CN114938321B - 一种利用数据符号用作参考信号进行信道估计的方法 - Google Patents

一种利用数据符号用作参考信号进行信道估计的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用数据符号用作参考信号进行信道估计的方法，解决衰落信道下因DMRS配置数据较少而导致信道估计准确度较差问题，所述方法包括以下步骤：根据导频符号得到的初始信道估计矢量
Figure 756909DEST_PATH_IMAGE002
，数据符号经过信道均衡后得到信号矢量
Figure 611732DEST_PATH_IMAGE004
、将均衡后信号矢量
Figure 391469DEST_PATH_IMAGE004
中的元素进行分类，并将每类数据的质心输出
Figure 724362DEST_PATH_IMAGE006
,其中j的取值范围为0到M‑1、获取判决门限th1、判决出质心
Figure 476417DEST_PATH_IMAGE006
对应的映射星座点
Figure DEST_PATH_IMAGE008
、估计出
Figure 236563DEST_PATH_IMAGE008
对应的信道估计值和得到信号
Figure 100004_DEST_PATH_IMAGE010
最终的信道估计值
Figure 100004_DEST_PATH_IMAGE012
。

Description

一种利用数据符号用作参考信号进行信道估计的方法
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及一种利用数据符号用作参考信号进行信道估计的方法。
背景技术
OFDM技术由于其很强的抗多径能力、简单易行的实现及易于采用MIMO技术,得到广泛的重视。无线信道是极为恶劣的信道,其最大的特点是时间频率选择性衰落。信号在信道中传播时历经阴影、衰落等多种环境影响,接受机为有效地恢复出传输的信息比特,信道估计起着重要的作用。
在基于传输技术的无线通信系统中,信道的时间频率选择性衰落导致时间和不同子载波上传输信号的衰落程度各不相同，这就决定了系统的导频符号一般分布在时频二维的网格空间。网格的疏密由系统要求与信道质量共同决定,信道的时延扩展和多普勒频展越大,精确信道估计所需要的导频数量就越多, 导频符号的使用不可避免的占用了频带资源和部分发射功率，降低了频谱利用率。现有技术中利用导频符号来进行信道估计，没有考虑到可以利用数据符号来进行信道估计，充分利用导频符号和数据符号一起进行信道估计可提高数据信道的解调能力。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种利用数据符号用作参考信号进行信道估计的方法，解决衰落信道下因DMRS配置数据较少而导致信道估计准确度较差问题，本发明通过获取数据符号的发射信号并利用数据符号进行信道估计来提升信道估计的准确度。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种利用数据符号用作参考信号进行信道估计的方法，利用数据符号进行信道估计来提升信道估计的准确度，包括以下步骤：
步骤一：根据导频符号得到的初始信道估计矢量
Figure 318951DEST_PATH_IMAGE001
，数据符号经过信道均衡后得到信号矢量
Figure 499397DEST_PATH_IMAGE002
；
步骤二：将均衡后信号矢量
Figure 692481DEST_PATH_IMAGE002
中的元素进行分类，并将每类数据的质心输出
Figure 175546DEST_PATH_IMAGE003
,其中j的取值范围为0到Q-1；
步骤三：依次遍历信号矢量
Figure 821291DEST_PATH_IMAGE004
中的元素，筛选出质心
Figure 539848DEST_PATH_IMAGE005
对应的元素集合
Figure 592031DEST_PATH_IMAGE006
；
步骤四：判决出质心
Figure 229686DEST_PATH_IMAGE005
对应的映射星座点
Figure 769252DEST_PATH_IMAGE007
；
步骤五：根据集合
Figure 166866DEST_PATH_IMAGE006
中的元素的硬判决值为
Figure 475488DEST_PATH_IMAGE007
，则可估计出
Figure 549623DEST_PATH_IMAGE008
对应的信道估计值；
步骤六：得到信号
Figure 576485DEST_PATH_IMAGE009
最终的信道估计值
Figure 512211DEST_PATH_IMAGE010
；
其中，
Figure 409760DEST_PATH_IMAGE011
是初始信道估计矢量，
Figure 920375DEST_PATH_IMAGE012
为均衡后信号矢量，
Figure 778741DEST_PATH_IMAGE013
表示均衡后得到的信号矢量
Figure 642792DEST_PATH_IMAGE012
中的第i个信号点，
Figure 785060DEST_PATH_IMAGE014
为每类数据的质心，
Figure 341944DEST_PATH_IMAGE015
为质心
Figure 953185DEST_PATH_IMAGE014
对应的元素集合，
Figure 620926DEST_PATH_IMAGE016
为接收信号矢量，
Figure 758647DEST_PATH_IMAGE017
是接收信号矢量
Figure 79907DEST_PATH_IMAGE016
中第i个接收信号点。
具体的，所述步骤一中初始信道估计矢量
Figure 178444DEST_PATH_IMAGE018
和数据符号经过信道均衡后得到信号矢量
Figure 462926DEST_PATH_IMAGE019
