专利名称：低复杂度高性能的信道估计方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及移动通信领域，尤其涉及一种低复杂度高性能的信道估计方法及装置。
背景技术：
随着移动通信技术的发展和用户的个性化需求增长，高数据率、高频谱效率正成为移动通信系统的主要要求之一，与之对应的高级技术，如正交频分复用技术(OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing)，多天线输入输出技术 (ΜΙΜΟ, Multiple-Input Multiple-Out-put)，也成为了目前宽带移动通信系统的主流支撑技术，在多个实际系统中得到发展应用，如全球微波互联接入(WiMax，Worldwide Interoperability for Microwave Access),长期演进项目(LTE, Long Term Evolution)寸。一种经典的0FDM-MIM0发射机如
图1所示，这里以两个发射天线为例。在第i个符号中，两路信号的数据符号X0[i，k]，Xl[i，k] (k表示子载波序号)先经过预编码，获得数据VO [i，k]，Vl [i，k]。预编码采用的公式如下
「… Γ。[ w“]、iw，叫= JV(i, k)其中，w(i，k)是一个2X2的预编码矩阵。在开环系统中，一般预编码的作用是将两路信号XO和Xl映射在两个不同的物理天线上，可以得到一定的空间分集增益；在闭环系统中，通过选择，预编码可以让发射天线的辐射模式更加接近MIMO信道的本征模式，达到提高链路增益的目的。而且，无论是开环还是闭环，收发机都可以通过预先约定或者随路信令方式获得每个子载波上的预编码矩阵W(i，k)。经过预编码后的数据V0[i，k]，Vl[i，k]与参考信号复接，组成OFDM数据帧。对第ο路信号，如图2所示，用于信道估计的参考信号RO间错的分布在多个OFDM不同子载波处。标记“R0”的地方表示这里传输参考信号R0，信号内容为收发双方已知；标记网格处， 第0路天线不发射任何信号。其他地方则对应数据V0[i，k]的传输。参考信号Rl在第1 路信号上发射，如图3所示，也有类似的时频分布。在这里需要说明的是，在第0路上传RO 的时频位置，在第1路不传任何信号，避免了 MIMO信号对信道估计的影响。同理，对Rl信号也有类似设计。对于第η路信号的第i个OFDM帧，经过反向快速傅里叶变换(IFFT变换)，插入循环前缀，送往第η个天线发射。在接收端，多个天线接收信号，这里仍然以2个天线为例，经典的0FDM-MIM0接收机如图4所示。第m个天线接收到信号后在OFDM解调模块完成同步分帧、去除循环前缀、快速傅里叶变换(FFT变换)得到第m路多帧的频域信号。帧解析模块按照相应的协议将接收到的数据信号部分和参考信号部分分离。接收到的信号模型为H =聯⑵糊其中，H(i，k)为第i个OFDM符号内第k个子载波上2X2的信道传输矩阵。U(i, k)为该处2X1的噪声矢量矩阵，设每维的噪声功率为NO。利用接收到的参考信号可以估计信道Hm,n[i，k]，结合图2、图3所示参考信号所示分布，对第η个发射天线到第m个接收天线的信道估计，一般方法如图4所示，有如下步骤0)令所有及= 0 .1)对所有含参考信号Rn的子载波进行LS信道估计= KUJIUjj]第j个OFDM内的第1个子载波上发送的是第η个天线的参考信号Rn ；2)基于上述j和1，对第j+d个(d = 1,2, 3) OFDM内第1+3个子载波进行时域插值Hmn [j + d,1 + 3} = ^- Hmn [j, / + 3] +1 Hmn [j + 4,/ + 3]3)基于上述j，对于第j个OFDM的每一个子载波进行频域滤波
ΛL/2 Hmn [j, k]= ^ F(f)Hm [j, k + f]
/=-/"2L是滤波器长度，F(f)是一个复数系数低通滤波器，其通带、止带设计以及系数可以参考信道冲击响应长度等。在高级的接收机中这个系数一般是每经过单位时间就会变化一次的。经过以上步骤，最终得到第η个发射天线到第m个接收天线的信道估计Hm,n[i，k]。以上信道估计存在的问题是计算量较大。在上述信道估计方法中，假设频域插值滤波器为48阶(L = 48)，每个OFDM符号有1200个子载波，对于2 X 2的0FDM-MIM0通信系统，每个OFDM符号内信道估计值的计算量为76800次复乘或者307200次实数乘法；对于 4X2的0FDM-MIM0通信系统，每个OFDM符号内信道估计值的计算量，需要153600次复乘或者614400次实数乘法。综上所述，对于现代宽带高速数据系统，要保证较高的吞吐率和较好的实时性，以上复杂的算法需要大量计算，可能导致接收机信道估计模块功耗较大以及成本较高。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种低复杂度高性能的信道估计方法及装置，旨在降低计算的复杂度而保证信道估计的高性能。本发明提供了一种低复杂度高性能的信道估计方法，包括以下步骤将获得的参考信号子载波处的信道估计值进行滤波，获得部分子载波处的信道估计值；将部分子载波处的信道估计值进行频域插值，获得完全的信道估计值。优选地，上述将获得的参考信号子载波处的信道估计值进行滤波，获得部分子载
