RU2634915C1 - Device for estimation of frequency response characteristic of wireless channel - Google Patents
Device for estimation of frequency response characteristic of wireless channel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2634915C1 RU2634915C1 RU2016144044A RU2016144044A RU2634915C1 RU 2634915 C1 RU2634915 C1 RU 2634915C1 RU 2016144044 A RU2016144044 A RU 2016144044A RU 2016144044 A RU2016144044 A RU 2016144044A RU 2634915 C1 RU2634915 C1 RU 2634915C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- estimator
- output
- input
- matrix
- matrix multiplier
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B17/00—Monitoring; Testing
- H04B17/30—Monitoring; Testing of propagation channels
- H04B17/309—Measuring or estimating channel quality parameters
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к широкополосным системам связи, в которых используется ортогональное частотное разделение со многими поднесущими (OFDM), а более конкретно, к методам оценки частотной характеристики каналов с многолучевым распространением по преамбуле.The invention relates to broadband communication systems that use orthogonal multi-subcarrier frequency division multiplexing (OFDM), and more particularly, to methods for estimating the frequency response of multipath channels in a preamble.
Уровень техникиState of the art
Для оценки канала в OFDM системах передатчик располагает на некоторых поднесущих пилотные символы. Эти символы и их расположение известны приемнику. Используя эту информацию, приемник выполняет оценку канала.For channel estimation in OFDM systems, the transmitter arranges pilot symbols on some subcarriers. These symbols and their location are known to the receiver. Using this information, the receiver performs channel estimation.
Методы оценки канала делятся на два класса по расположению пилотных символов. В первом случае излучается OFDM символ, не содержащий информационных символов, а только пилотные. Такое расположение пилотных символов называется блочным. Во втором случае большинство поднесущих задействовано для передачи информации, и только на некоторых передаются пилотные символы. Такое размещение пилотных символов называется комбинированным. (S. Coleri, М. Ergen, A. Puri, А. Bahai, Channel Estimation Techniques Based on Pilot Arrangement in OFDM Systems, IEEE Transactions on Broadcasting, Vol. 48, Issue 3).Channel estimation methods are divided into two classes according to the location of the pilot symbols. In the first case, an OFDM symbol is emitted that does not contain information symbols, but only pilot ones. This arrangement of pilot symbols is called blocky. In the second case, most of the subcarriers are used to transmit information, and only some transmit pilot symbols. This placement of pilot symbols is called combined. (S. Coleri, M. Ergen, A. Puri, A. Bahai, Channel Estimation Techniques Based on Pilot Arrangement in OFDM Systems, IEEE Transactions on Broadcasting, Vol. 48, Issue 3).
Если система связи работает в условиях низкого отношения сигнал/шум (ОСШ), то в блочном размещении пилотных символов является целесообразным задействовать лишь каждую n-ю поднесущую, где n≥2. Это позволяет увеличить ОСШ на пилотных поднесущих. Далее по тексту, для краткости, преамбулы, где используют каждую n-ю поднесущую, где n≥2, называются разреженными.If the communication system operates in conditions of low signal-to-noise ratio (SNR), then in the block arrangement of pilot symbols it is advisable to use only every nth subcarrier, where n≥2. This allows you to increase SNR on pilot subcarriers. Hereinafter, for brevity, the preambles, where each n-th subcarrier is used, where n≥2, are called sparse.
Таким образом, в обоих способах размещения пилотных символов задача оценки канала по пилотным поднесущим разделяется на три задачи: выделение полезного сигнала из шума, оценка канала на пилотных поднесущих и интерполяция на поднесущие, не содержащие пилотных символов.Thus, in both methods of placing pilot symbols, the task of estimating a channel by pilot subcarriers is divided into three tasks: extracting a useful signal from noise, channel estimation on pilot subcarriers, and interpolating to subcarriers not containing pilot symbols.
