專利名稱：一種時域信道估計濾波器的系數(shù)計算方法和裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領域，特別涉及一種應用于長期演進(LTE)系統(tǒng)中的時 域信道估計濾波器的系數(shù)計算方法和裝置。
背景技術(shù)：
在LTE無線通信系統(tǒng)中，正交頻分復用(OFDM)是其核心的物理層技術(shù)。它把數(shù)據(jù) 流調(diào)制在多個正交的子載波上，正交子載波之間頻譜可重疊，這樣就大大提高了頻譜利用率。參照圖1，在正交頻分復用系統(tǒng)中，傳輸?shù)男畔⒖梢酝ㄟ^資源柵格來描述，資源柵 格將整個時域和頻域的資源以資源元素(RE，Resource Element)的形式表示出來，即圖1 中的一個最小方格，它對應于頻域上的一個子載波和時域上的一個符號(symbol)的時間 長度，所有需要傳輸?shù)男畔⒍际峭ㄟ^資源元素來承載。多個資源元素構(gòu)成一個資源塊，具體 來說，在正常循環(huán)前綴(CP)的情況下，12(子載波數(shù))X7(符號數(shù))構(gòu)成一個資源塊；擴展 循環(huán)前綴的情況下，12 (子載波數(shù))X 6 (符號數(shù))構(gòu)成一個資源塊。為了正確解調(diào)數(shù)據(jù)，需要知道每個RE位置上的信道情況。在LTE系統(tǒng)中，每個RE 位置上的信道估計是通過如下方式得到的在每個資源塊的特定的資源元素位置插入已知 的參考信號(RS，Reference Signal)以計算該RE位置上的信道估計，然后利用插值的方法 來得到其它所有資源元素位置上的信道估計。信道估計算法通常分兩步來進行先在頻域方向上進行頻域信道估計，即先對圖 1中具有RS的一列符號在頻域上對RS信息的初始信道估計進行濾波插值，得到這一列每個 符號的頻域信道估計，然后利用該結(jié)果在時域方向上進行濾波插值來完成時域信道估計， 即最終的信道估計。為使后文描述簡單，表示攜帶RS信息的符號的頻域信道估計， 包括通過頻域插值得到的信道估計。LTE系統(tǒng)分為TDD和FDD兩種模式。對于FDD模式來說，UE可以接收到連續(xù)的下 行子幀；對于TDD來說，其接收到的下行子幀不是連續(xù)的，即RS的分布不是連續(xù)的，如圖2 所示，圖中，用D表示下行子幀，用U表示上行子幀。實際上，即使是FDD模式可以接收到連續(xù)的下行子幀，但是在正常CP模式下，其在 一個子幀中RS分布是不均勻的，攜帶RS信息的符號間隔有3和4兩種，如圖3所示。頻域濾波插值和時域濾波插值的關(guān)鍵是選擇合適的濾波器結(jié)構(gòu)和濾波器系數(shù)。而 LTE系統(tǒng)中RS分布的不連續(xù)和不均勻的特性，給時域信道估計濾波器的選擇和系數(shù)設計帶 來了挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種時域信道估計濾波器的系數(shù)計算方法和裝置，以克服 LTE中RS分布的不連續(xù)性和不均勻性帶來的問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供技術(shù)方案如下
一種時域信道估計濾波器的系數(shù)計算方法，應用于LTE系統(tǒng)中，包括獲取Χρ)^··、所對應的攜帶RS信息的符號的位置信息和權(quán)重信息，X1J2…、為 與當前輸入符號最接近的P個頻域信道估計值，P為大于0的整數(shù)；獲取H…Yq所涉及的攜帶RS信息的符號的位置信息和權(quán)重信息，YijY2,… Yq為與當前進行信道估計的符號最接近的Q個時域信道估計值，Q為大于0的整數(shù)；根據(jù)所述位置信息和權(quán)重信息，計算向量I的自相關(guān)矩陣，其中，I = [Χ1;)ν··ΧΡ， Yi' Y2' -Yq]；根據(jù)所述位置信息和權(quán)重信息，計算向量0與向量I之間的互相關(guān)矩陣，其中，0 = [YJ，Y0為當前進行信道估計的符號的時域信道的理想值；計算所述互相關(guān)矩陣與所述自相關(guān)矩陣的逆矩陣之積，得到當前進行信道估計的 符號對應的系數(shù)向量。