信道估計(jì)方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明實(shí)施例涉及無(wú)線通信技術(shù)，尤其涉及一種信道估計(jì)方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于無(wú)線通信中存在信道的多徑延遲和多普勒效應(yīng)，因此，在接收端恢復(fù)數(shù)據(jù)信 號(hào)時(shí)，對(duì)信道進(jìn)行估計(jì)是非常必要的，其中，現(xiàn)有無(wú)線通信系統(tǒng)中通常采用基于導(dǎo)頻的信道 估計(jì)方法。
[0003] 現(xiàn)有基于導(dǎo)頻的信道估計(jì)技術(shù)采用基擴(kuò)展度asisexapansionmodel,簡(jiǎn)稱BEM) 模型來(lái)處理每個(gè)傳輸塊中信道的快速變化，通過(guò)自回歸（AR)模型對(duì)基系數(shù)進(jìn)行建模，并采 用卡爾曼濾波對(duì)基系數(shù)變化進(jìn)行估計(jì)與跟蹤，即現(xiàn)有基于導(dǎo)頻的信道估計(jì)技術(shù)通過(guò)利用時(shí) 間統(tǒng)計(jì)約束進(jìn)行信道估計(jì)，信道估計(jì)性能較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種信道估計(jì)方法及裝置，W提高信道估計(jì)性能。
[0005] 第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種信道估計(jì)方法，包括：
[0006] 根據(jù)相鄰的基于基系數(shù)的導(dǎo)頻符號(hào)采用基于測(cè)量統(tǒng)計(jì)約束的最大似然信道估計(jì) 方法對(duì)信道進(jìn)行初步估計(jì)，得到所述導(dǎo)頻符號(hào)位置的信道基系數(shù)初步估計(jì)值；
[0007]根據(jù)所述信道基系數(shù)初步估計(jì)值采用基于時(shí)間統(tǒng)計(jì)約束的卡爾曼濾波信道估計(jì) 方法對(duì)所述信道進(jìn)行精確估計(jì)，得到所述導(dǎo)頻符號(hào)位置的信道基系數(shù)最終估計(jì)值；
[0008]根據(jù)所述信道基系數(shù)最終估計(jì)值通過(guò)插值運(yùn)算得到頻域信道增益系數(shù)。
[0009] 結(jié)合第一方面，在第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述根據(jù)相鄰的基于基 系數(shù)的導(dǎo)頻符號(hào)采用基于測(cè)量統(tǒng)計(jì)約束的最大似然信道估計(jì)方法對(duì)信道進(jìn)行初步估計(jì)，得 到所述導(dǎo)頻符號(hào)位置的信道基系數(shù)初步估計(jì)值，包括：
[0010] 根據(jù)所述相鄰的基于基系數(shù)的導(dǎo)頻符號(hào)采用最大似然信道估計(jì)公式對(duì)信道進(jìn)行 初步估計(jì)，得到所述導(dǎo)頻符號(hào)位置的信道基系數(shù)初步估計(jì)值；
[0011] 其中，所述最大似然信道估計(jì)公式為：
[0013] 其中，為待估計(jì)信道的第m個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)的信道基系數(shù)初步估計(jì)值，隸示 狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣，B為GCE-BEM基矩陣，Ymk表示第m-k個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)的頻域接收的基于基系數(shù) 的導(dǎo)頻符號(hào)，表示第m-k個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)的信道系數(shù)，m的取值為0、4、7或11。
[0014] 結(jié)合第一方面或第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一方面的第二種可能的 實(shí)現(xiàn)方式中，所述根據(jù)所述信道基系數(shù)初步估計(jì)值采用基于時(shí)間統(tǒng)計(jì)約束的卡爾曼濾波信 道估計(jì)方法對(duì)所述信道進(jìn)行精確估計(jì)，得到所述導(dǎo)頻符號(hào)位置的信道基系數(shù)最終估計(jì)值， 包括：
[0015] 根據(jù)所述信道基系數(shù)初步估計(jì)值采用卡爾曼濾波信道估計(jì)公式對(duì)所述信道進(jìn)行 精確估計(jì)，得到所述導(dǎo)頻符號(hào)位置的信道基系數(shù)最終估計(jì)值；
[0016] 其中，所述卡爾曼濾波信道估計(jì)公式為：