Различные методы оценки частотной характеристики канала приведены в обзоре M.K. Ozdemir, Н. Arslan, Channel Estimation For Wireless Ofdm Systems, IEEE Communication Surveys, Vol. 9, №2, 2007. Описан способ оценки методом наименьших квадратов (least squares, LS). Он прост в реализации, но имеет низкое качество оценки, сильно подвержен действию белого шума. Устройство, реализующее данный способ, может состоять из одного делителя или из одного устройства вращения фазы.Various methods for estimating the frequency response of a channel are given in the M.K. review. Ozdemir, N. Arslan, Channel Estimation For Wireless Ofdm Systems, IEEE Communication Surveys, Vol. 9, No. 2, 2007. A method for estimating by the least squares method (least squares, LS) is described. It is easy to implement, but has a low quality assessment, is highly susceptible to white noise. A device implementing this method may consist of one divider or one phase rotation device.
Известен способ оценки методом минимизации среднеквадратической ошибки (minimum mean square error, MMSE). Имеет высокое качество оценивания канала, может использоваться для одновременного решения всех трех вышеупомянутых задач. Недостаток метода заключается в том, что требуется знание статистик канала (ОСШ и ковариационной матрицы). При изменении статистики канала требуется выполнять обращение матрицы, что обуславливает высокую вычислительную сложность и практическую неприменимость метода.A known method of estimation by minimizing the mean square error (minimum mean square error, MMSE). Has a high quality channel estimation, can be used to simultaneously solve all three of the above problems. The disadvantage of this method is that it requires knowledge of the channel statistics (SNR and covariance matrix). When changing the channel statistics, it is required to perform matrix inversion, which leads to high computational complexity and the practical inapplicability of the method.
Известно (K. E. Wazeer, М. Khairy, Н. Fahmy, S. Habib, FPGA Implementation of an Improved Channel Estimation Algorithm for Mobile WiMAX, 2009 International Conference on Microelectronics) устройство, которое использует предварительно вычисленные ковариационные матрицы для уменьшения сложности MMSE.A device is known (K. E. Wazeer, M. Khairy, N. Fahmy, S. Habib, FPGA Implementation of an Improved Channel Estimation Algorithm for Mobile WiMAX, 2009 International Conference on Microelectronics) that uses pre-computed covariance matrices to reduce MMSE complexity.
Прототипом предлагаемого устройства является патент US 7801230 B2, опубл. 21.09.2010. В известном решении раскрыто устройство, позволяющее решить проблему высокой вычислительной сложности MMSE. Предполагается, что на принимающей стороне выполнены процедуры удаления циклического префикса, аналого-цифрового преобразования, фильтрации, переноса на видеочастоту, временной синхронизации и быстрое преобразование Фурье (БПФ).The prototype of the proposed device is the patent US 7801230 B2, publ. 09/21/2010. In a known solution, a device is disclosed that can solve the problem of high computational complexity MMSE. It is assumed that on the receiving side the procedures for removing the cyclic prefix, analog-to-digital conversion, filtering, transfer to the video frequency, time synchronization, and fast Fourier transform (FFT) are performed.
Устройство оценки канала радиосвязи состоит из блока LS-оценки и блока S-MMSE (split minimum mean square error) оценки канала. Устройство работает следующим образом. После прохождения блока БПФ сигнал в частотной области поступает на блок LS-оценки, где значение частотной характеристики (ЧХ) на каждой поднесущей оценивается независимо методом LS-оценки. Далее сигнал поступает на устройство S-MMSE оценки, которое группирует поднесущие в предопределенное число групп и над каждой группой независимо осуществляет S-MMSE оценку, которая заключается в фильтрации сигнала. Коэффициенты фильтра вычисляются по формулеA radio channel estimator consists of an LS estimator and an S-MMSE (split minimum mean square error) channel estimator. The device operates as follows. After passing through the FFT block, the signal in the frequency domain is fed to the LS-estimation block, where the frequency response value (FX) on each subcarrier is estimated independently by the LS-estimation method. Next, the signal is supplied to the S-MMSE estimation device, which groups the subcarriers into a predetermined number of groups and independently performs an S-MMSE evaluation on each group, which consists in filtering the signal. Filter coefficients are calculated by the formula
, ,
где RS - ковариационная матрица канала для подгрупп поднесущих размера S, N0 - плотность шума, а I - единичная матрица.where R S is the covariance matrix of the channel for subgroups of subcarriers of size S, N 0 is the noise density, and I is the identity matrix.
