[發(fā)明專利]5G下行鏈路的分組插值-加權(quán)合并信道估計(jì)方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111128165.3
• 申請(qǐng)日: 2021-09-26
• 公開（公告）號(hào): CN113645165B
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭生華;王昕;姚艷軍;張正宇;賀超;朱峰;任偉龍;陳田;黃永華;王文哲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第三十八研究所
• 主分類號(hào): H04L25/02
• 分類號(hào): H04L25/02;H04L27/26;H04B7/0456
• 代理公司: 合肥市浩智運(yùn)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 34124
• 代理人: 鄭浩

5G下行鏈路的分組插值?加權(quán)合并信道估計(jì)方法及系統(tǒng)，屬于5G系統(tǒng)信道估計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，解決現(xiàn)有的技術(shù)方案導(dǎo)頻信號(hào)開銷大、信道估計(jì)復(fù)雜度高的問題；本發(fā)明的技術(shù)方案通過數(shù)學(xué)方法將多天線端口的信道信息進(jìn)行分離，避免了天線端口之間的干擾，與現(xiàn)有技術(shù)相比，頻分復(fù)用(FDM)與碼分復(fù)用(CDM)相結(jié)合的導(dǎo)頻放置結(jié)構(gòu)減小了導(dǎo)頻信號(hào)的開銷，并且使用同等數(shù)量的時(shí)頻資源時(shí)，具有更好的性能，由于多天線端口采用CDM復(fù)用，接收端天線接收的信號(hào)是一個(gè)混合信號(hào)，利用組合分解及組合合成的方法求得完整的導(dǎo)頻信息，并且降低了采用CDM復(fù)用的天線端口信道估計(jì)方法實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于5G系統(tǒng)信道估計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及5G下行鏈路的分組插值-加權(quán)合并信道估計(jì)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

LTE(Long?Term?Evolution)在下行MIMO信號(hào)傳輸只使用頻分復(fù)用(FDM，F(xiàn)requency-Division?Multiplexing)的導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)，所以LTE系統(tǒng)多天線信道估計(jì)可以簡(jiǎn)化為單天線系統(tǒng)的信道估計(jì)。而5G下行鏈路最大支持的天線端口數(shù)是LTE系統(tǒng)的兩倍，如果還只采用傳統(tǒng)的FDM方式，那么導(dǎo)頻的開銷將變得很大，這將嚴(yán)重影響系統(tǒng)的性能，因此5G下行系統(tǒng)采用的是頻分復(fù)用與碼分復(fù)用(CDM，Code?Division?Multiplexing)相結(jié)合的導(dǎo)頻放置結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)減小了導(dǎo)頻信號(hào)的開銷，并且使用同等數(shù)量的時(shí)頻資源時(shí)，具有更好的性能。但與此同時(shí)，這種導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)也使得信道估計(jì)變得更加復(fù)雜，采用頻分復(fù)用的導(dǎo)頻信號(hào)可以輕易地在頻域進(jìn)行分離，直接求出對(duì)應(yīng)每個(gè)天線端口的信道信息，而采用碼分復(fù)用的導(dǎo)頻卻因?yàn)樾诺赖淖兓荒苤苯臃蛛x出每個(gè)天線端口的信道信息；在這種情況下，如何求出每個(gè)天線端口的信道信息是一個(gè)難題。

申請(qǐng)公布號(hào)為CN108809868A申請(qǐng)公布日2018年11月13日的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)《一種基于5G通信網(wǎng)絡(luò)的信道估計(jì)方法及系統(tǒng)》公開了一種基于5G通信網(wǎng)絡(luò)的信道估計(jì)方法及系統(tǒng),該信道估計(jì)方法包括:對(duì)經(jīng)信道傳輸?shù)膮⒖夹盘?hào)進(jìn)行解調(diào)得到解調(diào)參考信號(hào)；對(duì)解調(diào)參考信號(hào)中的每個(gè)子載波進(jìn)行信道估計(jì),得到每個(gè)子載波的信道估計(jì)結(jié)果；根據(jù)每個(gè)子載波相鄰的預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的相鄰子載波的信道估計(jì)結(jié)果計(jì)算每個(gè)子載波的信道沖擊響應(yīng)。本發(fā)明實(shí)施例通過計(jì)算參考信號(hào)中各子載波的信道估計(jì)結(jié)果，通過子載波和相鄰的預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)子載波的信道估計(jì)結(jié)果計(jì)算該子載波的信道沖擊響應(yīng),由此來平均單個(gè)子載波的計(jì)算是的結(jié)果誤差,提高信道估計(jì)的精度。但是該文獻(xiàn)并未解現(xiàn)有的技術(shù)方案導(dǎo)頻信號(hào)開銷大、信道估計(jì)復(fù)雜度高的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于如何設(shè)計(jì)5G下行鏈路的分組插值-加權(quán)合并信道估計(jì)方法及系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有的技術(shù)方案導(dǎo)頻信號(hào)開銷大、信道估計(jì)復(fù)雜度高的問題。

5G下行鏈路的分組插值-加權(quán)合并信道估計(jì)的方法，包括如下步驟：

S1、在5G下行鏈路的多天線系統(tǒng)中，導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)采用FDM和CDM復(fù)用的方式，接收端通過離散傅里葉變換得到導(dǎo)頻符號(hào)處的頻域接收信號(hào)；

S2、對(duì)頻域接收信號(hào)進(jìn)行LS估計(jì)并進(jìn)行MMSE濾波；引進(jìn)變換域方法，采用部分對(duì)稱擴(kuò)展的DFT變換的信道估計(jì)(PSE-DFT)，來降低MMSE估計(jì)的計(jì)算復(fù)雜度。

S3、根據(jù)導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)和CDM碼的周期，對(duì)LS估計(jì)的信道信息進(jìn)行分組，使每組子載波信道參數(shù)具有相同的線性組合系數(shù)；將混合信道信息分解為多個(gè)組合信號(hào)矢量，以MMSE濾波后的混合信道信息的前T個(gè)頻點(diǎn)為起點(diǎn)，T為抽樣間隔，分解出T組組合信號(hào)，每組組合信號(hào)為所有天線端口頻域響應(yīng)的一種線性組合。

S4、對(duì)各組的信道信號(hào)進(jìn)行插值，得到所有導(dǎo)頻點(diǎn)的信道估計(jì)值；對(duì)上述組合分解得到的T組組合信號(hào)進(jìn)行單獨(dú)插值，采用離散傅里葉變換插值，可以獲取所有N_p個(gè)頻點(diǎn)上多天線端口頻域響應(yīng)的T組不同線性組合的估計(jì)值。

S5、將所有組加權(quán)合并，得到各個(gè)天線端口的信道參數(shù)；根據(jù)導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)獲取所有線性組合系數(shù)的合成矩陣，利用該合成矩陣對(duì)所有天線端口的信道參數(shù)不同線性組合的估計(jì)值進(jìn)行合成，獲取每個(gè)天線端口導(dǎo)頻符號(hào)上的頻域信道響應(yīng)。