一种时域信道估计的方法与装置转让专利

申请号 : CN200810166766.1

文献号 : CN101729458A

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 孙伟民

申请人 : 王智

摘要 :

本发明公开了一种时域信道估计的方法与装置,包括:构造包括引导符号和数据符号的数据单元;发送该数据单元;接收该数据单元,分离该数据单元中的具有信道特性的引导符号和数据符号;根据接收的具有信道特性的引导符号得到估计的信道时域冲击响应;对估计的信道时域冲击响应进行快速傅立叶变换,得到变换后的估计的信道频域响应;对接收的数据符号进行快速傅立叶变换,得到变换后的数据符号;根据变换后的估计的信道频域响应,对变换后的数据符号进行均衡,得到均衡后的数据。通过本发明能够有效地改善信道估计的信噪比、大大消除临近基站的干扰和提高多天线系统的利用率。

权利要求 :

1.一种时域信道估计的装置,其特征在于,包括发射单元和接收单元,其中,发射单元包括:

数据构造模块,用于构造包括引导符号和数据符号的数据单元;

数据发送模块,用于发送数据单元;

接收单元包括:

数据接收模块,用于接收数据单元,分离数据单元中的具有信道特性的引导符号和数据符号;

信道时域冲击响应估计模块,用于根据接收到的具有信道特性的引导符号得到估计的信道时域冲击响应;

第一快速傅立叶变换FFT模块,用于对估计的信道时域冲击响应进行快速傅立叶变换,得到变换后的估计的信道频域响应;

第二快速傅立叶变换模块,用于对接收到的数据符号进行快速傅立叶变换,得到变换后的数据符号;

均衡器,用于根据变换后的估计的信道频域响应,对变换后的数据符号进行均衡,得到均衡后的数据。

2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述信道时域冲击响应估计模块包括:信道时域冲击响应预估模块,用于根据接收到的具有信道特性的引导符号得到预估的信道时域冲击响应估计分辨门限模块,用于根据引导符号求出信道时域冲击响应的估计分辨门限,对预估的信道时域冲击响应进行门限处理。

3.根据权利要求2所述的装置,其特征在于,

所述根据引导符号求出信道时域冲击响应的估计分辨门限包括:根据所述引导符号求出所述引导符号对噪声压缩的分贝数,根据所述引导符号对噪声压缩的分贝数,求出所述估计分辨门限。

4.根据权利要求2所述的装置,其特征在于,

所述对预估的信道时域冲击响应进行门限处理包括:将预估的信道时域冲击响应与估计分辨门限进行比较,如果预估的信道时域冲击响应的幅度值大于估计分辨门限,则确定估计的信道时域冲击响应为预估的信道时域冲击响应;如果预估的信道时域冲击响应的幅度值小于或等于估计分辨门限,则确定估计的信道时域冲击响应为0。

5.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,包括:时域匹配处理模块,用于对估计的信道时域冲击响应进行时域匹配处理,得到经过时域匹配处理的估计的信道时域冲击响应。

6.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述时域匹配处理模块包括:时域再抽样处理模块,用于对估计的信道时域冲击响应进行再抽样处理,使引导符号的抽样频率与数据符号的抽样频率相同。

7.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述时域匹配处理模块还包括:时间平滑处理模块,用于对估计的信道时域冲击响应进行时间平滑处理,使引导符号和数据符号对应的时间点保持相同。

8.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,包括:频域匹配处理模块,用于根据变换后的数据符号,对变换后的估计的信道频域响应进行频域匹配处理,得到经过频域匹配处理的估计的信道频域响应。

9.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述频域匹配处理模块包括:内插平滑处理模块,用于对变换后的估计的信道频域响应进行内插平滑处理,使变换后的估计的信道频域响应的子载波数与变换后的数据符号的子载波数相同。

10.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述频域匹配处理模块包括:频域再抽样处理模块,用于对变换后的估计的信道频域响应进行频域再抽样处理,使变换后的估计的信道频域响应的频域抽样点和变换后的数据符号的子载波位置相同。

11.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述数据符号为正交频分复用OFDM符号。

12.一种时域信道估计的发射装置,其特征在于,包括:数据构造模块,用于构造包括引导符号和数据符号的数据单元;

数据发送模块,用于发送数据单元。

13.一种时域信道估计的接收装置,其特征在于,包括:数据接收模块,用于接收数据单元,分离数据单元中的具有信道特性的引导符号和数据符号;

信道时域冲击响应估计模块,用于根据接收的具有信道特性的引导符号得到估计的信道时域冲击响应;