Уменьшение количества вычислительных операций достигается за счет того, что размер группы S может быть выбран небольшим. Предлагается использовать размеры от 4 до 7.The reduction in the number of computational operations is achieved due to the fact that the size of the group S can be chosen small. Sizes from 4 to 7 are suggested.
Недостаток этого устройства заключается в том, что необходимо знать матрицу корреляции канала и ОСШ. Их приблизительная оценка в устройстве вносит дополнительную погрешность и задержку в процесс оценки частотной характеристики канала. Что приводит к снижению точности и качества оценка частотной характеристики канала.The disadvantage of this device is that it is necessary to know the correlation matrix of the channel and the SNR. Their approximate estimate in the device introduces an additional error and delay in the process of estimating the channel frequency response. This leads to a decrease in accuracy and quality of the channel frequency response estimate.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение точности и качества оценки частотной характеристики канала при сохранении низкой вычислительной сложности. Указанный технический результат достигается благодаря замене S-MMSE на поэтапную линейную полиномиальную регрессию (ПЛПР) и использованию разреженных преамбул. Использование поэтапной линейной полиномиальной регрессии позволяет отказаться от измерения ОСШ и корреляционной матрицы, а также применять разреженные преамбулы. В свою очередь, использование разреженных преамбул позволяет увеличить ОСШ и, как следствие, точность и качество оценки канала. При этом, в заявляемом устройстве оценки канала радиосвязи по преамбуле, как и в прототипе, используется устройство LS-оценки, однако устройство S-MMSE оценки заменено на устройство точной оценки, выполняющее ПЛПР.The technical result of the claimed invention is to improve the accuracy and quality of the evaluation of the frequency response of the channel while maintaining low computational complexity. The specified technical result is achieved by replacing S-MMSE with stepwise linear polynomial regression (PLPR) and the use of sparse preambles. Using a phased linear polynomial regression allows you to abandon the measurement of SNR and the correlation matrix, as well as apply sparse preambles. In turn, the use of sparse preambles makes it possible to increase the SNR and, as a consequence, the accuracy and quality of the channel estimate. At the same time, in the inventive device for estimating a radio channel according to the preamble, as in the prototype, an LS-estimator is used, however, the S-MMSE estimator is replaced by an accurate estimator performing PLPR.
Заявляемое устройство оценки канала радиосвязи по преамбуле включает в себя устройство LS-оценки и устройство точной оценки, состоящее из последовательного матричного умножителя, устройства временной памяти, параллельного матричного умножителя, решающего устройства и цифрового фильтра. Входом устройства LS-оценки является вход устройства оценки канала радиосвязи по преамбуле. Выход устройства LS-оценки соединен с входами последовательного матричного умножителя и цифрового фильтра. Выход последовательного матричного умножителя соединен с входом устройства временной памяти. Выход устройства временной памяти соединен с входом параллельного матричного умножителя, выход которого соединен со вторым входом решающего устройства. Выход цифрового фильтра соединен с первым входом решающего устройства. Выход решающего устройства является выходом устройства оценки канала радиосвязи.The inventive radio channel channel estimator according to the preamble includes an LS estimator and an accurate estimator consisting of a serial matrix multiplier, a temporary memory device, a parallel matrix multiplier, a resolver, and a digital filter. The input of the LS estimator is the input of the radio channel estimator according to the preamble. The output of the LS estimator is connected to the inputs of a serial matrix multiplier and a digital filter. The output of the serial matrix multiplier is connected to the input of the temporary memory device. The output of the temporary memory device is connected to the input of a parallel matrix multiplier, the output of which is connected to the second input of the resolving device. The output of the digital filter is connected to the first input of the resolver. The output of the decider is the output of the radio channel estimator.