[0018] 其中，：^為觀測(cè)方程中狀態(tài)矩陣；枯表示第111個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)位置的卡爾曼增益記。表 示第m個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)位置的測(cè)量矩陣；Ym表示第m個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)；表示第m個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)位 置的信道基系數(shù)估計(jì)值；表示第m-1個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)位置的信道基系數(shù)估計(jì)值； 表示由第m-1個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)估計(jì)第m個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)的信道基系數(shù)估計(jì)值。
[0019] 結(jié)合第一方面、第一方面的第一種或第二種任一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一方面 的第H種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，根據(jù)所述信道基系數(shù)最終估計(jì)值通過(guò)插值運(yùn)算得到頻域信道 增益系數(shù)，包括：
[0020] 根據(jù)所述信道基系數(shù)最終估計(jì)值通過(guò)時(shí)域維納濾波插值運(yùn)算得到所述導(dǎo)頻符號(hào) 位置和數(shù)據(jù)符號(hào)位置的時(shí)域信道增益系數(shù)，或者根據(jù)所述信道基系數(shù)最終估計(jì)值通過(guò)自回 歸AR基系數(shù)插值運(yùn)算得到所述導(dǎo)頻符號(hào)位置和數(shù)據(jù)符號(hào)位置的時(shí)域信道增益系數(shù)；
[0021] 根據(jù)所述導(dǎo)頻符號(hào)位置和所述數(shù)據(jù)符號(hào)位置的時(shí)域信道增益系數(shù)得到所述頻域 信道增益系數(shù)。
[0022] 結(jié)合第一方面的第H種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一方面的第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式 中，所述根據(jù)所述信道基系數(shù)最終估計(jì)值通過(guò)時(shí)域維納濾波插值運(yùn)算得到所述導(dǎo)頻符號(hào)位 置和數(shù)據(jù)符號(hào)位置的時(shí)域信道增益系數(shù)，包括：
[0023] 根據(jù)所述信道基系數(shù)最終估計(jì)值通過(guò)聽(tīng),,,=8&/.",得到所述導(dǎo)頻符號(hào)位置的時(shí)域 信道增益系數(shù)；其中，a表示第m個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)的第1條徑上的時(shí)域信道增益系數(shù)，B為 GCE-BEM基矩陣，6,.。表示第m個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)的第1條徑上的所述信道基系數(shù)最終估計(jì)值；其 中，m的取值為0、4、7或11 ;
[0024] 根據(jù)所述導(dǎo)頻符號(hào)位置的時(shí)域信道增益系數(shù)通過(guò)時(shí)域維納濾波插值公式得到所 述數(shù)據(jù)符號(hào)位置的時(shí)域信道增益系數(shù)；
[00巧]其中，所述時(shí)域維納濾波插值公式為
[002引其中，(X說(shuō)隸示第t個(gè)發(fā)射天線與第r個(gè)接收天線間所有(FDM符號(hào)的第1條徑上 的時(shí)域信道增益系數(shù)，所述所有OFDM符號(hào)包括：數(shù)據(jù)符號(hào)W及導(dǎo)頻符號(hào)；]表示時(shí) LPJy 域上第i個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)位置與第j個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)位置間的相關(guān)系數(shù)；H1表示時(shí)域上第i LPPAi、j 個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)位置與第j個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)位置間的相關(guān)系數(shù)表示第t個(gè)發(fā)射天線與第r個(gè) 接收天線間第ii個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)的第1條徑上的時(shí)域信道參數(shù)，ii的取值為：〇、4、7或11 ;agt表示第t個(gè)發(fā)射天線與第r個(gè)接收天線間第i2個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)的第1條徑上的時(shí)域信道參數(shù)， i2的取值為：〇、4、7或11，且ii^i2 ;巧:為噪聲方差估計(jì)值。
