CN114071705B - 一种时延扩展获取方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种时延扩展获取方法和装置。其中，方法包括：接收导频序列，将所述导频序列与本地导频序列进行LS估计或者初步降噪，得到信道估计值；将所述信道估计值与预存的多组序列进行相关运算，得到多个相关系数；从所述多个相关系数中找到最大相关系数；将所述最大相关系数对应的信道时延扩展作为当前信道估计使用的时延扩展，使用所述时延扩展进行信道首径判断与定位计算。本发明能够在提高时延扩展精度的同时，降低计算量。

Description

一种时延扩展获取方法和装置
技术领域
本发明涉及无线定位技术领域，特别是涉及一种时延扩展获取方法和装置。
背景技术
无线信道复杂多变，信号到达时间很难得到，对信道时延扩展获取是提升基站定位精度的重要手段。现有估计先到时延扩展方式包括：
1)简单的假设固定时延扩展；
2)根据SNR选择时延扩展；
3)在变换域进行PDP估计；
以上三种现有方式的优缺点如下：
1)固定时延扩展优点是简单，缺点是与先验强相关，当实际与先验相差较大时，性能会有较大恶化。
2)根据SNR进行时延扩展估计的优点是比固定时延扩展性能稍好；缺点是，首先，SNR只能用历史值；其次，时延扩展与SNR虽然有一定相关性，但降噪窗的宽度与信道先验相关性很强，先验选不好影响降噪性能。
3)根据PDP估计时延扩展需要进行变换域计算，优点是性能好估计准确；缺点是计算量大，维护复杂，可能需要大量历史信息。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种时延扩展获取方法，提高时延扩展精度的同时降低计算量。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种时延扩展获取方法，包括以下步骤：
(1)接收导频序列，将所述导频序列与本地导频序列进行信道估计或者初步降噪，得到信道估计值；
(2)将所述信道估计值与预存的多组序列进行相关运算，得到多个相关系数；其中，所述预存的多组序列中每组序列在变换域对应不同的信道时延扩展；
(3)从所述多个相关系数中找到最大相关系数；
(4)将所述最大相关系数对应的信道时延扩展作为当前信道估计使用的时延扩展，使用所述时延扩展进行信道首径判断与定位计算。
所述步骤(2)中将所述信道估计值分别与预存的多组序列进行相关运算时，采用HBF或只需要加法运算的CIC对所述多组序列进行抽取处理，所述抽取处理的原则是对信道时延扩展不造成失真。
所述步骤(2)中将所述信道估计值分别与预存的多组序列进行相关运算时，对所述多组序列进行截断处理，所述截断处理的原则是对信道时延扩展不造成失真。
所述步骤(2)中所述多组序列按照时延扩展由小到大或由大到小的顺序进行排列，并采用二叉树分类法对所述信道估计值与预存的多组序列进行相关运算。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种时延扩展获取装置，包括：信道估计值获取模块，用于接收导频序列，将所述导频序列与本地导频序列进行信道估计或者初步降噪，得到信道估计值；相关系数获取模块，包括预存单元和计算单元，所述预存单元用于预存多组序列，所述多组序列中的每组序列在变换域对应不同的信道时延扩展；所述计算单元用于将所述信道估计值与预存的多组序列进行相关运算，得到多个相关系数；查找模块，用于从所述多个相关系数中找到最大相关系数；定位计算模块，用于将所述最大相关系数对应的信道时延扩展作为当前信道估计使用的时延扩展，使用所述时延扩展进行信道首径判断与定位计算。
所述相关系数获取模块还包括抽取单元，所述抽取单元用于采用HBF或只需要加法运算的CIC对所述多组序列进行抽取处理，所述抽取处理的原则是对信道时延扩展不造成失真。
所述相关系数获取模块还包括截断单元，所述截断单元用于对所述多组序列进行截断处理，所述截断处理的原则是对信道时延扩展不造成失真。
所述预存单元按照时延扩展由小到大或由大到小的顺序对所述多组序列进行排列，所述计算单元采用二叉树分类法对所述信道估计值与预存的多组序列进行相关运算。
有益效果
由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明采用经过简化的多组预存序列的相关运算，实时的对当前信道的时延扩展进行分类，整个过程对历史SNR没有依赖，实时的对每个时隙的信道时延扩展进行判断，通过预存序列的个数来控制判断的精度，从而提高时延扩展精度，降低计算复杂度。另外，还通过抽取和截断的方式进一步减少计算量，比起现有的PDP估计，本发明不需要变换到变换域，计算简单，也不需要历史信息维护。