的计算式为：
Figure 487776DEST_PATH_IMAGE020
其中，G为均衡矩阵，
Figure 996249DEST_PATH_IMAGE013
表示均衡后得到的信号矢量
Figure 441136DEST_PATH_IMAGE012
中的第i个信号点，
Figure 575315DEST_PATH_IMAGE016
为接收信号矢量，
Figure 687627DEST_PATH_IMAGE021
为发送信号矢量，
Figure 101422DEST_PATH_IMAGE012
为均衡后信号矢量，
Figure 846655DEST_PATH_IMAGE022
表示信道估计矢量
Figure 874871DEST_PATH_IMAGE011
中的第i个信道估计值，是接收信号矢量
Figure 841690DEST_PATH_IMAGE016
中第i个接收信号点
Figure 691966DEST_PATH_IMAGE017
对应的初始信道估计值；将均衡后信号矢量
Figure 377025DEST_PATH_IMAGE012
中的元素进行分类，并将每类数据的质心输出
Figure 853006DEST_PATH_IMAGE014
,其中j的取值范围为0到Q-1。
具体的，所述步骤三中集合
Figure 939911DEST_PATH_IMAGE023
中的元素需满足如下条件：
Figure 226667DEST_PATH_IMAGE024
式中，th1为判决门限，
Figure 133443DEST_PATH_IMAGE012
为均衡后信号矢量，
Figure 147535DEST_PATH_IMAGE013
表示均衡后得到的信号矢量
Figure 88946DEST_PATH_IMAGE012
中的第i个信号点，
Figure 281024DEST_PATH_IMAGE014
为每类数据的质心，
Figure 675097DEST_PATH_IMAGE015
为质心
Figure 492880DEST_PATH_IMAGE014
对应的元素集合。
具体的，所述步骤四质心
Figure 288798DEST_PATH_IMAGE025
对应映射星座点
Figure 917356DEST_PATH_IMAGE026
的计算式为：
Figure 798724DEST_PATH_IMAGE027
其中，与
Figure 154619DEST_PATH_IMAGE028
欧氏距离最小的
Figure 805044DEST_PATH_IMAGE029
记作
Figure 338924DEST_PATH_IMAGE030
，
Figure 707589DEST_PATH_IMAGE029
为调制阶数M对应的星座映射信号,
Figure 867175DEST_PATH_IMAGE014
为每类数据的质心，
Figure 637685DEST_PATH_IMAGE031
对应的元素集合
Figure 342466DEST_PATH_IMAGE023
中的元素均硬判决为
Figure 198427DEST_PATH_IMAGE030
。
具体的，步骤五所述的根据集合
Figure 896125DEST_PATH_IMAGE015
中的元素的硬判决值为
Figure 521141DEST_PATH_IMAGE032
，则可估计出
Figure 662403DEST_PATH_IMAGE013
对应的信道估计值
Figure 740081DEST_PATH_IMAGE033
的计算式为：
Figure 772628DEST_PATH_IMAGE034
其中，
Figure 252151DEST_PATH_IMAGE012
为均衡后信号矢量，
Figure 564314DEST_PATH_IMAGE013
表示均衡后得到的信号矢量
Figure 129288DEST_PATH_IMAGE012
中的第i个信号点，
Figure 168788DEST_PATH_IMAGE014
为每类数据的质心，
Figure 768397DEST_PATH_IMAGE015
为质心
Figure 641675DEST_PATH_IMAGE014
对应的元素集合。
具体的，所述步骤六信号
Figure 303732DEST_PATH_IMAGE017
最终的信道估计值
Figure 146923DEST_PATH_IMAGE035
的计算式为：
Figure 601038DEST_PATH_IMAGE036
其中，
Figure 255004DEST_PATH_IMAGE013
表示均衡后得到的信号矢量
Figure 794570DEST_PATH_IMAGE012
中的第i个信号点，
Figure 910293DEST_PATH_IMAGE033
为
Figure 94281DEST_PATH_IMAGE013
对应的信道估计值，
Figure 43783DEST_PATH_IMAGE016
为接收信号矢量；
Figure 70644DEST_PATH_IMAGE022
表示信道估计矢量
Figure 521217DEST_PATH_IMAGE011
中的第i个信道估计值，是接收信号矢量
Figure 684345DEST_PATH_IMAGE016
中第i个接收信号点
Figure 680114DEST_PATH_IMAGE017
对应的初始信道估计值。
本发明的有益效果：
（1）本发明利用数据符号进行信道估计在信道变化较快的场景下可以提高信道估计的准确度。
（2）本发明选取信道条件较好的数据符号的RE选取出来作为参考信号进行信道估计，提升了数据符号用作参考信号进行信道估计的可信度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1是本发明的方法流程图；
