些实施例中，第一时延扩展估计模块140具体用于：根据同步信号获取第一时延扩展或第一最大径；根据导频符号获取第二时延扩展或第二最大径；根据第一时延扩展和第二时延扩展中的至少一种估计信道估计的时延扩展，或者根据第一最大径和第二最大径中的至少一种估计信道估计的最大径。
可选的，在一些实施例中，第一时延扩展估计模块140具体用于：如果同步信号采用Up chirp方式发送，则将接收的同步信号和发送的同步信号的共轭逐点相乘，并进行反向快速傅里叶变换，以获得第一功率谱；如果同步信号采用Down chirp方式发送，则将接收的同步信号和发送的同步信号的共轭逐点相乘，并进行快速傅里叶变换，以获得第二功率谱；根据第一功率谱或第二功率谱计算获得第一时延扩展，或者根据第一功率谱或第二功率谱计算获得第一最大径。
可选的，在一些实施例中，第一时延扩展估计模块140具体用于：如果导频符号采用Up chirp方式发送，则将接收的导频符号和发送的导频符号的共轭逐点相乘，并进行反向快速傅里叶变换，以获得第三功率谱；如果导频符号采用Down chirp方式发送，则将接收的导频符号和发送的导频符号的共轭逐点相乘，并进行快速傅里叶变换，以获得第四功率谱；根据第三功率谱或第四功率谱计算获得第二时延扩展，或者根据第三功率谱或第四功率谱计算获得第二最大径。
可选的，在一些实施例中，第一时延扩展估计模块140具体用于：在根据第一时延扩展和第二时延扩展中的至少一种估计信道估计的时延扩展时，对第一时延扩展滤波处理以获得信道估计的时延扩展，或者对第二时延扩展滤波处理以获得信道估计的时延扩展，或者对滤波处理后的第一时延扩展和滤波处理后的第二时延扩展加权计算以获得信道估计的时延扩展。
可选的，在一些实施例中，第一时延扩展估计模块140具体用于：在根据第一最大径和第二最大径中的至少一种估计信道估计的最大径时，对第一最大径滤波处理以获得信道估计的最大径，或者对第二最大径滤波处理以获得信道估计的最大径，或者对滤波处理后的第一最大径和第二最大径加权计算以获得信道估计的最大径。
需要说明的是，关于第二种线性调频通信系统的信道估计装置的描述，请参考本申请中关于第二种线性调频通信系统的信道估计方法的描述，具体这里不再赘述。
关于信道估计装置的第三种实施例：
参考图15所示，线性调频通信系统的信道估计装置包括：第二信道估计模块210、第二解调模块220和第一选择模块230。其中，第二信道估计模块210用于分别采用第一信道估计方式和第二信道估计方式对每个导频符号进行信道估计以获得第一信道估计值和第二信道估计值，其中，第一信道估计方式包括FFT信道估计方式、LS信道估计方式和MMSE信道估计方式中的任一种，第二信道估计方式包括匹配滤波信道估计方式；第二解调模块220用于根据当前导频符号的信道估计值提前解调下一个导频符号的前后数据符号以获得下一个导频符号的前后数据符号的内容；第一选择模块230用于根据下一个导频符号的前后数据符号的内容，从第一信道估计值和第二信道估计值中选择下一个导频符号的信道估计值，以获得每个导频符号的信道估计值。
可选的，在一些实施例中，第一选择模块230具体用于：如果下一个导频符号的后一数据符号的内容与下一个导频符号的内容不相同，则选择第一信道估计值作为下一个导频符号的信道估计值，否则选择第二信道估计值作为下一个导频符号的信道估计值。
可选的，在一些实施例中，第一选择模块230还用于：在当前导频符号为第一个导频符号时，将第二信道估计值默认为第一个导频符号的信道估计值。
可选的，在一些实施例中，参考图15所示，线性调频通信系统的信道估计装置还可包括：第二滤波模块240，用于在第二解调模块220将选择的下一个导频符号的信道估计值作为当前导频符号的信道估计值以提前解调下下一个导频符号的前后数据符号之前，对选择的下一个导频符号的信道估计值进行滤波处理。
需要说明的是，关于第三种线性调频通信系统的信道估计装置的描述，请参考本申请中关于第三种线性调频通信系统的信道估计方法的描述，具体这里不再赘述。
关于信道估计装置的第四种实施例：
参考图16所示，线性调频通信系统的信道估计装置包括：第三信道估计模块310、第三解调模块320、第三时延扩展估计模块350和第二选择模块330。其中，第三信道估计模块310用于分别采用第一信道估计方式和第二信道估计方式对每个导频符号进行信道估计以获得第一信道估计值和第二信道估计值，其中，第一信道估计方式为FFT信道估计方式，第二信道估计方式为匹配滤波信道估计方式；第三解调模块320用于根据当前导频符号的信道估计值提前解调下一个导频符号的前后数据符号以获得下一个导频符号的前后数据符号的内容；第三时延扩展估计模块350用于估计信道估计的时延扩展或最大径；第二选择模块330用于根据下一个导频符号的前后数据符号的内容、以及时延扩展或最大径，从第一信道估计值和第二信道估计值中选择下一个导频符号的信道估计值，以获得每个导频符号的信道估计值。
可选的，在一些实施例中，第二选择模块330具体用于：当时延扩展或最大径大于等于预设门限时，如果下一个导频符号的前一数据符号的内容和下一个导频符号的内容相同，则选择第一信道估计值作为下一个导频符号的信道估计值，否则选择第二信道估计值作为下一个导频符号的信道估计值；当时延扩展或最大径小于预设门限时，如果下一个导频符号的后一数据符号的内容和下一个导频符号的内容相同，则选择第二信道估计值作为下一个导频符号的信道估计值，否则选择第一信道估计值作为下一个导频符号的信道估计值。