附图说明
图1是本发明实施方式的流程图；
图2是本发明实施方式中抽取示意图；
图3是本发明实施方式中截断示意图；
图4是本发明实施方式中二叉树判断的计算示意图；
图5是本发明实施方式的方框图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明的实施方式涉及一种时延扩展获取方法，如图1所示，包括以下步骤：接收导频序列，将所述导频序列与本地导频序列进行信道估计或者初步降噪，得到信道估计值；将所述信道估计值与预存的多组序列进行相关运算，得到多个相关系数；其中，所述预存的多组序列中每组序列在变换域对应不同的信道时延扩展；从所述多个相关系数中找到最大相关系数；将所述最大相关系数对应的信道时延扩展作为当前信道估计使用的时延扩展，使用所述时延扩展进行信道首径判断与定位计算。
由此可见，本实施方式通过预存对应不同信道时延扩展的序列，将不同序列与信道估计结果进行相关运算得到相关系数，从中选取最大的相关系数，该最大相关系数对应的信道时延扩展即为本次估计得到的时延扩展，将该时延扩展输入定位模块即可进行定位计算。
为降低本实施方式的计算量，本实施方式在计算相关系数时，对序列进行抽取，如图2所示，其中白色点为实际参与相关运算的点，在实际计算时可以进行4倍或8倍抽取，抽取原则为对信道时延扩展不造成失真，抽取方式可以是HBF或只需要加法运算的CIC。
本实施方式在计算相关系数时，还可以对序列进行截断，如图3所示，只截取信道估计一部分参与相关运算，例如在超过256点的场景下只截取前256点进行运算，截取原则为对信道时延扩展不造成失真。
本实施方式在计算相关系数时，所述多组序列按照时延扩展由小到大或由大到小的顺序进行排列，并采用二叉树分类法对所述信道估计值与预存的多组序列进行相关运算。如图4所示，由于多组序列q1,q2,...,qn是按照时延扩展的顺序排列，例如由小到大进行排列，即DS1＜DS2＜…＜DSn，如此首先计算中间两个预存的序列的相关系数，如果中间两个预存序列的相关系数中前一个的相关系数小于后一个的相关系数，即δn/2＜δn/2+1，则不需要进行大于序列qn/2+1的相关运算，即不计算相关系数δn/2+2,δn/2+3,...,δn。接着进行前半段中间两个预存序列qn/4和qn/4+1的相关系数δn/4和δn/4+1计算，并比较计算结果，比较后根据比较结果以此类推，通过这种方式可以大大减少计算次数。
下面以在NR小站场景为例进一步说明本发明，包括以下步骤：
1)预存多组序列qi，每组序列的必要特征为，其在变换域对应一种类型的信道时延扩展DSi，即不同的序列对应不同的时延扩展，满足这样的条件可以是正弦波，也可以是sinc函数等；
2)接收导频序列，将导频序列与本地导频序列进行LS估计或者初步降噪，得到LS估计和初步降噪的信道估计值HDMRS，将该信道估计值HDMRS与预存的多组序列qi进行相关运算得到相关系数δi：
Figure GDA0004191176280000041
其中，m表示HDMRS的索引，N表示HDMRS的长度，n表示对应第n点的滑动相关值，每组预存序列qi都能得到一组相关系数δi。
本步骤中，为减少计算量可以对序列qi进行抽取，抽取原则为对信道时延扩展不造成失真，具体抽取方法可采用HBF或只需要加法运算的CIC抽取，抽取倍数一般为整数倍，具体见图2。
对于大带宽的信道估计值HDMRS序列qi的长度都比较长，为了减少计算量可以截取序列的部分点进行相关运算，截取原则为对信道时延扩展不造成失真，比如在超过256点的场景下，只截取前256点进行运算，具体见图3。
相关系数计算得到的相关系数δi与预存的序列qi一一对应，而序列qi与信道时延扩展DSi也一一对应，因此计算得到的相关系数δi与信道时延扩展DSi也一一对应。
3)求最大相关系数
Figure GDA0004191176280000051
减少计算量，可采用二叉树分类方法减少相关运算次数，这样就不必要计算每个序列的相关系数δi，具体方法见图4。
4)将与最大相关系数
Figure GDA0004191176280000052
对应的信道时延扩展DSi作为当前信道估计使用的时延扩展，使用该时延扩展进行后续信道首径判断与定位计算，即可完成基站定位。
本实施方式采用折中的策略，并不进行PDP估计方法所需要的傅里叶变换，也不依赖先验和SNR进行时延扩展的粗略判断。本实施方式采用经过简化的多组预存序列的相关运算，实时的对信道时延扩展进行分类。其中，本实施方式采取了必要的抽取降低计算量，同时还采取截断的方式截取序列的一部分，由于部分序列已经包含信道时延扩展信息，因此在保证时延扩展估计准确度的前提下降低了运算，解决了大带宽导致的序列长度过长引起的计算量大的问题。本实施方式采用二叉树等分类防范降低相关运算次数，解决多组预存序列的相关运算计算量大的问题。