图2是本发明的对比效果图。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案精选以下详细说明。显然，所描述的实施案例是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，不能理解为对本发明可实施范围的限定。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的其他所有实施例，都属于本发明的保护范围。
实施例1
如图1所示，本实施例假设数据的调制阶数为4,分别对应4个星座映射点
Figure 194272DEST_PATH_IMAGE037
，0<=k<=3，符号根据导频符号得到的初始信道估计矢量为
Figure 182957DEST_PATH_IMAGE038
，数据符号经过信道均衡后得到信号矢量
Figure 200592DEST_PATH_IMAGE039
可表示为
Figure 632841DEST_PATH_IMAGE040
其中,
Figure 368716DEST_PATH_IMAGE041
为均衡后信号矢量，
Figure 895512DEST_PATH_IMAGE042
表示接收信号
Figure 298812DEST_PATH_IMAGE043
对应的初始信道估计值。
将均衡后信号矢量
Figure 901962DEST_PATH_IMAGE044
中的元素进行分类，并将每类数据的质心输出
Figure 859554DEST_PATH_IMAGE045
,其中
Figure 455621DEST_PATH_IMAGE046
的取值范围为0到3。
Figure 447847DEST_PATH_IMAGE047
获取判决门限th1 = 0.1，该判决门限可通过仿真获得，依次遍历符号矢量
Figure 956320DEST_PATH_IMAGE048
中的元素，筛选出质心
Figure 666787DEST_PATH_IMAGE049
对应的元素集合
Figure 800965DEST_PATH_IMAGE050
。集合
Figure 647699DEST_PATH_IMAGE050
中的元素需满足如下条件：
Figure 982865DEST_PATH_IMAGE051
既
Figure 513117DEST_PATH_IMAGE052
根据下式可判决出质心
Figure 450986DEST_PATH_IMAGE053
对应的映射星座点
Figure 683384DEST_PATH_IMAGE054
，依次可得到质心
Figure 658294DEST_PATH_IMAGE055
对应的映射星座点
Figure 218719DEST_PATH_IMAGE056
，即
Figure 570066DEST_PATH_IMAGE057
可硬判决为使得下式最小的信号
Figure 516025DEST_PATH_IMAGE056
，
Figure 661836DEST_PATH_IMAGE057
对应的元素
Figure 709557DEST_PATH_IMAGE058
中的元素均可应硬判决为
Figure 864595DEST_PATH_IMAGE056
。
Figure 665061DEST_PATH_IMAGE059
Figure 247352DEST_PATH_IMAGE060
是集合
Figure 516790DEST_PATH_IMAGE061
中的一个元素，又根据集合
Figure 209940DEST_PATH_IMAGE061
中的元素的硬判决值为
Figure 130491DEST_PATH_IMAGE062
，则可估计出
Figure 883684DEST_PATH_IMAGE063
对应的信道估计值
Figure 374839DEST_PATH_IMAGE064
可表示为
Figure 871680DEST_PATH_IMAGE065
依次可得
Figure 646738DEST_PATH_IMAGE066
进一步的由（1）中得到信道估计值
Figure 570831DEST_PATH_IMAGE067
及（4）中得到的信道估计值
Figure 814862DEST_PATH_IMAGE067
，可得信号
Figure 318655DEST_PATH_IMAGE068
最终的信道估计值为
Figure 558007DEST_PATH_IMAGE069
既可得
Figure 262789DEST_PATH_IMAGE070
请参阅图2，为实施本方案前后的对比效果图，其中X轴代表均衡后信号的实部，Y轴代表均衡后信号的虚部，图2中可以看出实施本方案前均衡后的星座点比较散EVM较差，实施本方案后星座点比较集中此时的EVM较好，即实施本方案后相对应的解调性能会得到提升。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
需要说明的是，对于前述的各个方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某一些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和单元并不一定是本申请所必须的。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、ROM、RAM等。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (2)

1.一种利用数据符号用作参考信号进行信道估计的方法，利用数据符号进行信道估计来提升信道估计的准确度，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：根据导频符号得到的初始信道估计矢量
Figure DEST_PATH_IMAGE001
，数据符号经过信道均衡后得到信号矢量
Figure DEST_PATH_IMAGE002
；