[0027] 結(jié)合第一方面的第H種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一方面的第五種可能的實(shí)現(xiàn)方式 中，所述根據(jù)所述信道基系數(shù)最終估計(jì)值通過(guò)AR基系數(shù)插值運(yùn)算得到所述導(dǎo)頻符號(hào)位置 和數(shù)據(jù)符號(hào)位置的時(shí)域信道增益系數(shù)，包括：
[0028] 根據(jù)所述信道基系數(shù)最終估計(jì)值通過(guò)一階AR模型得到所述數(shù)據(jù)符號(hào)位置的信道 基系數(shù)；
[002引其中，所述一階AR模型為：鉛，=文。W載己.+斯獻(xiàn)> 表示第t個(gè)發(fā)射天線與第r個(gè)接收天線間第m個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)的第1條徑上的時(shí)域信道增益系數(shù)，且m的取值為；0、4、7 或11 ;玲記,表示第t個(gè)發(fā)射天線與第r個(gè)接收天線間第m-s個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)的第1條徑上的所 述信道基系數(shù)最終估計(jì)值；S表示待估計(jì)數(shù)據(jù)符號(hào)位置與當(dāng)前導(dǎo)頻符號(hào)位置間間隔，且S的 取值范圍為1、2或3 ; A,. (.V)表示第1條徑上兩(FDM符號(hào)間隔為S時(shí)的信道狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣； 成;表示第t個(gè)發(fā)射天線與第r個(gè)接收天線間第m個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)的第1條徑上的AR模型誤 差；
[0030] 根據(jù)所述導(dǎo)頻符號(hào)位置和所述數(shù)據(jù)符號(hào)位置的信道基系數(shù)通過(guò)《/.,=B(V,得到所 述導(dǎo)頻符號(hào)位置和所述數(shù)據(jù)符號(hào)位置的時(shí)域信道增益系數(shù)；其中，a1,,為第Z個(gè)OFDM符號(hào) 的第1條徑上的時(shí)域信道增益系數(shù)，Z的取值范圍為[0,切內(nèi)的整數(shù)；％為第Z個(gè)(FDM 符號(hào)的第1條徑上的信道基系數(shù)。
[0031] 結(jié)合第一方面的第H種至第五種任一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一方面的第六種可 能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述根據(jù)所述導(dǎo)頻符號(hào)位置和所述數(shù)據(jù)符號(hào)位置的時(shí)域信道增益系數(shù)得 到所述頻域信道增益系數(shù)，包括：
[0032] 根據(jù)所述導(dǎo)頻符號(hào)位置和所述數(shù)據(jù)符號(hào)位置的時(shí)域信道增益系數(shù)通過(guò)時(shí)頻轉(zhuǎn)換 公式得到所述頻域信道增益系數(shù)；
[0033] 其中，所述時(shí)頻轉(zhuǎn)換公式為：
[003引其中，媒"表示第t個(gè)發(fā)射天線與第r個(gè)接收天線間第Z個(gè)OFDM符號(hào)的第1條 徑上的時(shí)域信道增益系數(shù)；[Hf 表示第t個(gè)發(fā)射天線與第r個(gè)接收天線間第Z個(gè)(FDM 符號(hào)上的頻域信道增益系數(shù)，k和n表示子載波編號(hào)；N。為每個(gè)OFDM符號(hào)中的子載波個(gè)數(shù)； 為天線對(duì)（r，t)之間的總多徑數(shù)；L為采樣時(shí)間間隔；F為歸一化頻偏值；T1為第1 徑時(shí)域信道的歸一化時(shí)延。
[0036] 結(jié)合第一方面、第一方面的第一種至第六種任一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一方面 的第走種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述根據(jù)相鄰的基于基系數(shù)的導(dǎo)頻符號(hào)采用基于測(cè)量統(tǒng)計(jì)約 束的最大似然信道估計(jì)方法對(duì)信道進(jìn)行初步估計(jì)，得到所述導(dǎo)頻符號(hào)位置的信道基系數(shù)初 步估計(jì)值之前，還包括：