第一快速傅立叶变换模块,用于对估计的信道时域冲击响应进行快速傅立叶变换,得到变换后的估计的信道频域响应;

第二快速傅立叶变换模块,用于对接收的数据符号进行快速傅立叶变换,得到变换后的数据符号;

均衡器,用于根据变换后的估计的信道频域响应,对变换后的数据符号进行均衡,得到均衡后的数据。

14.根据权利要求13所述的接收装置,其特征在于,所述信道时域冲击响应估计模块包括:信道时域冲击响应预估模块,用于根据接收的具有信道特性的引导符号得到预估的信道时域冲击响应估计分辨门限模块,用于根据引导符号求出信道时域冲击响应的估计分辨门限,对预估的信道时域冲击响应进行门限处理。

15.根据权利要求14所述的接收装置,其特征在于,所述根据引导符号求出信道时域冲击响应的估计分辨门限包括:根据所述引导符号求出所述引导符号对噪声压缩的分贝数,根据所述引导符号对噪声压缩的分贝数,求出所述估计分辨门限。

16.根据权利要求14所述的接收装置,其特征在于,所述对预估的信道时域冲击响应进行门限处理包括:将预估的信道时域冲击响应与估计分辨门限进行比较,如果预估的信道时域冲击响应的幅度值大于估计分辨门限,则确定估计的信道时域冲击响应为预估的信道时域冲击响应;如果预估的信道时域冲击响应的幅度值小于或等于估计分辨门限,则确定估计的信道时域冲击响应为0。

17.根据权利要求13所述的接收装置,其特征在于,包括:时域匹配处理模块,用于对估计的信道时域冲击响应进行时域匹配处理,得到经过时域匹配处理的估计的信道时域冲击响应。

18.根据权利要求17所述的接收装置,其特征在于,所述时域匹配处理模块包括:时域再抽样处理模块,用于对估计的信道时域冲击响应进行再抽样处理,使引导符号的抽样频率与数据符号的抽样频率相同。

19.根据权利要求17所述的接收装置,其特征在于,所述时域匹配处理模块还包括:时间平滑处理模块,用于对估计的信道时域冲击响应进行时间平滑处理,使引导符号和数据符号对应的时间点保持相同。

20.根据权利要求13所述的接收装置,其特征在于,包括:频域匹配处理模块,用于根据变换后的数据符号,对变换后的估计的信道频域响应进行频域匹配处理,得到经过频域匹配处理的估计的信道频域响应。

21.根据权利要求20所述的接收装置,其特征在于,所述频域匹配处理模块包括:内插平滑处理模块,用于对变换后的估计的信道频域响应进行内插平滑处理,使变换后的估计的信道频域响应的子载波数与变换后的数据符号的子载波数相同。

22.根据权利要求20所述的接收装置,其特征在于,所述频域匹配处理模块包括:频域再抽样处理模块,用于对变换后的估计的信道频域响应进行频域再抽样处理,使变换后的估计的信道频域响应的频域抽样点和变换后的数据符号的子载波位置相同。

23.一种时域信道估计的方法,其特征在于,包括:构造包括引导符号和数据符号的数据单元;

发送数据单元;

接收数据单元,分离数据单元中的具有信道特性的引导符号和数据符号;

根据接收的具有信道特性的引导符号得到估计的信道时域冲击响应;

对估计的信道时域冲击响应进行快速傅立叶变换,得到变换后的估计的信道频域响应;

对接收的数据符号进行快速傅立叶变换,得到变换后的数据符号;

根据变换后的估计的信道频域响应,对变换后的数据符号进行均衡,得到均衡后的数据。

24.根据权利要求23所述的方法,其特征在于,所述根据接收的具有信道特性的引导符号得到估计的信道时域冲击响应包括:根据接收到的具有信道特性的引导符号得到预估的信道时域冲击响应;

根据引导符号求出信道时域冲击响应的估计分辨门限,对预估的信道时域冲击响应进行门限处理。

25.根据权利要求24所述的方法,其特征在于,所述根据引导符号求出信道时域冲击响应的估计分辨门限包括:根据所述引导符号求出所述引导符号对噪声压缩的分贝数,根据所述引导符号对噪声压缩的分贝数,求出所述估计分辨门限。

26.根据权利要求24所述的方法,其特征在于,所述对预估的信道时域冲击响应进行门限处理包括:将预估的信道时域冲击响应与估计分辨门限进行比较,如果预估的信道时域冲击响应的幅度值大于估计分辨门限,则确定估计的信道时域冲击响应为预估的信道时域冲击响应;如果预估的信道时域冲击响应的幅度值小于或等于估计分辨门限,则确定估计的信道时域冲击响应为0。