步骤二：将均衡后信号矢量
Figure 49847DEST_PATH_IMAGE002
中的元素进行分类，并将每类数据的质心输出
Figure DEST_PATH_IMAGE003
,其中j的取值范围为0到Q-1；
步骤三：依次遍历信号矢量
Figure 780037DEST_PATH_IMAGE002
中的元素，筛选出质心
Figure 90932DEST_PATH_IMAGE003
对应的元素集合
Figure DEST_PATH_IMAGE004
；所述元素集合
Figure DEST_PATH_IMAGE006
中的元素需满足如下条件：
Figure DEST_PATH_IMAGE007
式中，th1为判决门限，
Figure DEST_PATH_IMAGE009
表示均衡后得到的信号矢量
Figure DEST_PATH_IMAGE010
中的第i个信号点；
步骤四：判决出质心
Figure 768032DEST_PATH_IMAGE003
对应的映射星座点
Figure DEST_PATH_IMAGE011
；所述质心
Figure DEST_PATH_IMAGE012
对应映射星座点
Figure DEST_PATH_IMAGE013
的计算式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE014
其中，与
Figure DEST_PATH_IMAGE015
欧氏距离最小的
Figure DEST_PATH_IMAGE016
记作
Figure 818290DEST_PATH_IMAGE013
，
Figure 171911DEST_PATH_IMAGE016
为调制阶数M对应的星座映射信号,
Figure DEST_PATH_IMAGE017
为每类数据的质心，
Figure 986414DEST_PATH_IMAGE017
对应的元素集合
Figure DEST_PATH_IMAGE018
中的元素均硬判决为
Figure 44369DEST_PATH_IMAGE013
；
步骤五：根据集合
Figure 995139DEST_PATH_IMAGE004
中的元素的硬判决值为
Figure 50820DEST_PATH_IMAGE011
，则可估计出
Figure 336307DEST_PATH_IMAGE011
对应的信道估计值；所述的根据集合
Figure DEST_PATH_IMAGE019
中的元素的硬判决值为
Figure 886369DEST_PATH_IMAGE013
，则可估计出
Figure DEST_PATH_IMAGE020
对应的信道估计值
Figure DEST_PATH_IMAGE021
的计算式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE022
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE023
是集合
Figure 426065DEST_PATH_IMAGE018
中的一个元素；
步骤六：得到信号
Figure DEST_PATH_IMAGE024
最终的信道估计值
Figure DEST_PATH_IMAGE025
；所述步骤六信号
Figure DEST_PATH_IMAGE026
最终的信道估计值
Figure DEST_PATH_IMAGE027
的计算式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE028
；
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE029
为
Figure 606642DEST_PATH_IMAGE020
对应的信道估计值；
Figure DEST_PATH_IMAGE030
是初始信道估计矢量，
Figure DEST_PATH_IMAGE031
为均衡后信号矢量，
Figure DEST_PATH_IMAGE032
为接收信号矢量，
Figure 689347DEST_PATH_IMAGE024
是接收信号矢量
Figure 230050DEST_PATH_IMAGE032
中第i个接收信号点。
2.根据权利要求1所述的一种利用数据符号用作参考信号进行信道估计的方法，其特征在于，所述步骤一中初始信道估计矢量
Figure DEST_PATH_IMAGE033
和数据符号经过信道均衡后得到信号矢量
Figure DEST_PATH_IMAGE034
的计算式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE035
其中，G为均衡矩阵，
Figure 14466DEST_PATH_IMAGE009
表示均衡后得到的信号矢量
Figure DEST_PATH_IMAGE036
中的第i个信号点，
Figure 959420DEST_PATH_IMAGE032
为接收信号矢量，
Figure DEST_PATH_IMAGE037
为发送信号矢量，
Figure 32549DEST_PATH_IMAGE036
为均衡后信号矢量，
Figure DEST_PATH_IMAGE038
表示信道估计矢量
Figure DEST_PATH_IMAGE039
中的第i个信道估计值，是接收信号矢量
Figure 986730DEST_PATH_IMAGE032
中第i个接收信号点
Figure DEST_PATH_IMAGE041
对应的初始信道估计值；将均衡后信号矢量
Figure 78183DEST_PATH_IMAGE010
中的元素进行分类，并将每类数据的质心输出
Figure DEST_PATH_IMAGE042
，其中j的取值范围为0到Q-1。
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