可选的，在一些实施例中，第二选择模块330还用于：在当前导频符号为第一个导频符号时，将第二信道估计值默认为第一个导频符号的信道估计值。
可选的，在一些实施例中，参考图16所示，线性调频通信系统的信道估计装置还可包括：第三滤波模块340，用于在第三解调模块320将选择的下一个导频符号的信道估计值作为当前导频符号的信道估计值以提前解调下下一个导频符号的前后数据符号之前，对选择的下一个导频符号的信道估计值进行滤波处理。
可选的，在一些实施例中，第三时延扩展估计模块350具体用于：根据同步信号获取第一时延扩展或第一最大径；根据导频符号获取第二时延扩展或第二最大径；根据第一时延扩展和第二时延扩展中的至少一种估计信道估计的时延扩展，或者根据第一最大径和第二最大径中的至少一种估计信道估计的最大径。
可选的，在一些实施例中，第三时延扩展估计模块350具体用于：如果同步信号采用Up chirp方式发送，则将接收的同步信号和发送的同步信号的共轭逐点相乘，并进行反向快速傅里叶变换，以获得第一功率谱；如果同步信号采用Down chirp方式发送，则将接收的同步信号和发送的同步信号的共轭逐点相乘，并进行快速傅里叶变换，以获得第二功率谱；根据第一功率谱或第二功率谱计算获得第一时延扩展，或者根据第一功率谱或第二功率谱计算获得第一最大径。
可选的，在一些实施例中，第三时延扩展估计模块350具体用于：如果导频符号采用Up chirp方式发送，则将接收的导频符号和发送的导频符号的共轭逐点相乘，并进行反向快速傅里叶变换，以获得第三功率谱；如果导频符号采用Down chirp方式发送，则将接收的导频符号和发送的导频符号的共轭逐点相乘，并进行快速傅里叶变换，以获得第四功率谱；根据第三功率谱或第四功率谱计算获得第二时延扩展，或者根据第三功率谱或第四功率谱计算获得第二最大径。
可选的，在一些实施例中，第三时延扩展估计模块350具体用于：在根据第一时延扩展和第二时延扩展中的至少一种估计信道估计的时延扩展时，对第一时延扩展滤波处理以获得信道估计的时延扩展，或者对第二时延扩展滤波处理以获得信道估计的时延扩展，或者对滤波处理后的第一时延扩展和滤波处理后的第二时延扩展加权计算以获得信道估计的时延扩展。
可选的，在一些实施例中，第三时延扩展估计模块350具体用于：在根据第一最大径和第二最大径中的至少一种估计信道估计的最大径时，对第一最大径滤波处理以获得信道估计的最大径，或者对第二最大径滤波处理以获得信道估计的最大径，或者对滤波处理后的第一最大径和第二最大径加权计算以获得信道估计的最大径。
需要说明的是，关于第四种线性调频通信系统的信道估计装置的描述，请参考本申请中关于第四种线性调频通信系统的信道估计方法的描述，具体这里不再赘述。
关于信道估计装置的第五种实施例：
参考图17所示，线性调频通信系统的信道估计装置包括：第二信道估计模块210、第二解调模块220、第二时延扩展估计模块250和第一选择模块230。其中，第二信道估计模块210用于分别采用第一信道估计方式和第二信道估计方式对每个导频符号进行信道估计以获得第一信道估计值和第二信道估计值，其中，第一信道估计方式包括LS信道估计方式和MMSE信道估计方式中的任一种，第二信道估计方式包括匹配滤波信道估计方式；第二解调模块220用于根据当前导频符号的信道估计值提前解调下一个导频符号的前后数据符号以获得下一个导频符号的前后数据符号的内容；第二时延扩展估计模块250用于估计信道估计的时延扩展或最大径；第一选择模块230用于根据下一个导频符号的前后数据符号的内容、以及时延扩展或最大径，从第一信道估计值和第二信道估计值中选择下一个导频符号的信道估计值，以获得每个导频符号的信道估计值。
可选的，在一些实施例中，第一选择模块230具体用于：当时延扩展或最大径大于等于预设门限时，如果下一个导频符号的前一数据符号的内容和下一个导频符号的内容相同，则选择第一信道估计值作为下一个导频符号的信道估计值，否则选择第二信道估计值作为下一个导频符号的信道估计值；当时延扩展或最大径小于预设门限时，如果下一个导频符号的后一数据符号的内容和下一个导频符号的内容相同，则选择第二信道估计值作为下一个导频符号的信道估计值，否则选择第一信道估计值作为下一个导频符号的信道估计值。
可选的，在一些实施例中，第一选择模块230还用于：在当前导频符号为第一个导频符号时，将第二信道估计值默认为第一个导频符号的信道估计值。
可选的，在一些实施例中，参考图17所示，线性调频通信系统的信道估计装置还可包括：第二滤波模块240，用于在第二解调模块220将选择的下一个导频符号的信道估计值作为当前导频符号的信道估计值以提前解调下下一个导频符号的前后数据符号之前，对选择的下一个导频符号的信道估计值进行滤波处理。
可选的，在一些实施例中，第二时延扩展估计模块250具体用于：根据同步信号获取第一时延扩展或第一最大径；根据导频符号获取第二时延扩展或第二最大径；根据第一时延扩展和第二时延扩展中的至少一种估计信道估计的时延扩展，或者根据第一最大径和第二最大径中的至少一种估计信道估计的最大径。
可选的，在一些实施例中，第二时延扩展估计模块250具体用于：如果同步信号采用Up chirp方式发送，则将接收的同步信号和发送的同步信号的共轭逐点相乘，并进行反向快速傅里叶变换，以获得第一功率谱；如果同步信号采用Down chirp方式发送，则将接收的同步信号和发送的同步信号的共轭逐点相乘，并进行快速傅里叶变换，以获得第二功率谱；根据第一功率谱或第二功率谱计算获得第一时延扩展，或者根据第一功率谱或第二功率谱计算获得第一最大径。