[0037] 對(duì)信道信息進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理得到基于基系數(shù)的當(dāng)前導(dǎo)頻符號(hào)W及與所述當(dāng)前導(dǎo) 頻符號(hào)相鄰的至少一個(gè)基于基系數(shù)的導(dǎo)頻符號(hào)，其中，所述信道信息包括：頻偏估計(jì)值、噪 聲方差估計(jì)值和多普勒頻移及信號(hào)功率估計(jì)值。
[0038] 結(jié)合第一方面的第走種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一方面的第八種可能的實(shí)現(xiàn)方式 中，所述對(duì)信道信息進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理得到基于基系數(shù)的當(dāng)前導(dǎo)頻符號(hào)W及與所述當(dāng)前導(dǎo)頻 符號(hào)相鄰的至少一個(gè)基于基系數(shù)的導(dǎo)頻符號(hào)之前，還包括：
[0039] 對(duì)接收到的當(dāng)前導(dǎo)頻符號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量處理，得到所述信道信息。
[0040] 結(jié)合第一方面的第八種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一方面的第九種可能的實(shí)現(xiàn)方式 中，所述對(duì)接收到的當(dāng)前導(dǎo)頻符號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量處理，得到所述信道信息，包括：
[0041] 對(duì)所述當(dāng)前導(dǎo)頻符號(hào)進(jìn)行最大似然頻偏估計(jì)，得到所述當(dāng)前導(dǎo)頻符號(hào)的頻偏估計(jì) 值；
[0042] 對(duì)所述當(dāng)前導(dǎo)頻符號(hào)進(jìn)行噪聲方差估計(jì)，得到所述信道的噪聲方差估計(jì)值；
[0043] 根據(jù)所述噪聲方差估計(jì)值通過(guò)基于循環(huán)前綴的多普勒頻移估計(jì)，得到所述信道的 多普勒頻移及信號(hào)功率估計(jì)值。
[0044] 結(jié)合第一方面的第九種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一方面的第十種可能的實(shí)現(xiàn)方式 中，所述對(duì)所述當(dāng)前導(dǎo)頻符號(hào)進(jìn)行最大似然頻偏估計(jì)，得到所述當(dāng)前導(dǎo)頻符號(hào)的頻偏估計(jì) 值，包括：
[0045] 對(duì)所述當(dāng)前導(dǎo)頻符號(hào)根據(jù)最大似然方法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理得到初始頻偏估計(jì)yW;
[0046] 將所述yW及所述當(dāng)前導(dǎo)頻符號(hào)位置的時(shí)域接收信號(hào)ym代入似然函數(shù)得到歸一化 頻偏值；所述似然函數(shù)的表達(dá)式為：
，其中，E?為 頻偏矩陣，F(xiàn)為歸一化頻偏值；
[0047] 根據(jù)所述歸一化頻偏值通過(guò)分步搜索算法計(jì)算得到所述當(dāng)前導(dǎo)頻符號(hào)的頻偏估 計(jì)值。
[0048] 第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種信道估計(jì)裝置，包括：
[0049] 第一估計(jì)模塊，用于根據(jù)相鄰的基于基系數(shù)的導(dǎo)頻符號(hào)采用基于測(cè)量統(tǒng)計(jì)約束的 最大似然信道估計(jì)方法對(duì)信道進(jìn)行初步估計(jì)，得到所述導(dǎo)頻符號(hào)位置的信道基系數(shù)初步估 計(jì)值；
[0050] 第二估計(jì)模塊，用于根據(jù)所述信道基系數(shù)初步估計(jì)值采用基于時(shí)間統(tǒng)計(jì)約束的卡 爾曼濾波信道估計(jì)方法對(duì)所述信道進(jìn)行精確估計(jì)，得到所述導(dǎo)頻符號(hào)位置的信道基系數(shù)最 終估計(jì)值；
[0051] 插值模塊，用于根據(jù)所述信道基系數(shù)最終估計(jì)值通過(guò)插值運(yùn)算得到頻域信道增益 系數(shù)。
[0052] 結(jié)合第二方面，在第二方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述第一估計(jì)模塊具體 用于：根據(jù)所述相鄰的基于基系數(shù)的導(dǎo)頻符號(hào)采用最大似然信道估計(jì)公式對(duì)信道進(jìn)行初步 估計(jì)，得到所述導(dǎo)頻符號(hào)位置的信道基系數(shù)初步估計(jì)值；
[0053]其中，所述最大似然信道估計(jì)公式為：