5波处的信道估计值的步骤具体为根据不同的预置参数，将获得的参考信号子载波处的信道估计值通过复系数的低通滤波器进行滤波，获得部分子载波处的信道估计；其采用的公式如下
权利要求
1.一种低复杂度高性能的信道估计方法，其特征在于，包括以下步骤将获得的参考信号子载波处的信道估计值进行滤波，获得部分子载波处的信道估计值；将所述部分子载波处的信道估计值进行频域插值，获得完全的信道估计值。
2.根据权利要求1所述的低复杂度高性能的信道估计方法，其特征在于，所述将获得的参考信号子载波处的信道估计值进行滤波，获得部分子载波处的信道估计值的步骤具体为根据不同的预置参数，将获得的参考信号子载波处的信道估计值通过复系数的低通滤波器进行滤波，获得部分子载波处的信道估计；其采用的公式如下
3.根据权利要求1所述的低复杂度高性能的信道估计方法，其特征在于，所述将部分子载波处的信道估计值进行频域插值，获得完全的信道估计值的步骤具体为将部分子载波处的信道估计值通过固定系数的滤波器进行频域插值，获得完全的信道估计值；其中固定系数与预置参数对应设置。
4.根据权利要求3中所述的低复杂度高性能的信道估计方法，其特征在于，所述固定系数的滤波器包括FARROW结构滤波器。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的低复杂度高性能的信道估计方法，其特征在于， 所述将获得的参考信号子载波处的信道估计值进行滤波，获得部分子载波处的信道估计值的步骤之前还包括将含参考信号的子载波接收信号进行LS信道估计，获得LS信道估计值； 将LS信道估计值进行时域插值，获得参考信号子载波处的信道估计值。
6.一种低复杂度高性能的信道估计装置，其特征在于，包括部分子载波频域滤波模块，用于将获得的参考信号子载波处的信道估计值进行滤波， 获得部分子载波处的信道估计值；频域插值滤波模块，用于将所述部分子载波处的信道估计值进行频域插值，获得完全的信道估计值。
7.根据权利要求6所述的低复杂度高性能的信道估计装置，其特征在于，所述部分子载波频域滤波模块具体用于根据不同的预置参数，将获得的参考信号子载波处的信道估计值通过复系数的低通滤波器进行滤波，获得部分子载波处的信道估计；其采用的公式如下
8.根据权利要求7所述的低复杂度高性能的信道估计装置，其特征在于，所述频域插值滤波模块具体用于将部分子载波处的信道估计值通过固定系数的滤波器进行频域插值，获得完全的信道估计值；其中固定系数与预置参数对应设置。
9.根据权利要求8所述的低复杂度高性能的信道估计装置，其特征在于，所述固定系数的滤波器包括FARROW结构滤波器。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的低复杂度高性能的信道估计装置，其特征在于，还包括LS信道估计模块，用于将含参考信号的子载波接收信号进行LS信道估计，获得LS信道估计值；时域插值模块，用于将LS信道估计值进行时域插值，获得参考信号子载波处的信道估计值。
全文摘要
本发明涉及一种低复杂度高性能的信道估计方法，包括以下步骤将获得的参考信号子载波处的信道估计值进行滤波，获得部分子载波处的信道估计值；将部分子载波处的信道估计值进行频域插值，获得完全的信道估计值。本发明将现有技术中采用L阶频域滤波器进行频域滤波分解为第一级频域滤波及第二级频域滤波。由于第一级的复杂滤波处理只对部分子载波进行信道估计，减少了第一级复杂滤波器的总运算量。第二级频域滤波处理由于采用了Farrow结构以及经过仔细选取参数可以构成没有乘法器的低阶固定系数滤波器，因此其计算量非常小。而且，本发明不但可以降低计算的复杂度，而且还保证了接收机的高效性能。
文档编号H04L25/02GK102447654SQ201010502019
公开日2012年5月9日 申请日期2010年10月8日 优先权日2010年10月8日
发明者王鹏凯, 龚明 申请人:中兴通讯股份有限公司