可选的，在一些实施例中，第二时延扩展估计模块250具体用于：如果导频符号采用Up chirp方式发送，则将接收的导频符号和发送的导频符号的共轭逐点相乘，并进行反向快速傅里叶变换，以获得第三功率谱；如果导频符号采用Down chirp方式发送，则将接收的导频符号和发送的导频符号的共轭逐点相乘，并进行快速傅里叶变换，以获得第四功率谱；根据第三功率谱或第四功率谱计算获得第二时延扩展，或者根据第三功率谱或第四功率谱计算获得第二最大径。
可选的，在一些实施例中，第二时延扩展估计模块250具体用于：在根据第一时延扩展和第二时延扩展中的至少一种估计信道估计的时延扩展时，对第一时延扩展滤波处理以获得信道估计的时延扩展，或者对第二时延扩展滤波处理以获得信道估计的时延扩展，或者对滤波处理后的第一时延扩展和滤波处理后的第二时延扩展加权计算以获得信道估计的时延扩展。
可选的，在一些实施例中，第二时延扩展估计模块250具体用于：在根据第一最大径和第二最大径中的至少一种估计信道估计的最大径时，对第一最大径滤波处理以获得信道估计的最大径，或者对第二最大径滤波处理以获得信道估计的最大径，或者对滤波处理后的第一最大径和第二最大径加权计算以获得信道估计的最大径。
需要说明的是，关于第五种线性调频通信系统的信道估计装置的描述，请参考本申请中关于第五种线性调频通信系统的信道估计方法的描述，具体这里不再赘述。
根据本发明实施例的线性调频通信系统的信道估计装置，能够有效保证信道估计值的准确度，提高信道估计性能以及线性调频信号的解调性能，尤其适用于多径信道和扩频因子SF较小的情况。
在一些实施例中，提供了一种线性调频通信系统，其可包括前述的第一种至第五种线性调频通信系统的信道估计装置中的任一种。该系统通过前述的任一种线性调频通信系统的信道估计装置，能够有效保证信道估计值的准确度，提高信道估计性能以及线性调频信号的解调性能。
在一些实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有线性调频通信系统的信道估计程序，该信道估计程序被处理器执行时实现前述的第一种至第五种线性调频通信系统的信道估计方法中的任一种。该存储介质通过执行前述的任一种线性调频通信系统的信道估计方法，能够有效保证信道估计值的准确度，提高信道估计性能以及线性调频信号的解调性能。
在一些实施例中，提供了一种芯片，其包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现前述的第一种至第五种线性调频通信系统的信道估计方法中的任一种。该芯片通过执行前述的任一种线性调频通信系统的信道估计方法，能够有效保证信道估计值的准确度，提高信道估计性能以及线性调频信号的解调性能。
需要说明的是，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据符号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (37)

1.一种线性调频通信系统的信道估计方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据当前导频符号的信道估计值提前解调下一个导频符号的前后数据符号以获得所述下一个导频符号的前后数据符号的内容；
根据所述下一个导频符号的内容和所述下一个导频符号的前后数据符号的内容是否相同，调整所述下一个导频符号的起始位置，从所述起始位置对所述下一个导频符号进行信道估计以获得所述下一个导频符号的信道估计值。
2.如权利要求1所述的线性调频通信系统的信道估计方法，其特征在于，所述根据所述下一个导频符号的内容和所述下一个导频符号的前后数据符号的内容是否相同，调整所述下一个导频符号的起始位置，从所述起始位置对所述下一个导频符号进行信道估计以获得所述下一个导频符号的信道估计值，包括：
如果所述下一个导频符号的后一数据符号的内容与所述下一个导频符号的内容不相同，则调整所述下一个导频符号的起始位置至第一位置，并从所述第一位置对所述下一个导频符号进行信道估计以获得所述下一个导频符号的信道估计值，否则调整所述下一个导频符号的起始位置至第二位置，并从所述第二位置对所述下一个导频符号进行信道估计以获得所述下一个导频符号的信道估计值，其中，所述第一位置位于所述第二位置之前。
3.如权利要求1所述的线性调频通信系统的信道估计方法，其特征在于，所述方法还包括：
估计信道估计的时延扩展或最大径；
根据所述下一个导频符号的内容、所述下一个导频符号的前后数据符号的内容、以及所述时延扩展或所述最大径，调整所述下一个导频符号的起始位置，从所述起始位置对所述下一个导频符号进行信道估计以获得所述下一个导频符号的信道估计值。
4.如权利要求3所述的线性调频通信系统的信道估计方法，其特征在于，所述根据所述下一个导频符号的内容、所述下一个导频符号的前后数据符号的内容、以及所述时延扩展或所述最大径，调整所述下一个导频符号的起始位置，从所述起始位置对所述下一个导频符号进行信道估计以获得所述下一个导频符号的信道估计值，包括：