[00巧]其中，i,為待估計(jì)信道的第m個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)的信道基系數(shù)初步估計(jì)值，本表示 狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣，B為GCE-BEM基矩陣，Ymk表示第m-k個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)的頻域接收的基于基系數(shù) 的導(dǎo)頻符號(hào)，表示第m-k個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)的信道系數(shù)，m的取值為0、4、7或11。
[0056] 結(jié)合第二方面或第二方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第二方面的第二種可能的 實(shí)現(xiàn)方式中，所述第二估計(jì)模塊具體用于：根據(jù)所述信道基系數(shù)初步估計(jì)值采用卡爾曼濾 波信道估計(jì)公式對(duì)所述信道進(jìn)行精確估計(jì)，得到所述導(dǎo)頻符號(hào)位置的信道基系數(shù)最終估計(jì) 值；
[0057] 其中，所述卡爾曼濾波信道估計(jì)公式為：
[0059] 其中，為觀測(cè)方程中狀態(tài)矩陣；Km表示第m個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)位置的卡爾曼增益；Sm表 示第m個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)位置的測(cè)量矩陣；Ym表示第m個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)；表示第m個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)位 置的信道基系數(shù)估計(jì)值；表示第m-1個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)位置的信道基系數(shù)估計(jì)值； 表示由第m-1個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)估計(jì)第m個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)的信道基系數(shù)估計(jì)值。
[0060] 結(jié)合第二方面、第二方面的第一種或第二種任一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第二方面 的第H種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述插值模塊包括；第一插值單元，用于根據(jù)所述信道基系數(shù) 最終估計(jì)值通過(guò)時(shí)域維納濾波插值運(yùn)算得到所述導(dǎo)頻符號(hào)位置和數(shù)據(jù)符號(hào)位置的時(shí)域信 道增益系數(shù)，或第二插值單元，用于根據(jù)所述信道基系數(shù)最終估計(jì)值通過(guò)自回歸AR基系數(shù) 插值運(yùn)算得到所述導(dǎo)頻符號(hào)位置和數(shù)據(jù)符號(hào)位置的時(shí)域信道增益系數(shù)；
[0061] 第H插值單元，用于根據(jù)所述導(dǎo)頻符號(hào)位置和所述數(shù)據(jù)符號(hào)位置的時(shí)域信道增益 系數(shù)得到所述頻域信道增益系數(shù)。
[0062] 結(jié)合第二方面的第H種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第二方面的第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式 中，所述第一插值單元具體用于：
[0063]根據(jù)所述信道基系數(shù)最終估計(jì)值通過(guò)a/,。, =BS/,。,得到所述導(dǎo)頻符號(hào)位置的時(shí)域 信道增益系數(shù)；其中，a表示第m個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)的第1條徑上的時(shí)域信道增益系數(shù)，B為 GCE-BEM基矩陣，6,,,。表示第m個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)的第1條徑上的所述信道基系數(shù)最終估計(jì)值；其 中，m的取值為0、4、7或11 ;
[0064] 根據(jù)所述導(dǎo)頻符號(hào)位置的時(shí)域信道增益系數(shù)通過(guò)時(shí)域維納濾波插值公式得到所 述數(shù)據(jù)符號(hào)位置的時(shí)域信道增益系數(shù)；
[0065] 其中，所述時(shí)域維納濾波插值公式為：
[0066]其中，<點(diǎn)表示第t個(gè)發(fā)射天線與第r個(gè)接收天線間所有(FDM符號(hào)的第1條徑上 的時(shí)域信道增益系數(shù)，所述所有OFDM