Устройство точной оценки разбивает полосу на группы поднесущих размера S, после чего над каждой из групп независимо выполняет ПЛПР. Для этого отсчеты, полученные с устройства LS-оценки, проходят последовательный матричный умножитель, и результат его работы записывают в устройство временной памяти. Из памяти вектор значений подается на параллельный матричный умножитель. Далее данные поступают на решающее устройство. На решающее устройство также поступает результат работы цифрового фильтра, который также соединен с выходом устройства LS-оценки. Выходные значения решающего устройства являются результатом работы заявляемого устройства.The accurate estimator splits the band into groups of subcarriers of size S, after which each of the groups independently performs PLPR. For this, the samples received from the LS-estimation device pass through a sequential matrix multiplier, and the result of its operation is recorded in a temporary memory device. From the memory, the vector of values is fed to a parallel matrix multiplier. Next, the data goes to the decider. The decision device also receives the result of the digital filter, which is also connected to the output of the LS evaluation device. The output values of the decisive device are the result of the operation of the inventive device.
Последовательный и конвейерный характер вычислений позволяет добиться низкой вычислительной сложности и малой задержки вычислений. Применение линейной полиномиальной регрессии позволяет получить высокие точность и качество оценки частотной характеристики канала.The consistent and pipelined nature of the calculations allows for low computational complexity and low computational latency. The use of linear polynomial regression allows one to obtain high accuracy and quality estimates of the channel frequency response.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Фиг. 1 является структурной схемой приемного тракта, в котором может быть использовано заявляемое устройство оценки канала.FIG. 1 is a block diagram of a receive path in which the inventive channel estimation apparatus can be used.
Фиг. 2 является структурной схемой заявляемого устройства оценки канала.FIG. 2 is a structural diagram of the inventive channel estimation apparatus.
Фиг. 3 является структурной схемой последовательного матричного умножителя.FIG. 3 is a block diagram of a serial matrix multiplier.
Фиг. 4 является структурной схемой параллельного матричного умножителя.FIG. 4 is a block diagram of a parallel matrix multiplier.
Фиг. 5 является графиком сравнения качества оценки заявляемым устройством и прототипом.FIG. 5 is a graph comparing the quality of the assessment of the claimed device and prototype.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Представлено устройство оценки канала радиосвязи, позволяющее использовать в системе связи преамбулы, в которых пилотные символы занимают каждую n-ю поднесущую, где n≥1, а промежуточные поднесущие при n≥2 для передачи не используются. Устройство может применяться в системах беспроводной передачи данных, использующих технологию OFDM, например, но, не ограничиваясь, Long Term Evolution (LTE) и Worldwide interoperability for microwave access (WiMAX).An apparatus for estimating a radio communication channel is presented, which makes it possible to use preambles in a communication system in which pilot symbols occupy each n-th subcarrier, where n≥1, and intermediate subcarriers at n≥2 are not used for transmission. The device can be used in wireless data systems using OFDM technology, for example, but not limited to, Long Term Evolution (LTE) and Worldwide interoperability for microwave access (WiMAX).