当所述时延扩展或所述最大径小于预设门限时，如果所述下一个导频符号的后一数据符号的内容与所述下一个导频符号的内容相同，则调整所述下一个导频符号的起始位置至第二位置，并从所述第二位置对所述下一个导频符号进行信道估计以获得所述下一个导频符号的信道估计值，否则调整所述下一个导频符号的起始位置至第一位置，并从所述第一位置对所述下一个导频符号进行信道估计以获得所述下一个导频符号的信道估计值，其中，所述第一位置位于所述第二位置之前；
当所述时延扩展或所述最大径大于等于所述预设门限时，如果所述下一个导频符号的前一数据符号的内容与所述下一个导频符号的内容相同，则调整所述下一个导频符号的起始位置至所述第一位置，并从所述第一位置对所述下一个导频符号进行信道估计以获得所述下一个导频符号的信道估计值，否则调整所述下一个导频符号的起始位置至所述第二位置，并从所述第二位置对所述下一个导频符号进行信道估计以获得所述下一个导频符号的信道估计值。
5.如权利要求3所述的线性调频通信系统的信道估计方法，其特征在于，所述估计信道估计的时延扩展或最大径，包括：
根据同步信号获取第一时延扩展或第一最大径；
根据所述导频符号获取第二时延扩展或第二最大径；
根据所述第一时延扩展和所述第二时延扩展中的至少一种估计所述信道估计的时延扩展，或者根据所述第一最大径和所述第二最大径中的至少一种估计所述信道估计的最大径。
6.如权利要求5所述的线性调频通信系统的信道估计方法，其特征在于，所述根据同步信号获取第一时延扩展或第一最大径，包括：
如果所述同步信号采用Up chirp方式发送，则将接收的同步信号和发送的同步信号的共轭逐点相乘，并进行反向快速傅里叶变换，以获得第一功率谱；
如果所述同步信号采用Down chirp方式发送，则将接收的同步信号和发送的同步信号的共轭逐点相乘，并进行快速傅里叶变换，以获得第二功率谱；
根据所述第一功率谱或所述第二功率谱计算获得所述第一时延扩展，或者根据所述第一功率谱或所述第二功率谱计算获得所述第一最大径。
7.如权利要求5所述的线性调频通信系统的信道估计方法，其特征在于，所述根据所述导频符号获取第二时延扩展或第二最大径，包括：
如果所述导频符号采用Up chirp方式发送，则将接收的导频符号和发送的导频符号的共轭逐点相乘，并进行反向快速傅里叶变换，以获得第三功率谱；
如果所述导频符号采用Down chirp方式发送，则将接收的导频符号和发送的导频符号的共轭逐点相乘，并进行快速傅里叶变换，以获得第四功率谱；
根据所述第三功率谱或所述第四功率谱计算获得所述第二时延扩展，或者根据所述第三功率谱或所述第四功率谱计算获得所述第二最大径。
8.如权利要求5所述的线性调频通信系统的信道估计方法，其特征在于，所述根据所述第一时延扩展和所述第二时延扩展中的至少一种估计所述信道估计的时延扩展，包括：
对所述第一时延扩展滤波处理以获得所述信道估计的时延扩展，或者对所述第二时延扩展滤波处理以获得所述信道估计的时延扩展，或者对滤波处理后的第一时延扩展和滤波处理后的第二时延扩展加权计算以获得所述信道估计的时延扩展。
9.如权利要求5所述的线性调频通信系统的信道估计方法，其特征在于，所述根据所述第一最大径和所述第二最大径中的至少一种估计所述信道估计的最大径，包括：
对所述第一最大径滤波处理以获得所述信道估计的最大径，或者对所述第二最大径滤波处理以获得所述信道估计的最大径，或者对滤波处理后的第一最大径和滤波处理后的第二最大径加权计算以获得所述信道估计的最大径。
10.如权利要求1-9中任一项所述的线性调频通信系统的信道估计方法，其特征在于，通过FFT信道估计方式、匹配滤波信道估计方式、LS信道估计方式和MMSE信道估计方式中的任一种，从所述起始位置对所述下一个导频符号进行信道估计以获得所述下一个导频符号的信道估计值。
11.如权利要求1所述的线性调频通信系统的信道估计方法，其特征在于，在根据当前导频符号的信道估计值提前解调下一个导频符号的前后数据符号以获得所述下一个导频符号的前后数据符号的内容之前，还对所述当前导频符号的信道估计值进行滤波处理。
12.一种线性调频通信系统的信道估计方法，其特征在于，包括以下步骤：
分别采用第一信道估计方式和第二信道估计方式对每个导频符号进行信道估计以获得第一信道估计值和第二信道估计值，其中，所述第一信道估计方式包括LS信道估计方式和MMSE信道估计方式中的任一种，所述第二信道估计方式包括匹配滤波信道估计方式；
根据当前导频符号的信道估计值提前解调下一个导频符号的前后数据符号以获得所述下一个导频符号的前后数据符号的内容；
根据所述下一导频符号的内容和所述下一个导频符号的前后数据符号的内容是否相同，从所述第一信道估计值和所述第二信道估计值中选择所述下一个导频符号的信道估计值，以获得每个导频符号的信道估计值。
13.如权利要求12所述的线性调频通信系统的信道估计方法，其特征在于，所述根据所述下一导频符号的内容和所述下一个导频符号的前后数据符号的内容是否相同，从所述第一信道估计值和所述第二信道估计值中选择所述下一个导频符号的信道估计值，包括：
如果所述下一个导频符号的后一数据符号的内容与所述下一个导频符号的内容不相同，则选择所述第一信道估计值作为所述下一个导频符号的信道估计值，否则选择所述第二信道估计值作为所述下一个导频符号的信道估计值。
14.如权利要求12所述的线性调频通信系统的信道估计方法，其特征在于，所述方法还包括：
估计信道估计的时延扩展或最大径；
根据所述下一个导频符号的前后数据符号的内容、以及所述时延扩展或所述最大径，从所述第一信道估计值和所述第二信道估计值中选择所述下一个导频符号的信道估计值，以获得每个导频符号的信道估计值。