27.根据权利要求23所述的方法,其特征在于,该方法还包括:对估计的信道时域冲击响应进行时域匹配处理,得到经过时域匹配处理的估计的信道时域冲击响应。

28.根据权利要求27所述的方法,其特征在于,所述时域匹配处理包括:对估计的信道时域冲击响应进行再抽样处理,使引导符号的抽样频率与数据符号的抽样频率相同。

29.根据权利要求27所述的方法,其特征在于,所述时域匹配处理包括:对估计的信道时域冲击响应进行时间平滑处理,使引导符号和数据符号对应的时间点保持相同。

30.根据权利要求23所述的方法,其特征在于,该方法还包括:根据变换后的数据符号,对变换后的估计的信道频域响应进行频域匹配处理,得到经过频域匹配处理的估计的信道频域响应。

31.根据权利要求30所述的方法,其特征在于,所述对变换后的估计的信道频域响应进行频域匹配处理包括:对变换后的估计的信道频域响应进行内插平滑处理,使变换后的估计的信道频域响应的子载波数与变换后的数据符号的子载波数相同。

32.根据权利要求30所述的方法,其特征在于,所述对变换后的估计的信道频域响应进行频域匹配处理包括:对变换后的估计的信道频域响应进行频域再抽样处理,使变换后的估计的信道频域响应的频域抽样点和变换后的数据符号的子载波位置相同。

33.根据权利要求23所述的方法,其特征在于,所述数据符号为正交频分复用OFDM符号。

34.根据权利要求23所述的方法,其特征在于,所述引导符号和数据符号位置关系为在每隔预定个数数据符号后插入预定个数引导符号。

35.根据权利要求23所述的方法,其特征在于,所述引导符号为金码GoldCode。

说明书 :

技术领域

本发明主要涉及无线通信领域,尤其涉及一种时域信道估计的方法与装置。

背景技术

在正交频分复用(OFDM,Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术中,通常采用在OFDM符号内插入导频子载波的方法对信道进行估计,例如,微波存取全球互通(WiMAX,Worldwide Interoperability for MicrowaveAccess)系统。虽然这种信道估计方法比较简单直接,但存在以下问题:
首先,该方法没有压缩附加噪声的功能,信道估计的性能较差,尤其在信噪比较低的情况下,系统性能受噪声的影响很大。
其次,该方法无法利用导频子载波区分不同的基站,导致无法有效消除在覆盖区边缘临近基站的干扰,大大降低通信系统的可靠性。
另外,该方法无法区分不同的天线以及同一基站覆盖范围中不同的扇区,使得多天线系统的利用率很低。