Устройство предназначено для использования в приемном тракте терминала. Детали исполнения приемного тракта могут различаться в зависимости от используемого стандарта связи, однако основные компоненты приемного тракта, использующего технологию OFDM, и необходимые для применения заявляемого изобретения, являются общими для всех систем. Часть общей функциональной схемы приемного тракта приведена на Фиг. 1 и включает в себя: канал связи 1, приемник 2, выполняющий перенос сигнала на видеочастоту и аналого-цифровое преобразование, устройство удаления циклического префикса 3, устройство быстрого преобразования Фурье 4 (БПФ), устройство оценки канала 5 и устройство демодуляции 6. Выход приемника 2, получающего сигнал с канала связи 1, соединен с входом устройства удаления циклического префикса 3, выход которого соединен с входом устройства БПФ 4, выход которого соединен с входом устройства оценки канала 5 и со вторым входом устройства демодуляции 6. Выход устройства оценки канала 5 соединен с первым входом устройства демодуляции 6, выход которого является выходом приемного тракта.The device is intended for use in the receiving path of the terminal. The details of the receive path performance may vary depending on the communication standard used, however, the main components of the receive path using OFDM technology and necessary for the application of the claimed invention are common to all systems. A part of the general functional diagram of the receiving path is shown in FIG. 1 and includes: a
Для работы предлагаемого устройства оценки канала необходимы регрессионные матрицы R1 и R2. Они зависят от параметров преамбулы и вычисляются на ЭВМ следующим образом. Выбирают степень многочлена N и число поднесущих S. Вычисляют матрицу X линейной полиномиальной регрессии (Дрейпер Н., Смит Г., «Прикладной регрессионный анализ», Москва: Финансы и Статистика, 1986). Применяют к матрице X сингулярное разложение (Логинов Н.В. Сингулярное разложение матриц, Москва: МГАПИ, 1996), с помощью которого получают матрицы U, S и V такие, что X=USV*. Первая регрессионная матрица R1 равна матрице V*, у которой удалены все строки, начиная с номера N+1. Вторая регрессионная матрица R2 равна матрице US, у которой удалены все строки, начиная с номера N+1. Данные вычисления выполняются один раз с помощью ЭВМ, после чего матрицы R1 и R2 записываются в память устройства. Использование последовательного умножения на низкоранговые матрицы допускает такую реализацию в устройстве, при которой будет задействовано значительно меньше логических элементов, чем при непосредственном вычислении.For the operation of the proposed device channel estimation required regression matrix R1 and R2. They depend on the parameters of the preamble and are calculated on a computer as follows. The degree of the polynomial N and the number of subcarriers S are selected. The matrix X of linear polynomial regression is calculated (Draper N., Smith G., “Applied Regression Analysis”, Moscow: Finance and Statistics, 1986). Apply a singular decomposition to matrix X (Loginov N.V. Singular decomposition of matrices, Moscow: MGAPI, 1996), with the help of which matrices U, S and V are obtained such that X = USV *. The first regression matrix R1 is equal to the matrix V *, for which all rows are deleted, starting from the
Структурная схема устройства оценки канала радиосвязи раскрыта на Фиг. 2. Устройство оценки канала радиосвязи по преамбуле включает в себя устройство LS-оценки 7 и устройство точной оценки, состоящее из последовательного матричного умножителя 8, устройства временной памяти 9, параллельного матричного умножителя 10, решающего устройства 11 и цифрового фильтра 12.A block diagram of a radio channel estimator is disclosed in FIG. 2. The device for evaluating the radio channel according to the preamble includes an
На вход устройства LS-оценки 7 поступает входной сигнал устройства оценки канала радиосвязи. Выход устройства LS-оценки 7 соединен со входами последовательного матричного умножителя 8 и цифрового фильтра 12. Выход последовательного матричного умножителя 8 соединен с входом устройства временной памяти 9. Выход устройства временной памяти 9 соединен с входом параллельного матричного умножителя 10, выход которого соединен со вторым входом решающего устройства 11. Выход цифрового фильтра 12 соединен с первым входом решающего устройства 11. Выход решающего устройства 11 является выходом устройства оценки канала радиосвязи.The input of the device LS-
Последовательный матричный умножитель может быть реализован как блок скалярных умножителей, соединенный с блоком накапливающих сумматоров. На вход умножителей подаются строки матрицы R1 и входные значения. Структурная схема данной реализации приведена на Фиг. 3.The serial matrix multiplier can be implemented as a block of scalar multipliers connected to a block of accumulating adders. The input of the multipliers are the rows of the matrix R1 and the input values. The block diagram of this implementation is shown in FIG. 3.