15.如权利要求14所述的线性调频通信系统的信道估计方法，其特征在于，所述根据所述下一个导频符号的前后数据符号的内容、以及所述时延扩展或所述最大径，从所述第一信道估计值和所述第二信道估计值中选择所述下一个导频符号的信道估计值，包括：
当所述时延扩展或所述最大径大于等于预设门限时，如果所述下一个导频符号的前一数据符号的内容和所述下一个导频符号的内容相同，则选择所述第一信道估计值作为所述下一个导频符号的信道估计值，否则选择所述第二信道估计值作为所述下一个导频符号的信道估计值；
当所述时延扩展或所述最大径小于所述预设门限时，如果所述下一个导频符号的后一数据符号的内容和所述下一个导频符号的内容相同，则选择所述第二信道估计值作为所述下一个导频符号的信道估计值，否则选择所述第一信道估计值作为所述下一个导频符号的信道估计值。
16.如权利要求14所述的线性调频通信系统的信道估计方法，其特征在于，所述估计信道估计的时延扩展或最大径，包括：
根据同步信号获取第一时延扩展或第一最大径；
根据所述导频符号获取第二时延扩展或第二最大径；
根据所述第一时延扩展和所述第二时延扩展中的至少一种估计所述信道估计的时延扩展，或者根据所述第一最大径和所述第二最大径中的至少一种估计所述信道估计的最大径。
17.如权利要求16所述的线性调频通信系统的信道估计方法，其特征在于，所述根据同步信号获取第一时延扩展或第一最大径，包括：
如果所述同步信号采用Up chirp方式发送，则将接收的同步信号和发送的同步信号的共轭逐点相乘，并进行反向快速傅里叶变换，以获得第一功率谱；
如果所述同步信号采用Down chirp方式发送，则将接收的同步信号和发送的同步信号的共轭逐点相乘，并进行快速傅里叶变换，以获得第二功率谱；
根据所述第一功率谱或所述第二功率谱计算获得所述第一时延扩展，或者根据所述第一功率谱或所述第二功率谱计算获得所述第一最大径。
18.如权利要求16所述的线性调频通信系统的信道估计方法，其特征在于，所述根据所述导频符号获取第二时延扩展或第二最大径，包括：
如果所述导频符号采用Up chirp方式发送，则将接收的导频符号和发送的导频符号的共轭逐点相乘，并进行反向快速傅里叶变换，以获得第三功率谱；
如果所述导频符号采用Down chirp方式发送，则将接收的导频符号和发送的导频符号的共轭逐点相乘，并进行快速傅里叶变换，以获得第四功率谱；
根据所述第三功率谱或所述第四功率谱计算获得所述第二时延扩展，或者根据所述第三功率谱或所述第四功率谱计算获得所述第二最大径。
19.如权利要求16所述的线性调频通信系统的信道估计方法，其特征在于，所述根据所述第一时延扩展和所述第二时延扩展中的至少一种估计所述信道估计的时延扩展，包括：
对所述第一时延扩展滤波处理以获得所述信道估计的时延扩展，或者对所述第二时延扩展滤波处理以获得所述信道估计的时延扩展，或者对滤波处理后的第一时延扩展和滤波处理后的第二时延扩展加权计算以获得所述信道估计的时延扩展。
20.如权利要求16所述的线性调频通信系统的信道估计方法，其特征在于，所述根据所述第一最大径和所述第二最大径中的至少一种估计所述信道估计的最大径，包括：
对所述第一最大径滤波处理以获得所述信道估计的最大径，或者对所述第二最大径滤波处理以获得所述信道估计的最大径，或者对滤波处理后的第一最大径和第二最大径加权计算以获得所述信道估计的最大径。
21.如权利要求12所述的线性调频通信系统的信道估计方法，其特征在于，在所述当前导频符号为第一个导频符号时，将所述第二信道估计值默认为所述第一个导频符号的信道估计值。
22.如权利要求12所述的线性调频通信系统的信道估计方法，其特征在于，在将选择的所述下一个导频符号的信道估计值作为当前导频符号的信道估计值以提前解调下下一个导频符号的前后数据符号之前，还对选择的所述下一个导频符号的信道估计值进行滤波处理。
23.一种线性调频通信系统的信道估计方法，其特征在于，包括以下步骤：
分别采用第一信道估计方式和第二信道估计方式对每个导频符号进行信道估计以获得第一信道估计值和第二信道估计值，其中，所述第一信道估计方式为FFT信道估计方式，所述第二信道估计方式为匹配滤波信道估计方式；
根据当前导频符号的信道估计值提前解调下一个导频符号的前后数据符号以获得所述下一个导频符号的前后数据符号的内容，并估计信道估计的时延扩展或最大径；
根据所述下一个导频符号的内容和所述下一个导频符号的前后数据符号的内容是否相同、以及所述时延扩展或所述最大径，从所述第一信道估计值和所述第二信道估计值中选择所述下一个导频符号的信道估计值，以获得每个导频符号的信道估计值。
24.如权利要求23所述的线性调频通信系统的信道估计方法，其特征在于，所述根据所述下一个导频符号的内容和所述下一个导频符号的前后数据符号的内容是否相同、以及所述时延扩展或所述最大径，从所述第一信道估计值和所述第二信道估计值中选择所述下一个导频符号的信道估计值，包括：
当所述时延扩展或所述最大径大于等于预设门限时，如果所述下一个导频符号的前一数据符号的内容和所述下一个导频符号的内容相同，则选择所述第一信道估计值作为所述下一个导频符号的信道估计值，否则选择所述第二信道估计值作为所述下一个导频符号的信道估计值；
当所述时延扩展或所述最大径小于所述预设门限时，如果所述下一个导频符号的后一数据符号的内容和所述下一个导频符号的内容相同，则选择所述第二信道估计值作为所述下一个导频符号的信道估计值，否则选择所述第一信道估计值作为所述下一个导频符号的信道估计值。