发明内容

有鉴于此,本发明的目的在于提供一种时域信道估计的方法与装置,达到有效地改善信道估计的信噪比、降低在覆盖区边缘临近基站的干扰、提高多天线系统的利用率的目的。
根据本发明实施例的一方面,提供了一种时域信道估计的装置,包括发射单元和接收单元,其中,
发射单元包括:
数据构造模块,用于构造包括引导符号和数据符号的数据单元;
数据发送模块,用于发送数据单元;
接收单元包括:
数据接收模块,用于接收数据单元,分离数据单元中的具有信道特性的引导符号和数据符号;
信道时域冲击响应估计模块,用于根据接收到的具有信道特性的引导符号得到估计的信道时域冲击响应;
第一快速傅立叶变换FFT模块,用于对估计的信道时域冲击响应进行快速傅立叶变换,得到变换后的估计的信道频域响应;
第二快速傅立叶变换模块,用于对接收到的数据符号进行快速傅立叶变换,得到变换后的数据符号;
均衡器,用于根据变换后的估计的信道频域响应,对变换后的数据符号进行均衡,得到均衡后的数据。
根据本发明实施例的一个特征,所述信道时域冲击响应估计模块包括:
信道时域冲击响应预估模块,用于根据接收到的具有信道特性的引导符号得到预估的信道时域冲击响应
估计分辨门限模块,用于根据引导符号求出信道时域冲击响应的估计分辨门限,对预估的信道时域冲击响应进行门限处理。
根据本发明实施例的另一个特征,
所述根据引导符号求出信道时域冲击响应的估计分辨门限包括:
根据所述引导符号求出所述引导符号对噪声压缩的分贝数,根据所述引导符号对噪声压缩的分贝数,求出所述估计分辨门限。
根据本发明实施例的另一个特征,所述对预估的信道时域冲击响应进行门限处理包括:
将预估的信道时域冲击响应与估计分辨门限进行比较,如果预估的信道时域冲击响应的幅度值大于估计分辨门限,则确定估计的信道时域冲击响应为预估的信道时域冲击响应;如果预估的信道时域冲击响应的幅度值小于或等于估计分辨门限,则确定估计的信道时域冲击响应为0。
根据本发明实施例的另一个特征,该装置包括:
时域匹配处理模块,用于对估计的信道时域冲击响应进行时域匹配处理,得到经过时域匹配处理的估计的信道时域冲击响应。
根据本发明实施例的另一个特征,所述时域匹配处理模块包括:
时域再抽样处理模块,用于对估计的信道时域冲击响应进行再抽样处理,使引导符号的抽样频率与数据符号的抽样频率相同。
根据本发明实施例的另一个特征,所述时域匹配处理模块还包括:
时间平滑处理模块,用于对估计的信道时域冲击响应进行时间平滑处理,使引导符号和数据符号对应的时间点保持相同。
根据本发明实施例的另一个特征,该装置包括:
频域匹配处理模块,用于根据变换后的数据符号,对变换后的估计的信道频域响应进行频域匹配处理,得到经过频域匹配处理的估计的信道频域响应。
根据本发明实施例的另一个特征,所述频域匹配处理模块包括:
内插平滑处理模块,用于对变换后的估计的信道频域响应进行内插平滑处理,使变换后的估计的信道频域响应的子载波数与变换后的数据符号的子载波数相同。
根据本发明实施例的另一个特征,所述频域匹配处理模块包括:
频域再抽样处理模块,用于对变换后的估计的信道频域响应进行频域再抽样处理,使变换后的估计的信道频域响应的频域抽样点和变换后的数据符号的子载波位置相同。
根据本发明实施例的另一个特征,所述数据符号为正交频分复用OFDM符号。
根据本发明实施例的另一方面,提供了一种时域信道估计的发射装置,其特征在于,包括:
数据构造模块,用于构造包括引导符号和数据符号的数据单元;
数据发送模块,用于发送数据单元。
根据本发明实施例的另一方面,提供了一种时域信道估计的接收装置,包括:
数据接收模块,用于接收数据单元,分离数据单元中的具有信道特性的引导符号和数据符号;
信道时域冲击响应估计模块,用于根据接收的具有信道特性的引导符号得到估计的信道时域冲击响应;
第一快速傅立叶变换模块,用于对估计的信道时域冲击响应进行快速傅立叶变换,得到变换后的估计的信道频域响应;
第二快速傅立叶变换模块,用于对接收的数据符号进行快速傅立叶变换,得到变换后的数据符号;
均衡器,用于根据变换后的估计的信道频域响应,对变换后的数据符号进行均衡,得到均衡后的数据。
根据本发明实施例的一个特征,所述信道时域冲击响应估计模块包括:
信道时域冲击响应预估模块,用于根据接收的具有信道特性的引导符号得到预估的信道时域冲击响应
估计分辨门限模块,用于根据引导符号求出信道时域冲击响应的估计分辨门限,对预估的信道时域冲击响应进行门限处理。
根据本发明实施例的另一个特征,
所述根据引导符号求出信道时域冲击响应的估计分辨门限包括:
根据所述引导符号求出所述引导符号对噪声压缩的分贝数,根据所述引导符号对噪声压缩的分贝数,求出所述估计分辨门限。
根据本发明实施例的另一个特征,所述对预估的信道时域冲击响应进行门限处理包括:
将预估的信道时域冲击响应与估计分辨门限进行比较,如果预估的信道时域冲击响应的幅度值大于估计分辨门限,则确定估计的信道时域冲击响应为预估的信道时域冲击响应;如果预估的信道时域冲击响应的幅度值小于或等于估计分辨门限,则确定估计的信道时域冲击响应为0。
根据本发明实施例的另一个特征,该接收装置包括:
时域匹配处理模块,用于对估计的信道时域冲击响应进行时域匹配处理,得到经过时域匹配处理的估计的信道时域冲击响应。
根据本发明实施例的另一个特征,所述时域匹配处理模块包括:
时域再抽样处理模块,用于对估计的信道时域冲击响应进行再抽样处理,使引导符号的抽样频率与数据符号的抽样频率相同。
根据本发明实施例的另一个特征,所述时域匹配处理模块还包括:
时间平滑处理模块,用于对估计的信道时域冲击响应进行时间平滑处理,使引导符号和数据符号对应的时间点保持相同。
根据本发明实施例的另一个特征,该接收装置包括:
频域匹配处理模块,用于根据变换后的数据符号,对变换后的估计的信道频域响应进行频域匹配处理,得到经过频域匹配处理的估计的信道频域响应。
根据本发明实施例的另一个特征,所述频域匹配处理模块包括:
内插平滑处理模块,用于对变换后的估计的信道频域响应进行内插平滑处理,使变换后的估计的信道频域响应的子载波数与变换后的数据符号的子载波数相同。
根据本发明实施例的另一个特征,所述频域匹配处理模块包括:
频域再抽样处理模块,用于对变换后的估计的信道频域响应进行频域再抽样处理,使变换后的估计的信道频域响应的频域抽样点和变换后的数据符号的子载波位置相同。
根据本发明实施例的另一方面,提供了一种时域信道估计的方法,包括:
构造包括引导符号和数据符号的数据单元;
发送数据单元;
接收数据单元,分离数据单元中的具有信道特性的引导符号和数据符号;
根据接收的具有信道特性的引导符号得到估计的信道时域冲击响应;
对估计的信道时域冲击响应进行快速傅立叶变换,得到变换后的估计的信道频域响应;
对接收的数据符号进行快速傅立叶变换,得到变换后的数据符号;
根据变换后的估计的信道频域响应,对变换后的数据符号进行均衡,得到均衡后的数据。
根据本发明实施例的一个特征,所述根据接收的具有信道特性的引导符号得到估计的信道时域冲击响应包括:
根据接收到的具有信道特性的引导符号得到预估的信道时域冲击响应;
根据引导符号求出信道时域冲击响应的估计分辨门限,对预估的信道时域冲击响应进行门限处理。
根据本发明实施例的另一个特征,
所述根据引导符号求出信道时域冲击响应的估计分辨门限包括:
根据所述引导符号求出所述引导符号对噪声压缩的分贝数,根据所述引导符号对噪声压缩的分贝数,求出所述估计分辨门限。
根据本发明实施例的另一个特征,所述对预估的信道时域冲击响应进行门限处理包括:
将预估的信道时域冲击响应与估计分辨门限进行比较,如果预估的信道时域冲击响应的幅度值大于估计分辨门限,则确定估计的信道时域冲击响应为预估的信道时域冲击响应;如果预估的信道时域冲击响应的幅度值小于或等于估计分辨门限,则确定估计的信道时域冲击响应为0。
根据本发明实施例的另一个特征,该方法还包括:
对估计的信道时域冲击响应进行时域匹配处理,得到经过时域匹配处理的估计的信道时域冲击响应。
根据本发明实施例的另一个特征,所述时域匹配处理包括:
对估计的信道时域冲击响应进行再抽样处理,使引导符号的抽样频率与数据符号的抽样频率相同。
根据本发明实施例的另一个特征,所述时域匹配处理包括:
对估计的信道时域冲击响应进行时间平滑处理,使引导符号和数据符号对应的时间点保持相同。
根据本发明实施例的另一个特征,该方法还包括:
根据变换后的数据符号,对变换后的估计的信道频域响应进行频域匹配处理,得到经过频域匹配处理的估计的信道频域响应。
根据本发明实施例的另一个特征,所述对变换后的估计的信道频域响应进行频域匹配处理包括:
对变换后的估计的信道频域响应进行内插平滑处理,使变换后的估计的信道频域响应的子载波数与变换后的数据符号的子载波数相同。
根据本发明实施例的另一个特征,所述对变换后的估计的信道频域响应进行频域匹配处理包括:
对变换后的估计的信道频域响应进行频域再抽样处理,使变换后的估计的信道频域响应的频域抽样点和变换后的数据符号的子载波位置相同。
根据本发明实施例的另一个特征,所述数据符号为正交频分复用OFDM符号。
根据本发明实施例的另一个特征,所述引导符号和数据符号位置关系为在每隔预定个数数据符号后插入预定个数引导符号。
根据本发明实施例的另一个特征,所述引导符号为金码Gold Code。
本发明所述的时域信道估计的方法与装置,利用引导符号对信道进行时域估计,对估计的信道时域冲击响进行时域匹配处理,经过快速傅立叶变换得到估计的信道频域响应,根据变换后的OFDM符号对估计的信道频域响应进行频域匹配处理,根据经过频域匹配处理的估计的信道频域响应,对变换后的OFDM符号中的数据子载波进行均衡处理,得到均衡后的数据,通过该方法与装置,不仅能够有效地改善信道估计的信噪比,而且能够消除临近基站的干扰以及提高多天线系统的利用率。