一種時域信道估計濾波器的系數(shù)計算裝置，應用于LTE系統(tǒng)中，包括第一獲取模塊，用于獲取X1,所對應的攜帶RS信息的符號的位置信息和權(quán) 重信息，X1, )V··、為與當前輸入符號最接近的P個頻域信道估計值，P為大于0的整數(shù)；第二獲取模塊，用于獲取Y1, Y2,…Yq所涉及的攜帶RS信息的符號的位置信息和 權(quán)重信息，Y1, Y2,…Yq為與當前進行信道估計的符號最接近的Q個時域信道估計值，Q為 大于0的整數(shù)；自相關(guān)計算模塊，用于根據(jù)所述位置信息和權(quán)重信息，計算向量I的自相關(guān)矩陣， 其中，I = [Χρ^ν'Ιρ,ΥρΑ，-Yq]；互相關(guān)計算模塊，用于根據(jù)所述位置信息和權(quán)重信息，計算向量0與向量I之間的 互相關(guān)矩陣，其中，O = [Y0]，Y0為當前進行信道估計的符號的時域信道的理想值；濾波系數(shù)計算模塊，用于計算所述互相關(guān)矩陣與所述自相關(guān)矩陣的逆矩陣之積， 得到當前進行信道估計的符號對應的系數(shù)向量。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實施例利用迭代運算的方式，記錄當前可用資源X1,
、和Y1, Y2,…、中所包含的z/yw的位置信息及權(quán)重信息，根據(jù)位置信息、權(quán)重信息、信道 信息、系統(tǒng)信息計算可用資源之間的相關(guān)性以及可用資源與當前符號的相關(guān)性，進而計算 出較優(yōu)的濾波器系數(shù)。如此，能夠有效克服LTE中RS分布的不連續(xù)性和不均勻性帶來的問 題，適用于LTE系統(tǒng)中任何幀結(jié)構(gòu)、任何天線端口的時域信道估計濾波器的系數(shù)設計。


圖1為正常循環(huán)前綴且單天線發(fā)送情況下，參考信號在資源塊中的分布情況示意 圖；圖2為TDD模式，正常CP模式，上下行轉(zhuǎn)換配置為1#的子幀分布示意圖；圖3為FDD模式，正常CP模式，攜帶RS信息的符號在子幀中的分布示意圖；圖4為本發(fā)明實施例中采用的時域信道估計濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明實施例的時域信道估計濾波器的系數(shù)計算方法流程圖；圖6為本發(fā)明實施例的時域信道估計濾波器的系數(shù)計算裝置結(jié)構(gòu)圖；圖7為本發(fā)明實施例中LTE TDD幀結(jié)構(gòu)的時域濾波場景劃分示意圖；圖8為利用圖6所示的裝置進行濾波器系數(shù)計算的一個詳細流程圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實施例對 本發(fā)明進行詳細描述。圖4為本發(fā)明實施例中采用的時域信道估計濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖，本發(fā)明是針對 圖4所示的時域信道估計濾波器結(jié)構(gòu)，根據(jù)可用的資源、信道信息和系統(tǒng)信息來設計時域 信道估計濾波器的系數(shù)。參照圖4，該插值濾波器使用P個寄存器保存與當前輸入符號(序號為η)最接近 的P個攜帶RS信息的符號的頻域信道估計值X1 、(包括通過頻域插值得到的信道估計 值)，并使用Q個寄存器保存與當前進行信道估計的符號(序號為n-L)最接近的Q個時域 信道估計的歷史值Y(n-L-l) Y(n-L-Q)(即利用該濾波器進行插值濾波得到的Q個時域 信道估計值，后文也可以用U，"·ΥΘ表示，Y1即為Y(Ii-L-I)J2即為Y(n-L-幻…)，根據(jù) 保存的值對當前進行信道估計的符號進行時域信道估計的插值濾波。這一過程用公式表示 為