25.如权利要求23所述的线性调频通信系统的信道估计方法，其特征在于，所述估计信道估计的时延扩展或最大径，包括：
根据同步信号获取第一时延扩展或第一最大径；
根据所述导频符号获取第二时延扩展或第二最大径；
根据所述第一时延扩展和所述第二时延扩展中的至少一种估计所述信道估计的时延扩展，或者根据所述第一最大径和所述第二最大径中的至少一种估计所述信道估计的最大径。
26.如权利要求25所述的线性调频通信系统的信道估计方法，其特征在于，所述根据同步信号获取第一时延扩展或第一最大径，包括：
如果所述同步信号采用Up chirp方式发送，则将接收的同步信号和发送的同步信号的共轭逐点相乘，并进行反向快速傅里叶变换，以获得第一功率谱；
如果所述同步信号采用Down chirp方式发送，则将接收的同步信号和发送的同步信号的共轭逐点相乘，并进行快速傅里叶变换，以获得第二功率谱；
根据所述第一功率谱或所述第二功率谱计算获得所述第一时延扩展，或者根据所述第一功率谱或所述第二功率谱计算获得所述第一最大径。
27.如权利要求25所述的线性调频通信系统的信道估计方法，其特征在于，所述根据所述导频符号获取第二时延扩展或第二最大径，包括：
如果所述导频符号采用Up chirp方式发送，则将接收的导频符号和发送的导频符号的共轭逐点相乘，并进行反向快速傅里叶变换，以获得第三功率谱；
如果所述导频符号采用Down chirp方式发送，则将接收的导频符号和发送的导频符号的共轭逐点相乘，并进行快速傅里叶变换，以获得第四功率谱；
根据所述第三功率谱或所述第四功率谱计算获得所述第二时延扩展，或者根据所述第三功率谱或所述第四功率谱计算获得所述第二最大径。
28.如权利要求25所述的线性调频通信系统的信道估计方法，其特征在于，所述根据所述第一时延扩展和所述第二时延扩展中的至少一种估计所述信道估计的时延扩展，包括：
对所述第一时延扩展滤波处理以获得所述信道估计的时延扩展，或者对所述第二时延扩展滤波处理以获得所述信道估计的时延扩展，或者对滤波处理后的第一时延扩展和滤波处理后的第二时延扩展加权计算以获得所述信道估计的时延扩展。
29.如权利要求25所述的线性调频通信系统的信道估计方法，其特征在于，所述根据所述第一最大径和所述第二最大径中的至少一种估计所述信道估计的最大径，包括：
对所述第一最大径滤波处理以获得所述信道估计的最大径，或者对所述第二最大径滤波处理以获得所述信道估计的最大径，或者对滤波处理后的第一最大径和第二最大径加权计算以获得所述信道估计的最大径。
30.如权利要求23所述的线性调频通信系统的信道估计方法，其特征在于，在所述当前导频符号为第一个导频符号时，将所述第二信道估计值默认为所述第一个导频符号的信道估计值。
31.如权利要求23所述的线性调频通信系统的信道估计方法，其特征在于，在将选择的所述下一个导频符号的信道估计值作为当前导频符号的信道估计值以提前解调下下一个导频符号的前后数据符号之前，还对选择的所述下一个导频符号的信道估计值进行滤波处理。
32.一种线性调频通信系统的信道估计装置，其特征在于，包括：
第一解调模块，用于根据当前导频符号的信道估计值提前解调下一个导频符号的前后数据符号以获得所述下一个导频符号的前后数据符号的内容；
第一信道估计模块，用于根据所述下一个导频符号的内容和所述下一个导频符号的前后数据符号的内容是否相同，调整所述下一个导频符号的起始位置，从所述起始位置对所述下一个导频符号进行信道估计以获得所述下一个导频符号的信道估计值。
33.一种线性调频通信系统的信道估计装置，其特征在于，包括：
第二信道估计模块，用于分别采用第一信道估计方式和第二信道估计方式对每个导频符号进行信道估计以获得第一信道估计值和第二信道估计值，其中，所述第一信道估计方式包括LS信道估计方式和MMSE信道估计方式中的任一种，所述第二信道估计方式包括匹配滤波信道估计方式；
第二解调模块，用于根据当前导频符号的信道估计值提前解调下一个导频符号的前后数据符号以获得所述下一个导频符号的前后数据符号的内容；
第一选择模块，用于根据所述下一导频符号的内容和所述下一个导频符号的前后数据符号的内容是否相同，从所述第一信道估计值和所述第二信道估计值中选择所述下一个导频符号的信道估计值，以获得每个导频符号的信道估计值。
34.一种线性调频通信系统的信道估计装置，其特征在于，包括：
第三信道估计模块，用于分别采用第一信道估计方式和第二信道估计方式对每个导频符号进行信道估计以获得第一信道估计值和第二信道估计值，其中，所述第一信道估计方式为FFT信道估计方式，所述第二信道估计方式为匹配滤波信道估计方式；
第三解调模块，用于根据当前导频符号的信道估计值提前解调下一个导频符号的前后数据符号以获得所述下一个导频符号的前后数据符号的内容；
第三时延扩展估计模块，用于估计信道估计的时延扩展或最大径；
第二选择模块，用于根据所述下一个导频符号的内容和所述下一个导频符号的前后数据符号的内容是否相同、以及所述时延扩展或所述最大径，从所述第一信道估计值和所述第二信道估计值中选择所述下一个导频符号的信道估计值，以获得每个导频符号的信道估计值。
35.一种线性调频通信系统，其特征在于，包括如权利要求32-34中任一项所述的线性调频通信系统的信道估计装置。
36.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有线性调频通信系统的信道估计程序，该信道估计程序被处理器执行时实现权利要求1-31中任一项所述的线性调频通信系统的信道估计方法。