附图说明

图1为本发明实施例中数据单元的时域结构图;
图2为本发明实施例中金码发生器的结构图;
图3为本发明实施例中数据符号的频域结构示意图;
图4为本发明实施例中时域信道估计装置的结构框图;
图5为本发明实施例中估计的信道时域冲击响应仿真结果示意图;
图6为本发明实施例中估计的信道频域响应仿真结果示意图;
图7为本发明实施例中设置估计分辨门限估计的信道时域冲击响应仿真结果示意图;
图8为本发明实施例中设置估计分辨门限估计的信道频域响应仿真结果示意图;
图9为本发明实施例中时域信道估计方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图详细描述本发明的具体实施例。
图1为本发明实施例中数据单元的结构图,图1包括引导符号101和数据符号102,其中,引导符号101为时域引导符号序列,数据符号102是OFDM符号。引导符号101的长度和位置关系可根据不同的应用要求进行设置,例如,为了满足移动终端高速移动的需求,每隔3个或4个数据符号102插入1个长度为512位的引导符号101,当然也可以每隔预定个数的数据符号插入预定个数的长度为其它位数的引导符号101。
引导符号101采用时域的伪随机码(Pseudo Random Noise Code)构成。根据引导符号101的长度和抽样频率确定伪随机码的长度。金码(Gold Code)是一种常用的伪随机码,由于金码具有优越的互相关特性,因此,在码分多址(CDMA,Code Division Multiple Access)通信系统中,金码被广泛的应用。本实施例中,将金码作为引导符号101的一种最佳实施方式。图2为本发明实施例中金码发生器的结构图,该金码发生器是一个512位的金码发生器,其包括两个相互并联的伪随机码发生器。
数据符号102可以是不包括导频子载波的OFDM符号,也可以是包括导频子载波的OFDM符号。图3为本发明实施例中数据符号的频域结构示意图,图中包括直流子载波301和保护频带302,其中,直流子载波301包括多个数据子载波3011、3012、3013、3014。
图4为本发明实施例中时域信道估计装置的结构框图,图4中包括发射单元40和接收单元41,其中,发射单元40包括数据构造模块401和数据发射模块402,接收单元41包括数据接收模块411、信道时域冲击响应估计模块412、时域匹配处理模块413、第一快速傅立叶变换(FFT,Fast FourierTransform)模块414、第二快速傅立叶变换模块415、频域匹配处理模块416和均衡器417,其中,
数据构造模块401,用于构造数据单元,数据单元包括引导符号和数据符号。其中,数据符号采用OFDM符号。
数据发射模块402,用于发送包括引导符号和数据符号的数据单元。其中,引导符号的发送频率可以根据具体的应用进行调制。
数据接收模块411,用于接收并解析数据单元,将数据单元中的具有信道特性的引导符号转发给信道时域冲击响应估计模块412,将数据中的OFDM符号转发给第二快速傅立叶变换模块415。
接收到的数据单元为
y(i)=Σk=1Kx(i)h(i-k)+n(i)
公式①中,x(i)为引导符号,h(i-k)为信道冲击响应,n(i)为附加白噪声,K为多径信道的最大延时,K的取值一般小于OFDM符号循环前缀(CP,CyclicPrefix)的时间长度。
信道时域冲击响应估计模块412,用于根据具有信道特性的引导符号得到估计的信道时域冲击响应。信道时域冲击响应估计模块412包括信道时域冲击响应预估模块4121和估计分辨门限模块4122,其中,
信道时域冲击响应预估模块4121,用于将接收到的具有信道特性的引导符号与数据构造模块构造数据单元时采用的引导符号进行相关计算,得到预估的信道时域冲击响应。
根据公式①,可以得到预估的信道时域冲击响应,如公式②所示:
h^(j)=1NΣi=1Ny(i)x(i-j)
公式②中,为估计的信道时域冲击响应,N为引导符号的长度。
估计分辨门限模块4122,用于求出信道时域冲击响应的估计分辨门限。由于引导符号的长度是预先设置好的,因此估计分辨门限模块4122可以根据引导符号序列的长度求出该引导符号对噪声压缩的分贝(dB)数,并根据该引导符号序列对噪声压缩的分贝数,求出信道时域冲击响应的估计分辨门限δ,对预估的信道时域冲击响应进行门限处理。该处理过程如公式③所示:
h^(j)=h^(j),|h^(j)|>δ0,|h^(j)|δ
公式③中,将公式②得到的预估的信道时域冲击响应与估计分辨门限δ进行比较,如果预估的信道时域冲击响应的幅度值大于δ,则确定估计的信道时域冲击响应为如果预估的信道时域冲击响应的幅度值小于或等于δ,则确定估计的信道时域冲击响应为0。
图5为本发明实施例中估计的信道时域冲击响应仿真结果示意图,该信道时域冲击响应仿真的仿真条件包括:
采用长度为512的金码作为引导符号,信干噪比(SINR,Signal toInterference plus Noise Ratio)为0dB。图5中,细实线表示理想的信道时域冲击响应,粗实线表示估计的信道时域冲击响应。
图6为本发明实施例中估计的信道频域响应仿真结果示意图,图中虚线表示理想信道,实线表示估计的信道。
图7为本发明实施例中设置估计分辨门限估计的信道时域冲击响应仿真结果示意图,该信道时域冲击响应仿真的仿真条件包括:
采用长度为512的金码序列作为引导符号,信干噪比(SINR,Signal toInterference plus Noise Ratio)为0dB。图7中,细实线表示理想的信道时域冲击响应,粗实线表示估计的信道时域冲击响应。
图8为本发明实施例中设置估计分辨门限估计的信道频域响应仿真结果示意图,图中虚线表示理想的信道,实线表示估计的信道。
将图5与图7、图6与图8分别进行比较可知,由于在估计信道的信道时域冲击响应时设置了信道时域冲击响应的估计分辨门限δ,使得图7中的估计的信道时域冲击响应更接近于理想的信道时域冲击响应,相应地,图8中的估计的信道也更接近于理想信道。
时域匹配处理模块413,用于对估计的信道时域冲击响应进行时域匹配处理,得到经过时域匹配处理的估计的信道时域冲击响应。
时域匹配处理模块包括413包括时域再抽样处理模块4131和时间平滑处理模块4132。其中,
时域再抽样处理模块4131,用于对估计的信道时域冲击响应进行再抽样处理,得到再抽样处理的估计的信道时域冲击响应。
在信道时域冲击响应估计模块412得到估计的信道时域冲击响应之后,由于引导符号的抽样频率可以与OFDM符号的抽样频率可能不相同,因此,当引导符号的抽样频率与OFDM符号的抽样频率不相同时,就需要对估计的信道时域冲击响应进行再抽样处理,使引导符号的抽样频率与OFDM符号的抽样频率相同。
时间平滑处理模块4132,用于对估计的信道时域冲击响应进行时间平滑处理,得到时间平滑处理的估计的信道时域冲击响应。
在信道时域冲击响应估计模块412得到估计的信道时域冲击响应之后,由于引导符号对应的时间点与OFDM符号对应的时间点可能不相同,因此,当引导符号对应的时间点与OFDM符号对应的时间点不相同时,就需要对在抽样处理的估计的信道时域冲击响应进行时间平滑处理,使引导符号和OFDM符号对应的时间点保持相同。
上述时域匹配处理模块413实现的功能也可以通过后续的频域匹配模块416实现。
第一快速傅立叶变换模块414,用于对经过时域匹配处理的估计的信道时域冲击响应进行快速傅立叶变换,得到变换后的估计的信道频域响应。
由于多径信道延时较小,多径数较小,一般不超过6,因此,第一快速傅立叶变换模块413中的快速傅立叶变换尺寸较小,如64点的快速傅立叶变换。
第二快速傅立叶变换模块415,用于对OFDM符号进行快速傅立叶变换,得到变换后的OFDM符号。
频域匹配处理模块416,用于根据变换后的OFDM符号,对变换后的估计的信道频域响应进行频域匹配处理,得到经过频域匹配处理的估计的信道频域响应。
由于第一快速傅立叶变换模块414的FFT尺寸和第二快速傅立叶变换模块415的FFT尺寸可能会不相同,因此,需要频域匹配处理模块416根据变换后的OFDM符号,对变换后的估计的信道频域响应进行频域匹配处理。
频域匹配处理模块416包括内插平滑处理模块4161和频域再抽样处理模块4162。其中,
内插平滑处理模块4161,用于对变换后的估计的信道频域响应进行内插平滑处理,使变换后的估计的信道频域响应的子载波数与变换后的数据符号的子载波数相同。
频域再抽样处理模块4162,对变换后的估计的信道频域响应进行频域再抽样处理,使变换后的估计的信道频域响应的频域抽样点和变换后的数据符号的子载波位置相同。