本发明的实施方式涉及一种时延扩展获取装置，包括：信道估计值获取模块，用于接收导频序列，将所述导频序列与本地导频序列进行信道估计或者初步降噪，得到信道估计值；相关系数获取模块，包括预存单元和计算单元，所述预存单元用于预存多组序列，所述多组序列中的每组序列在变换域对应不同的信道时延扩展；所述计算单元用于将所述信道估计值与预存的多组序列进行相关运算，得到多个相关系数；查找模块，用于从所述多个相关系数中找到最大相关系数；定位计算模块，用于将所述最大相关系数对应的信道时延扩展作为当前信道估计使用的时延扩展，使用所述时延扩展进行信道首径判断与定位计算。
所述相关系数获取模块还包括抽取单元，所述抽取单元用于采用HBF或只需要加法运算的CIC对所述多组序列进行抽取处理，所述抽取处理的原则是对信道时延扩展不造成失真。
所述相关系数获取模块还包括截断单元，所述截断单元用于对所述多组序列进行截断处理，所述截断处理的原则是对信道时延扩展不造成失真。
所述预存单元按照时延扩展由小到大或由大到小的顺序对所述多组序列进行排列，所述计算单元采用二叉树分类法对所述信道估计值与预存的多组序列进行相关运算。
不难发现，本发明采用经过简化的多组预存序列的相关运算，实时的对当前信道的时延扩展进行分类，整个过程对历史SNR没有依赖，实时的对每个时隙的信道时延扩展进行判断，通过预存序列的个数来控制判断的精度，从而提高时延扩展精度，降低计算复杂度。另外，还通过抽取和截断的方式进一步减少计算量，比起现有的PDP估计，本发明不需要变换到变换域，计算简单，也不需要历史信息维护。

Claims (8)

1.一种时延扩展获取方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，接收导频序列，基于所述导频序列与基站本地导频序列进行信道估计，得到信道估计值；
步骤2，将所述信道估计值与预存的多组序列进行相关运算，得到多个相关系数；其中，所述预存的多组序列中每组序列在变换域对应不同的信道时延扩展；
步骤3，从所述多个相关系数中找到最大相关系数；
步骤4，将所述最大相关系数对应的信道时延扩展作为当前信道估计使用的时延扩展，使用所述时延扩展进行信道首径判断与定位计算。
2.根据权利要求1所述的时延扩展获取方法，其特征在于，所述步骤2中将所述信道估计值分别与预存的多组序列进行相关运算时，采用HBF或只需要加法运算的CIC对所述多组序列进行抽取处理，以对信道时延扩展不造成失真的方式进行所述抽取处理。
3.根据权利要求1所述的时延扩展获取方法，其特征在于，所述步骤2中将所述信道估计值分别与预存的多组序列进行相关运算时，对所述多组序列进行截断处理，以对信道时延扩展不造成失真的方式进行所述截断处理。
4.根据权利要求1所述的时延扩展获取方法，其特征在于，所述步骤2中所述多组序列按照试验扩展由小到大或由大到小的顺序进行排列，并采用二叉树分类法对所述信道估计值与预存的多组序列进行相关运算。
5.一种时延扩展获取装置，其特征在于，包括：
信道估计值获取模块，用于接收导频序列，基于所述导频序列与基站本地导频序列进行信道估计，得到信道估计值；
相关系数获取模块，包括预存单元和计算单元，所述预存单元用于预存多组序列，所述多组序列中的每组序列在变换域对应不同的信道时延扩展；所述计算单元用于将所述信道估计值与预存的多组序列进行相关运算，得到多个相关系数；
查找模块，用于从所述多个相关系数中找到最大相关系数；
定位计算模块，用于将所述最大相关系数对应的信道时延扩展作为当前信道估计使用的时延扩展，使用所述时延扩展进行信道首径判断与定位计算。
6.根据权利要求5所述的时延扩展获取装置，其特征在于，所述相关系数获取模块还包括抽取单元，所述抽取单元用于采用HBF或只需要加法运算的CIC对所述多组序列进行抽取处理，的原则是以对信道时延扩展不造成失真的方式进行所述抽取处理。
7.根据权利要求5所述的时延扩展获取装置，其特征在于，所述相关系数获取模块还包括截断单元，所述截断单元用于对所述多组序列进行截断处理，以对信道时延扩展不造成失真的方式进行所述截断处理。
8.根据权利要求5所述的时延扩展获取装置，其特征在于，所述预存单元按照时延扩展由小到大或由大到小的顺序对所述多组序列进行排列，所述计算单元采用二叉树分类法对所述信道估计值与预存的多组序列进行相关运算。
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