37.一种芯片，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，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1-31中任一项所述的线性调频通信系统的信道估计方法。
CN202111044240.8A 2020-09-09 2021-09-07 线性调频通信系统及其信道估计方法、装置、介质和芯片 Active CN113746770B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CN2021/117273 WO2022052960A1 (zh) 2020-09-09 2021-09-08 线性调频通信系统及其信道估计方法、装置、介质和芯片
EP21866013.2A EP4213453A4 (en) 2020-09-09 2021-09-08 LINEAR FREQUENCY MODULATION COMMUNICATION SYSTEM AND CHANNEL ESTIMATION METHOD AND RELATED APPARATUS, MEDIUM, AND CHIP

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010941423.9A CN112260974A (zh) 2020-09-09 2020-09-09 线性调频通信系统及其信道估计方法和装置、存储介质
CN2020109414239 2020-09-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113746770A CN113746770A (zh) 2021-12-03
CN113746770B true CN113746770B (zh) 2022-11-11

Family

ID=74233065

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010941423.9A Pending CN112260974A (zh) 2020-09-09 2020-09-09 线性调频通信系统及其信道估计方法和装置、存储介质
CN202111044240.8A Active CN113746770B (zh) 2020-09-09 2021-09-07 线性调频通信系统及其信道估计方法、装置、介质和芯片

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010941423.9A Pending CN112260974A (zh) 2020-09-09 2020-09-09 线性调频通信系统及其信道估计方法和装置、存储介质

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP4213453A4 (zh)
CN (2) CN112260974A (zh)
WO (1) WO2022052960A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112260974A (zh) * 2020-09-09 2021-01-22 北京智芯微电子科技有限公司 线性调频通信系统及其信道估计方法和装置、存储介质
CN117439846A (zh) * 2022-07-15 2024-01-23 中兴通讯股份有限公司 信号处理方法、电子设备及存储介质
CN115834303B (zh) * 2023-02-14 2023-04-28 南京创芯慧联技术有限公司 自适应频域信道估计方法、装置、通信设备和存储介质
CN117111126B (zh) * 2023-10-20 2023-12-22 成都格理特电子技术有限公司 基于北斗的石化工作人员联合定位方法和装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2039094B1 (fr) * 2006-07-12 2012-06-27 France Telecom Procédés d'emission et de recéption d'un signal multiporteuse comprenant des pilotes isolés, dispositifs et produits programme d'ordinateur correspondants
CN101212429B (zh) * 2006-12-25 2010-09-08 北大方正集团有限公司 一种多载波码分多址系统的信道估计方法和系统
CN101325568B (zh) * 2007-06-12 2012-02-22 华为技术有限公司 基于正交频分复用系统的信道估计方法及其装置
WO2012067424A2 (ko) * 2010-11-19 2012-05-24 한국전자통신연구원 데이터 송수신 장치 및 방법
US20130051320A1 (en) * 2011-08-25 2013-02-28 Texas Instruments Incorporated Channel Estimation using Pilot-Based Symbols