權(quán)利要求
1.一種時域信道估計濾波器的系數(shù)計算方法，應用于LTE系統(tǒng)中，其特征在于，包括 獲取X1J2…、所對應的攜帶RS信息的符號的位置信息和權(quán)重信息，X1A…、為與當前輸入符號最接近的P個頻域信道估計值，P為大于0的整數(shù)；獲取Y1A2，所涉及的攜帶RS信息的符號的位置信息和權(quán)重信息，Y1A2， 與當前進行信道估計的符號最接近的Q個時域信道估計值，Q為大于0的整數(shù)；根據(jù)所述位置信息和權(quán)重信息，計算向量I的自相關(guān)矩陣，其中，I = [X1, )^··、，Y1, Y2, -Yq]；根據(jù)所述位置信息和權(quán)重信息，計算向量0與向量I之間的互相關(guān)矩陣，其中，0 = [YJ，Y0為當前進行信道估計的符號的時域信道的理想值；計算所述互相關(guān)矩陣與所述自相關(guān)矩陣的逆矩陣之積，得到當前進行信道估計的符號 對應的系數(shù)向量。
2.如權(quán)利要求1所述的系數(shù)計算方法，其特征在于，所述獲取…、所對應的攜帶 RS信息的符號的位置信息和權(quán)重信息，包括初始化時，將\對應的位置信息Z^W和權(quán)重信息妒W均設置為0，i = 1，-P ； 每輸入一個新的符號時，判斷該符號是否為攜帶RS信息的符號，若是，從i = P開始， 將辦“更新為，將妒W更新為妒^ ,直到i = 1時，將Dw更新為n，將『W更新為1， η為該符號的序號；否則，不對所述位置信息和權(quán)重信息進行更新。
3.如權(quán)利要求1所述的系數(shù)計算方法，其特征在于，所述獲取…、所對應的攜帶 RS信息的符號的位置信息和權(quán)重信息，包括初始化時，將\對應的位置信息Dw和權(quán)重信息Ww均設置為0，i = 1，-P ； 每輸入一個新的符號時，從i = P開始，將Dw更新為Z^-D，將Ww更新為爐,直至IJ i = 1時，判斷該符號是否為攜帶RS信息的符號，若是，將辦“更新為n，將妒更新為l，n 為該符號的序號；否則，不對Dw和妒⑷琎行更新。
4.如權(quán)利要求1所述的系數(shù)計算方法，其特征在于，按照如下公式計算向量I的自相關(guān) 矩陣
5.如權(quán)利要求1所述的系數(shù)計算方法，其特征在于，按照如下公式計算向量0與向量I 之間的互相關(guān)矩陣Rra
6.如權(quán)利要求4或5所述的系數(shù)計算方法，其特征在于，所述相關(guān)函數(shù)為R(Tiij) =J0Q3IfmaxTiJ其中，JQ(·)表示第一類0階貝塞爾函數(shù)，fmax為最大多普勒頻移，τ M = TsymIi-Jl, Tsym為一個符號的時間長度。
7.如權(quán)利要求1所述的系數(shù)計算方法，其特征在于，當所述自相關(guān)矩陣不滿秩時，所述 系數(shù)計算方法還包括通過縮維的方式將所述自相關(guān)矩陣更新為滿秩矩陣，并對所述互相關(guān)矩陣進行相應更新；此時，所述計算所述互相關(guān)矩陣與所述自相關(guān)矩陣的逆矩陣之積為，計算更新后的互 相關(guān)矩陣與更新后的自相關(guān)矩陣的逆矩陣之積。
8.如權(quán)利要求7所述的系數(shù)計算方法，其特征在于，還包括 對所述系數(shù)向量進行歸一化處理。
9.如權(quán)利要求1所述的系數(shù)計算方法，其特征在于所述獲取U2，…Yq所涉及的攜帶RS信息的符號的位置信息和權(quán)重信息為獲取當 前進行信道估計的符號對應的Y1, Y2,…Yq所涉及的攜帶RS信息的符號的位置信息和權(quán) 重信息，所述位置信息和權(quán)重信息為對上一個符號進行系數(shù)計算后更新得到，并且，初始化 時，所述位置信息和權(quán)重信息為空集；在得到當前進行信道估計的符號對應的系數(shù)向量之后，還包括對Y1, t，所涉及V .X2/O 7ο的攜帶RS信息的符號位置信息和權(quán)重信息進行更新，以供下一個符號的系數(shù)計算使用。