Параллельный матричный умножитель может быть реализован как блок скалярных умножителей, все выходы которых подсоединены к входам многовходового сумматора. На вход умножителей подаются строки матрицы R2 и компоненты вектора, сохраненные в устройстве временной памяти. Структурная схема данной реализации приведена на Фиг. 4.A parallel matrix multiplier can be implemented as a block of scalar multipliers, all the outputs of which are connected to the inputs of a multi-input adder. The input of the multipliers are the rows of the matrix R2 and the vector components stored in the temporary memory device. The block diagram of this implementation is shown in FIG. four.
Указанные реализации последовательного и параллельного матричного умножителя будем использовать как неограничивающий пример их реализации при описании работы устройства.These implementations of the serial and parallel matrix multiplier will be used as a non-limiting example of their implementation when describing the operation of the device.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Входные значения, по одному за такт, заходят на устройство LS-оценки 7. Над каждым значением независимо выполняют LS-оценку. По одному за такт из устройства LS-оценки поступают значения грубой оценки.The input values, one per clock, go to the
Получаемые с выхода устройства LS-оценки значения поступают на последовательный матричный умножитель 8. Там входное значение, поступившее на i-м такте работы последовательного матричного умножителя, умножается на i-ю строку матрицы R1 на блоке скалярных умножителей, и результат подается на блок накапливающих сумматоров. Этот процесс продолжают все время, пока устройство LS-оценки выполняет оценку группы пилотных символов. Когда устройство LS-оценки закончит оценку данной группы поднесущих, в блоке накапливающих сумматоров будет находиться результат умножения вектора значений LS-оценок группы и матрицы R1.The values obtained from the output of the LS-estimation device are sent to the
После того как устройство LS-оценки обработало все пилотные символы группы, результат работы накапливающего сумматора записывают в устройство временной памяти 9.After the LS evaluation device has processed all the pilot symbols of the group, the result of the accumulating adder is recorded in the
Из устройства временной памяти считывают значения и подают их на параллельный матричный умножитель 10. Там входной вектор на i-м такте работы параллельного матричного умножителя поэлементно умножается на i-ю строку матрицы R2. Результат умножения подается на многовходовый сумматор. Выходом сумматора является число, представляющее оценку ЧХ канала на i-й поднесущей.The values are read from the temporary memory device and fed to a
Одновременно с началом работы параллельного матричного умножителя из устройства LS-оценки 7 начинают выходить значения LS-оценки следующей группы поднесущих. Последовательный матричный умножитель 8 их принимает и обрабатывает, как описано выше. Этот процесс повторяется до тех пор, пока с выхода устройства LS-оценки не будут получены оценки всех поднесущих.Simultaneously with the start of operation of the parallel matrix multiplier, LS estimates of the next group of subcarriers begin to come out of the
Одновременно с работой описанных выше устройств работает цифровой фильтр 12, который принимает значения LS-оценки и выполняет интерполяцию.Simultaneously with the operation of the devices described above, a
Значения с выходов параллельного матричного умножителя 10 и цифрового фильтра 12 поступают на входы решающего устройства 11. Данное устройство с помощью счетчика отслеживает номер поднесущей, которой соответствует входное значение оценки. Если номер показывает, что поднесущая является крайней в группе, то решающее устройство подает на выход значение, полученное с цифрового фильтра. В противном случае на выход поступает значение, полученное с параллельного матричного умножителя. При этом, если используется неразреженная преамбула, то решающее устройство всегда выбирает значение с параллельного матричного умножителя.The values from the outputs of the
Из описания работы устройства следует, что оно является конвейерным, то есть при непрерывной подаче входных значений на устройство после некоторой начальной задержки оно непрерывно выдает значения оценки.From the description of the operation of the device it follows that it is a conveyor, that is, with a continuous supply of input values to the device after a certain initial delay, it continuously produces evaluation values.