上述时域匹配处理模块416实现的功能也可以通过前述的频域匹配模块413实现。
均衡器417,根据经过频域匹配处理的估计的信道频域响应,对变换后的OFDM符号中的数据子载波进行均衡处理,得到均衡后的数据。
图9为本发明实施例中时域信道估计方法的流程图,具体步骤如下:
步骤901,构造包括引导符号和数据符号的数据单元,进入步骤902;其中,数据符号采用OFDM符号。
步骤902,发送包括引导符号和数据符号的数据单元,进入步骤903;
步骤903,接收数据单元,分离数据单元中的具有信道特性的引导符号和数据符号,进入步骤904;
步骤904,根据接收到的具有信道特性的引导符号得到估计的信道时域冲击响应,进入步骤905;
步骤904中,首先,根据接收到的具有信道特性的引导符号得到预估的信道时域冲击响应,然后,由于引导符号的长度是预先设置好的,因此,可以根据引导符号求出该引导符号对噪声压缩的分贝(dB)数,并根据该引导符号对噪声压缩的分贝数,求出信道时域冲击响应的估计分辨门限δ,将预估的信道时域冲击响应与估计分辨门限δ进行比较,如果预估的信道时域冲击响应的幅度值大于δ,则确定估计的信道时域冲击响应为预估的信道时域冲击响应;如果预估的信道时域冲击响应的幅度值小于或等于δ,则确定估计的信道时域冲击响应为0。
步骤905,对估计的信道时域冲击响应进行时域匹配处理,得到经过时域匹配处理的估计的信道时域冲击响应,进入步骤906;
时域匹配处理包括时域再抽样处理、时间平滑处理等过程。例如,在得到估计的信道时域冲击响应之后,由于引导符号的抽样频率可以与OFDM符号的抽样频率可能不相同,因此,当引导符号的抽样频率与OFDM符号的抽样频率不相同时,需要对估计的信道时域冲击响应进行时域再抽样处理,使引导符号的抽样频率与OFDM符号的抽样频率相同。另外,由于引导符号对应的时间点与OFDM符号对应的时间点可能不相同,因此,当引导符号对应的时间点与OFDM符号对应的时间点不相同时,需要对估计的信道时域冲击响应进行时间平滑处理,使引导符号和OFDM符号对应的时间点保持相同。
步骤906,对经过时域匹配处理的估计的信道时域冲击响应进行快速傅立叶变换,得到变换后的估计的信道频域响应,进入步骤907;
步骤907,对数据符号进行快速傅立叶变换,得到变换后的数据符号,进入步骤908;
步骤908,根据变换后的数据符号,对变换后的估计的信道频域响应进行频域匹配处理,得到经过频域匹配处理的估计的信道频域响应,进入步骤909;
由于步骤906的FFT尺寸和步骤907的FFT尺寸可能不相同,因此,需要根据变换后的OFDM符号,对变换后的估计的信道频域响应进行频域匹配处理。
频域匹配处理包括内插平滑处理、频域再抽样处理等过程。例如,变换后的估计的信道频域响应的子载波数与变换后的数据符号的子载波数可能不相同,当变换后的估计的信道频域响应的子载波数与变换后的数据符号的子载波数不相同时,就需要对变换后的估计的信道频域响应进行内插平滑处理,使变换后的估计的信道频域响应的子载波数与变换后的数据符号的子载波数相同。
另外,变换后的估计的信道频域响应的频域抽样点和变换后的数据符号的子载波位置可能不相同,当变换后的估计的信道频域响应的频域抽样点和变换后的数据符号的子载波位置不相同时,就需要对变换后的估计的信道频域响应进行频域再抽样处理,使变换后的估计的信道频域响应的频域抽样点和变换后的数据符号的子载波位置相同。
步骤909,根据经过频域匹配处理的估计的信道频域响应,对变换后的数据符号中的数据子载波进行均衡处理,得到均衡后的数据。
在上述具体实施例中,通过设定估计分辨门限来压缩数据信号的附加噪声,提高信道估计的性能,有效地改善信道估计的信噪比;利用导频子载波区分不同的基站,降低在覆盖区边缘临近基站的干扰,提高通信系统的可靠性;通过区分不同的天线以及同一基站覆盖范围中不同的扇区,提高多天线系统的利用率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,对本发明实施例所作的任何修改、变更、组合、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。