10.如權(quán)利要求9所述的系數(shù)計算方法，其特征在于，所述對Y1,t，所涉及的攜 帶RS信息的符號的位置信息和權(quán)重信息進行更新，包括令 W(_) = aiW(yi),D('em/,) = D⑷； 從q = 2開始，對進行如下的更新，直到q = Q W(iemp) (1 IengthCWcy'')) = W(_)(l Iength(WK))) + aqV^、從ρ = 1開始，對W(temp)和D(temp)進行如下的更新，直到p = P: 如果屬于D(t p)，則令W(t p)(i) = W(temp)⑴+bp，i為D(temp)中與相等的元素的 序號；如果乃叩不屬于D(temp)，則令W(temp) = [W P)bp]，D(_)=[D(_)乃 +從^二^開始， 將更新為W0^ ,將更新為,直到q = 1時，將WW更新為W(t p)，將化[)更新為D (temp).其中，為Xp對應的位置信息，P = 1，"Iiyv為Ytl對應的位置信息，為Ytl對 應的權(quán)重信息，q=l，…Q，Lb1, -bP, ai;… ]為當前進行信道估計的符號對應的系數(shù) 向量，length( ·)為求向量的元素個數(shù)。
11.如權(quán)利要求1所述的系數(shù)計算方法，其特征在于，還包括計算I中有效元素所對應的符號與當前進行信道估計的符號之間的距離向量；根據(jù)所述距離向量確定當前進行信道估計的符號所屬的場景；系數(shù)計算進入穩(wěn)定狀態(tài)后，將計算得到的系數(shù)向量記錄為相應場景的濾波器系數(shù)。
12.—種時域信道估計濾波器的系數(shù)計算裝置，應用于LTE系統(tǒng)中，其特征在于，包括 第一獲取模塊，用于獲取X1, )^··、所對應的攜帶RS信息的符號的位置信息和權(quán)重信息，X1, )^··、為與當前輸入符號最接近的P個頻域信道估計值，P為大于0的整數(shù)；第二獲取模塊，用于獲取Y1, Y2,…Yq所涉及的攜帶RS信息的符號的位置信息和權(quán)重 信息，Y1A2，…、為與當前進行信道估計的符號最接近的Q個時域信道估計值，Q為大于0 的整數(shù)；自相關(guān)計算模塊，用于根據(jù)所述位置信息和權(quán)重信息，計算向量I的自相關(guān)矩陣，其 中，I = [X1, ^VUJ2, ...YQ]；互相關(guān)計算模塊，用于根據(jù)所述位置信息和權(quán)重信息，計算向量0與向量I之間的互相 關(guān)矩陣，其中，0 = [Y0]，Y0為當前進行信道估計的符號的時域信道的理想值；濾波系數(shù)計算模塊，用于計算所述互相關(guān)矩陣與所述自相關(guān)矩陣的逆矩陣之積，得到 當前進行信道估計的符號對應的系數(shù)向量。
13.如權(quán)利要求12所述的系數(shù)計算裝置，其特征在于，所述第一獲取模塊進一步用于 初始化時，將\對應的位置信息/^〉和權(quán)重信息妒^rD均設置為0，i = 1，-P ； 每輸入一個新的符號時，判斷該符號是否為攜帶RS信息的符號，若是，從i = P開始，將更新為辦“^,將妒w更新為妒^ ,直到i = 1時，將更新為n，將爐⑶〉更新為1， η為該符號的序號；否則，不對所述位置信息和權(quán)重信息進行更新。
14.如權(quán)利要求12所述的系數(shù)計算裝置，其特征在于，所述第一獲取模塊進一步用于 初始化時，將Xi對應的位置信息和權(quán)重信息爐均設置為0，i = 1，-P ；每輸入一個新的符號時，Wi = P開始，將Z)(。更新為Z) 〉,將爐 更新為pf&D，直到 i = 1時，判斷該符號是否為攜帶RS信息的符號，若是，將Z^W更新為n，將爐⑷>更新為l，n為該符號的序號；否則，不對和妒進行更新。
15.如權(quán)利要求12所述的系數(shù)計算裝置，其特征在于，所述自相關(guān)計算模塊進一步用 于，按照如下公式計算向量I的自相關(guān)矩陣R11
16.如權(quán)利要求12所述的系數(shù)計算裝置，其特征在于，所述互相關(guān)計算模塊進一步用 于，按照如下公式計算向量0與向量I之間的互相關(guān)矩陣Rra
17.如權(quán)利要求15或16所述的系數(shù)計算裝置，其特征在于，所述相關(guān)函數(shù)為
18.如權(quán)利要求12所述的系數(shù)計算裝置，其特征在于，所述第二獲取模塊進一步用于 獲取當前進行信道估計的符號對應的Y1, Y2,…Yq所涉及的攜帶RS信息的符號的位置信息和權(quán)重信息，所述位置信息和權(quán)重信息為對上一個符號進行系數(shù)計算后更新得到，并 且，初始化時，所述位置信息和權(quán)重信息為空集；在得到當前進行信道估計的符號對應的系數(shù)向量之后，對Y1, Y2，…Yq所涉及的攜帶RS 信息的符號位置信息和權(quán)重信息進行更新，以供下一個符號的系數(shù)計算使用。
19.如權(quán)利要求18所述的系數(shù)計算裝置，其特征在于，所述第二獲取模塊進一步用于， 按照如下方式對Y1, Y2,…Yq所涉及的攜帶RS信息的符號的位置信息和權(quán)重信息進行更 新令 W('— = A1Wiro5Dftem^ = D(r')； 從q = 2開始，對進行如下的更新，直到q = Q W(_)(l length(W(r'))) = W('em/,)(1 length(W%))) + W(r')從ρ = 1開始，對W(temp)和D(temp)進行如下的更新，直到p = P: 如果屬于D(temp)，則令W(temp)⑴=ff(temp) (i)+bp，i為D(temp)中與相等的元素的 序號；如果D )不屬于 D(temp)，則令 W(temp) = [W(t卿)bp]，D(_)=[D(_) ￡)叩];從(1 = 9開始， 將更新為W0^ ,將更新為D0^，直到q = 1時，將Ww更新為W(temp)，將更新為D (temp).其中，為Xp對應的位置信息，P = 1，"^dW為Ytl對應的位置信息，W(W為Ytl對 應的權(quán)重信息，q=l，…Q，Lb1, -bp,ai,… ]為當前進行信道估計的符號對應的系數(shù) 向量，length( ·)為求向量的元素個數(shù)。
20.如權(quán)利要求12所述的系數(shù)計算裝置，其特征在于，還包括濾波系數(shù)選擇模塊，用于計算I中有效元素所對應的符號與當前進行信道估計的符號之間的距離向量；根據(jù)所述距離向量確定當前進行信道估計的符號所屬的場景；系數(shù)計算進入穩(wěn)定狀態(tài)后，將計算得到的系數(shù)向量記錄為相應場景的濾波器系數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種時域信道估計濾波器的系數(shù)計算方法和裝置，所述方法包括獲取X1，X2…XP所對應的攜帶RS信息的符號的位置信息和權(quán)重信息；獲取Y1，Y2，…YQ所涉及的攜帶RS信息的符號的位置信息和權(quán)重信息；根據(jù)所述位置信息和權(quán)重信息，計算向量I的自相關(guān)矩陣，其中，I＝[X1，X2…XP，Y1，Y2，…YQ]；根據(jù)所述位置信息和權(quán)重信息，計算向量O與向量I之間的互相關(guān)矩陣，其中，O＝[Y0]，Y0為當前進行信道估計的符號的時域的理想值；計算所述互相關(guān)矩陣與所述自相關(guān)矩陣的逆矩陣之積，得到當前進行信道估計的符號對應的系數(shù)向量。本發(fā)明能夠計算出較優(yōu)的濾波器系數(shù)。
文檔編號H04L27/26GK102123127SQ20101062429
公開日2011年7月13日 申請日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者許百成 申請人:意法·愛立信半導體(北京)有限公司