При реализации описанного устройства указанная выше низкая вычислительная сложность достигается тем, что используется сравнительно небольшое число арифметических устройств, что обеспечивает простоту исполнения устройства и возможность его исполнения на универсальном процессоре, цифровом процессоре сигналов (DSP), прикладной специализированной интегральной схеме (ASIC), полевой программируемой вентильной матрице (FPGA) или другом программируемом логическом устройстве, на дискретных логических элементах или на транзисторных логических элементах, на дискретных компонентах аппаратных средств, или любой их комбинации, выполненной для осуществления рассмотренных функций.When implementing the described device, the aforementioned low computational complexity is achieved by the fact that a relatively small number of arithmetic devices are used, which ensures the simplicity of the device and the possibility of its execution on a universal processor, digital signal processor (DSP), application-specific specialized integrated circuit (ASIC), field programmable gate array (FPGA) or other programmable logic device, on discrete logic elements or on transistor logic elements, on discrete hardware components, or any combination thereof, made to implement the functions considered.
Последовательный и конвейерный характер вычислений позволяет добиться низкой вычислительной сложности и малой задержки вычислений. Применение линейной полиномиальной регрессии позволяет получить высокие точность и качество оценки частотной характеристики канала.The consistent and pipelined nature of the calculations allows for low computational complexity and low computational latency. The use of linear polynomial regression allows one to obtain high accuracy and quality estimates of the channel frequency response.
Кроме того, входящие в состав заявленного устройства матричные умножители сконфигурированы для умножения на фиксированные, заранее вычисленные матрицы, что позволяет значительно сократить необходимый объем вычислений по сравнению с известными методами, где требуется решение матричных уравнений с непостоянными матрицами, и методами рекурсивных наименьших квадратов.In addition, the matrix multipliers included in the inventive device are configured to be multiplied by fixed, pre-calculated matrices, which can significantly reduce the required amount of calculations in comparison with known methods where matrix equations with non-constant matrices and recursive least squares methods are required.
На Фиг. 5 приведены результаты моделирования устройства-прототипа и заявляемого устройства. Характеристики канала были выбраны согласно модели Extended Vehicular A model (LTE; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); User Equipment (UE) radio transmission and reception (3GPP TS 36.101 version 10.1.1 Release 10)). В устройстве-прототипе число поднесущих в группе было выбрано равным 4, в заявляемом устройстве - 64. Степень регрессионного многочлена равна 7. Оценка ОСШ и корреляционной матрицы в случае устройства-прототипа предполагалась идеальной. Несмотря на это, качество оценки канала заявляемым устройством совпадает с качеством оценки прототипом при низком ОСШ и превышает при увеличении ОСШ. В реальных условиях эксплуатации систем связи следует ожидать ухудшения качества оценки прототипом из-за погрешностей в оценке параметров канала. Кроме того, моделирование проводилось для преамбул со сплошным расположением пилотных поднесущих, т.к. прототип не позволяет использовать другие. При использовании разреженных преамбул ОСШ увеличивается, а ошибка оценивания снижается, что повышает точность и качество оценки частотных характеристик канала.In FIG. 5 shows the simulation results of the prototype device and the claimed device. Channel characteristics were selected according to the Extended Vehicular A model (LTE; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); User Equipment (UE) radio transmission and reception (3GPP TS 36.101 version 10.1.1 Release 10)). In the prototype device, the number of subcarriers in the group was chosen equal to 4, in the inventive device - 64. The degree of the regression polynomial is 7. The estimation of the SNR and the correlation matrix in the case of the prototype device was assumed to be ideal. Despite this, the quality of the channel estimation by the claimed device coincides with the quality of the evaluation of the prototype at low SNR and exceeds with increasing SNR. In real conditions of operation of communication systems, one should expect a deterioration in the quality of the evaluation of the prototype due to errors in the estimation of channel parameters. In addition, modeling was performed for preambles with a continuous arrangement of pilot subcarriers, since the prototype does not allow the use of others. When using sparse preambles, the SNR increases, and the estimation error decreases, which increases the accuracy and quality of the estimate of the channel frequency characteristics.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016144044A RU2634915C1 (en) | 2016-11-09 | 2016-11-09 | Device for estimation of frequency response characteristic of wireless channel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016144044A RU2634915C1 (en) | 2016-11-09 | 2016-11-09 | Device for estimation of frequency response characteristic of wireless channel |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2634915C1 true RU2634915C1 (en) | 2017-11-08 |
Family
ID=60263653
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016144044A RU2634915C1 (en) | 2016-11-09 | 2016-11-09 | Device for estimation of frequency response characteristic of wireless channel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2634915C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US123021A (en) * | 1872-01-23 | Improvement in rolls for splitting railway rails | ||
WO2008039026A1 (en) * | 2006-09-29 | 2008-04-03 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Channel estimation method and apparatus in an ofdm wireless communication system |
RU2359420C2 (en) * | 2006-12-13 | 2009-06-20 | Закрытое акционерное общество "Кодофон" | Method for assessment of radio communication channel |
RU2411652C2 (en) * | 2006-06-01 | 2011-02-10 | Квэлкомм Инкорпорейтед | Improved assessment of channel for receiver of communication system |
-
2016
- 2016-11-09 RU RU2016144044A patent/RU2634915C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US123021A (en) * | 1872-01-23 | Improvement in rolls for splitting railway rails | ||
RU2411652C2 (en) * | 2006-06-01 | 2011-02-10 | Квэлкомм Инкорпорейтед | Improved assessment of channel for receiver of communication system |
WO2008039026A1 (en) * | 2006-09-29 | 2008-04-03 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Channel estimation method and apparatus in an ofdm wireless communication system |
RU2359420C2 (en) * | 2006-12-13 | 2009-06-20 | Закрытое акционерное общество "Кодофон" | Method for assessment of radio communication channel |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
KATSELIS DMITRIAS et al On Preamble-based Channel Estimation in OFDM/OQAM Systems, EUSIPCO 2011, Barcelona, p 1618-1622. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8422595B2 (en) | Channel estimation for communication systems with multiple transmit antennas | |
KR100967058B1 (en) | Method for Estimate Channel in Radio Communication and device thereof | |
EP2245817B1 (en) | Block boundary detection for a wireless communication system | |
JP5661753B2 (en) | Process for estimating channel from PSS signal in LTE communication network and its receiver | |
EP3482540B1 (en) | Improved channel estimation in ofdm communication systems | |
CN105024951B (en) | A kind of power delay spectrum PDP methods of estimation and device | |
CN106375251B (en) | Noise power estimation method, device and user equipment | |
RU2634915C1 (en) | Device for estimation of frequency response characteristic of wireless channel | |
JP2015136026A (en) | Receiver and reception method | |
CN116074162B (en) | Channel estimation and/or perception parameter estimation method, device, equipment and readable storage medium | |
CN113055318B (en) | Channel estimation method | |
CN112583753B (en) | Phase compensation method and electronic equipment | |
MXPA05013518A (en) | Reduced complexity sliding window based equalizer. | |
JP2015095712A (en) | Receiver and reception method | |
JP2013046131A (en) | Method for estimating time-varying and frequency-selective channels | |
US9137053B2 (en) | Apparatus and method of estimating channel in consideration of residual synchronization offset | |
WO2016119457A1 (en) | Frequency offset estimation method and apparatus, and computer storage medium | |
KR101231122B1 (en) | Method and apparatus for carrier frequency offset estimation using sage technique in ofdma system | |
JP6556400B2 (en) | Timing estimation apparatus and timing estimation method | |
KR101674832B1 (en) | 22 Phase Noise Cancellation Method and Apparatus in 22 MIMO System with Independent Oscillators | |
US9749124B2 (en) | Symbol boundary detection | |
US8891705B1 (en) | Methods for signal processing to reduce inter-symbol-interference | |
WO2017081980A1 (en) | Transmission device, communication device, transmission signal generation method, receiver, and demodulation method | |
CN103379059B (en) | The channel estimation methods and device of MMSE | |
JP6486570B2 (en) | Reception device, communication device, and demodulation method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191110 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20210218 |