CN103179056B (zh) * 2011-12-23 2017-12-08 山东比特智能科技股份有限公司 信道估计方法及装置
CN106788629A (zh) * 2016-11-30 2017-05-31 哈尔滨工业大学 基于信道估计的用于波束选择的低复杂度波束形成方法及装置
US10461963B2 (en) * 2017-06-01 2019-10-29 Silicon Laboratories Inc. Two-dimensional filtering of pilots and carriers for OFDM channel estimation
CN107733464A (zh) * 2017-11-01 2018-02-23 中山大学花都产业科技研究院 一种Chirp扩频通信系统的联合检测方法及系统
CN109412987B (zh) * 2018-12-07 2022-02-18 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种ofdm系统信道跟踪方法
CN112260974A (zh) * 2020-09-09 2021-01-22 北京智芯微电子科技有限公司 线性调频通信系统及其信道估计方法和装置、存储介质

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基于Chirp导频的DS-CDMA信道多径时延估计;张建华等;《科协论坛(下半月)》;20110525(第05期);全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN112260974A (zh) 2021-01-22
EP4213453A4 (en) 2024-03-20
CN113746770A (zh) 2021-12-03
WO2022052960A1 (zh) 2022-03-17
EP4213453A1 (en) 2023-07-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113746770B (zh) 线性调频通信系统及其信道估计方法、装置、介质和芯片
CN108234364B (zh) 一种lte-a系统中基于小区参考信号的信道估计方法
RU2365055C2 (ru) Точное вхождение в синхронизм
JP6824442B2 (ja) アップリンク同期タイミング偏差を決定するための方法および装置
US8675792B2 (en) Method of Doppler spread estimation
US10142154B2 (en) Minimizing inter-symbol interference in OFDM signals
EP2067327A1 (en) Detection of time-frequency hopping patterns
CN112702290B (zh) 一种信道估计方法和设备
WO2010091216A2 (en) Methods and systems for least squares block channel estimation
CN114301500A (zh) 多用户扩频通信系统的同步方法、装置、接收及发送装置
CN104104623B (zh) 正交频分复用系统中信道估计方法及其装置
EP2168296A2 (en) A method for interference estimation for orthogonal pilot patterns
JP2023524631A (ja) Ｏｆｄｍシステムでのチャネル推定および等化
WO2021099362A1 (en) Access node, user equipment, and corresponding apparatuses, methods and computer programs
CN113315733B (zh) 一种时频同步方法、通信系统及存储介质
CN110224963B (zh) 符号定时同步位置的确定方法及装置、存储介质
CN105187351B (zh) 一种多径信道下的ofdm定时同步检测方法
CN114338296A (zh) 信道估计和解调方法、装置及介质、接收设备、发送设备
US11817973B2 (en) Method and receiving node for determining channel window length
CN102957637B (zh) 一种单载波频域均衡高速业务的信道估计方法和装置
CN110651453B (zh) 数据合并方法、装置及设备
KR100948511B1 (ko) 디맵퍼의 하드 디시젼을 이용한 채널 추정장치 및 채널 추정방법과 그 추정장치를 포함한 ｏｆｄｍ 수신장치
KR20110068790A (ko) 주파수 영역의 채널 추정 장치 및 방법
CN102143098B (zh) 一种正交频分复用系统中的信道估计方法及装置
CN111953624A (zh) 一种回波时延估计方法及装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant