基于時(shí)域訓(xùn)練序列的信道估計(jì)的方法及系統(tǒng)、天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于時(shí)域訓(xùn)練序列的信道估計(jì)方法及系 統(tǒng)、天線。
【背景技術(shù)】
[0002] 正交頻分復(fù)用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)和多輸入 多輸出（Multiple Input Multiple 0utput，MIM0)技術(shù)由于其突出的抗信道衰落能力和高 頻譜效率，被認(rèn)為是下一代無(wú)線通信系統(tǒng)的兩項(xiàng)主要物理層技術(shù)，受到了來(lái)自學(xué)術(shù)界和工 業(yè)界的廣泛關(guān)注。MMO-OFDM技術(shù)也成為了許多現(xiàn)有無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)采用的主流技術(shù)，這其中 包括 IEEE 802. llac/ad，WiMax，3GPP LTE 等等。
[0003] 在MMO-OFDM系統(tǒng)中，準(zhǔn)確的信道狀態(tài)信息為信道預(yù)編碼（Channel Pre-coding)、波束成型（Beamforming)、空時(shí)解碼（Space-time Decoding)、空頻解碼 (Space-frequency Decoding)提供了必要的信息，是保證系統(tǒng)性能的重要前提。傳統(tǒng)的 MM0-0FDM系統(tǒng)中的信道估計(jì)方法可以分為兩類：頻域估計(jì)方法和時(shí)域估計(jì)方法。頻域估 計(jì)方法利用頻分復(fù)用的導(dǎo)頻（又稱正交導(dǎo)頻）可將MMO系統(tǒng)中的信道估計(jì)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn) 單的單輸入單輸出（Single Input Single Output，SIS0)系統(tǒng)中的信道估計(jì)問(wèn)題。時(shí)域估 計(jì)方法利用前導(dǎo)序列進(jìn)行信道估計(jì)，利用所有的子載波，可以在慢變信道中提供更為可靠 的估計(jì)結(jié)果。
[0004] 但是MM0-0FDM系統(tǒng)中基于導(dǎo)頻的頻域信道估計(jì)方法，所需的導(dǎo)頻會(huì)隨著天線數(shù) 的增加而線性增加，對(duì)于未來(lái)天線數(shù)據(jù)巨大的大規(guī)模MIMO系統(tǒng)而言，系統(tǒng)的導(dǎo)頻開(kāi)銷會(huì)非 常大，頻譜效率極低?；谇皩?dǎo)序列的時(shí)域信道估計(jì)方法，在大規(guī)模MMO系統(tǒng)中信道時(shí)變 時(shí)，前導(dǎo)序列必須大量頻繁插入，最終導(dǎo)致前導(dǎo)序列的開(kāi)銷巨大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本發(fā)明的 第一方面目的在于提出一種開(kāi)銷低、估計(jì)精度和頻譜效率高的基于時(shí)域訓(xùn)練序列的信道估 計(jì)方法。
[0006] 本發(fā)明第二方面目的在于提出一種基于時(shí)域訓(xùn)練序列的信道估計(jì)系統(tǒng)。
[0007] 本發(fā)明第三方面目的在于提出一種天線。
[0008] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面實(shí)施例提出一種基于時(shí)域訓(xùn)練序列的信道估 計(jì)方法，包括以下步驟：S1，發(fā)射天線分別發(fā)送待發(fā)送信號(hào)幀，待發(fā)送信號(hào)幀包括待發(fā)送時(shí) 域訓(xùn)練序列和待發(fā)送數(shù)據(jù)；S2,接收天線獲得接收信號(hào)幀，并根據(jù)連續(xù)預(yù)定數(shù)目的所述接收 信號(hào)幀的接收時(shí)域訓(xùn)練序列獲取無(wú)干擾向量，構(gòu)建測(cè)量矩陣，所述接收信號(hào)幀為所述接收 天線接收的所述發(fā)射天線發(fā)送的經(jīng)過(guò)衰落信道和噪聲干擾的所述待發(fā)送信號(hào)幀；S3,根據(jù) 所述待發(fā)送時(shí)域訓(xùn)練序列，構(gòu)建觀測(cè)矩陣；S4,根據(jù)所述測(cè)量矩陣和所述觀測(cè)矩陣，結(jié)合稀 疏MIMO信道的空間和時(shí)間相關(guān)性和結(jié)構(gòu)化壓縮感知算法，獲得所述F個(gè)發(fā)射天線--對(duì)應(yīng) 的F個(gè)信道沖激響應(yīng)的估計(jì)信息。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基于時(shí)域訓(xùn)練序列的信道估計(jì)方法，利用非正交時(shí)域訓(xùn)練序 列中的無(wú)干擾向量構(gòu)建測(cè)量矩陣，并利用觀測(cè)矩陣結(jié)合稀疏MMO信道的空間和時(shí)間相關(guān) 性和結(jié)構(gòu)化壓縮感知算法，獲得F個(gè)發(fā)射天線一一對(duì)應(yīng)的F個(gè)信道沖激響應(yīng)的估計(jì)。本發(fā) 明的信道估計(jì)方法能夠大大降低訓(xùn)練序列開(kāi)銷，具有高頻譜效率以及高估計(jì)精度等特點(diǎn)。
[0010] 在一些示例中，所述待發(fā)送時(shí)域訓(xùn)練序列包括m序列和滿足等概率二項(xiàng)分布的序 列。
[0011] 在一些示例中，根據(jù)所述信道和所述接收時(shí)域訓(xùn)練序列獲取所述無(wú)干擾向量。
[0012] 在一些示例中，所述觀測(cè)矩陣由F個(gè)發(fā)射天線對(duì)應(yīng)的待發(fā)送時(shí)域訓(xùn)練序列構(gòu)成的 子矩陣構(gòu)成。
[0013] 本發(fā)明第二方面實(shí)施例提出一種基于時(shí)域訓(xùn)練序列的信道估計(jì)系統(tǒng)，應(yīng)用于F個(gè) 發(fā)射天線S個(gè)接收天線的MMO系統(tǒng)，包括：接收模塊，用于獲得接收信號(hào)幀，所述接收信號(hào) 幀為所述接收天線接收的所述發(fā)射天線發(fā)送的經(jīng)過(guò)衰落信道和噪聲干擾的待發(fā)送信號(hào)幀， 待發(fā)送信號(hào)幀包括待發(fā)送時(shí)域訓(xùn)練序列和待發(fā)送數(shù)據(jù)；測(cè)量矩陣構(gòu)建模塊，用于根據(jù)連續(xù) 預(yù)定數(shù)目的所述接收信號(hào)幀的接收時(shí)域訓(xùn)練序列獲取無(wú)干擾向量，構(gòu)建測(cè)量矩陣；觀測(cè)矩 陣構(gòu)建模塊，用于根據(jù)所述待發(fā)送時(shí)域訓(xùn)練序列，構(gòu)建觀測(cè)矩陣；估計(jì)模塊，用于根據(jù)所述 測(cè)量矩陣和所述觀測(cè)矩陣，結(jié)合稀疏MMO信道的空間和時(shí)間相關(guān)性和結(jié)構(gòu)化壓縮感知算 法，獲得所述F個(gè)發(fā)射天線一一對(duì)應(yīng)的F個(gè)信道沖激響應(yīng)的估計(jì)信息。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基于時(shí)域訓(xùn)練序列的信道估計(jì)系統(tǒng)，利用非正交時(shí)域訓(xùn)練序 列中的無(wú)干擾向量構(gòu)建測(cè)量矩陣，并利用觀測(cè)矩陣結(jié)合稀疏MMO信道的空間和時(shí)間相關(guān) 性和結(jié)構(gòu)化壓縮感知算法，獲得F個(gè)發(fā)射天線一一對(duì)應(yīng)的F個(gè)信道沖激響應(yīng)的估計(jì)信本發(fā) 明的信道估計(jì)系統(tǒng)能夠大大降低訓(xùn)練序列開(kāi)銷，具有高頻譜效率以及高估計(jì)精度等特點(diǎn)。
[0015] 在一些示例中，所述待發(fā)送時(shí)域訓(xùn)練序列包括m序列和滿足等概率二項(xiàng)分布的序 列。
[0016] 在一些示例中，根據(jù)所述信道和所述接收時(shí)域訓(xùn)練序列獲取所述無(wú)干擾向量。
[0017] 在一些示例中，所述觀測(cè)矩陣由F個(gè)發(fā)射天線對(duì)應(yīng)的待發(fā)送時(shí)域訓(xùn)練序列構(gòu)成的 子矩陣構(gòu)成。
[0018] 本發(fā)明第三方面實(shí)施例提出一種天線，包括如上所述的基于時(shí)域訓(xùn)練序列的信道 估計(jì)系統(tǒng)。
[0019] 本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的基于時(shí)域訓(xùn)練序列的信道估計(jì)方法的流程圖；
[0021] 圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的第一信號(hào)幀的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖3是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的無(wú)干擾區(qū)域示意圖；和
[0023] 圖4是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的基于時(shí)域訓(xùn)練序列的信道估計(jì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)"中心"、"縱向"、"橫向"、"長(zhǎng)度"、"寬度"、 "厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"豎直"、"水平"、"頂"、"底" "內(nèi)"、"外"、"順時(shí) 針"、"逆時(shí)針"、"軸向"、"徑向"、"周向"等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或 位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必 須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0025] 此外，術(shù)語(yǔ)"第一"