CN102347920B - 一种增强的信道估计方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种增强的信道估计方法及装置，此方法包括：根据接收到的公共导频信道符号计算得到非实时信道估计值；计算此非实时信道估计值与历史非实时信道估计值的偏差值，或者计算当前公共导频信道符号值与历史公共导频信道符号值的偏差值；将所述非实时信道估计值与所述偏差值进行加权求和计算得到实时信道估计值。本发明在计算实时信道的估计值时，参考了非实时信道估计值的历史值或者公共导频信道符号的历史值，从而提高了实时信道估计的准确性，有效改善了信道的解调性能，并且对硬件资源的消耗较小，实现简单。

Description

一种增强的信道估计方法及装置

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种增强的信道估计方法及装置。

背景技术

在宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Access，简称WCDMA)通讯***中，公共导频信道(Common Pilot Channel，简称CPICH)通常用来为其他信道做信道估计。信道估计技术在下行数据接收过程中的作用十分重要，其估计的精度直接影响移动终端接收机的性能。为了有效地消除噪声等影响，移动终端通常采用滤波后的CPICH符号作为信道估计值。

现有的信道估计方法包括有限冲激响应(FIR)滤波(如导频符号平均)方法，有限冲激响应(IIR)滤波方法，自适应滤波方法等。常用的滤波器分为因果滤波器和非因果滤波器。为了获得较好的性能，非实时信道例如专用物理数据信道(Dedicated Physical Data CHannel，简称DPDCH)的信道估计一般选用非因果滤波器，其除了利用当前时刻和当前时刻之前的CPICH符号，还利用了当前时刻之后的CPICH符号，但是这样需要缓存当前时刻的数据符号，从而造成解调的延时。对于实时信道即对实时性要求高的信道例如专用物理控制信道(Dedicated Physical Control CHannel，简称DPCCH)，相关协议对其处理时序作了严格的限制，难以采用非因果滤波器输出的信道估计值，通常利用最近的非因果滤波器输出近似作为信道估计值，对于移动终端的执有者进行低速移动的情况下，信道衰落变化很慢，这种方法对实时信道的解调性能影响较小；移动终端的执有者进行高速移动的情况下，信道衰落变化快，导致多普勒频移变大，采用最近的非因果滤波器输出近似作为信道估计值的方法将会较大的影响实时信道的解调性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种增强的信道估计方法及装置，提高实时信道估计的准确性。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种增强的信道估计方法，包括：根据接收到的公共导频信道符号计算得到非实时信道估计值；计算此非实时信道估计值与历史非实时信道估计值的偏差值，或者计算当前公共导频信道符号值与历史公共导频信道符号值的偏差值；将所述非实时信道估计值与所述偏差值进行加权求和计算得到实时信道估计值。

进一步地，上述方法还可以具有以下特点：

计算得到偏差值后对此偏差值进行无限脉冲响应数字滤波，再将进行过无限脉冲响应数字滤波处理的偏差值用于计算实时信道估计值。

进一步地，上述方法还可以具有以下特点：

根据以下方法计算实时信道估计值：将所述偏差乘以补偿因子后与所述非实时信号估计值的和作为实时信号估计值，所述补偿因子为一小于或等于1的非零实数。

进一步地，上述方法还可以具有以下特点：

计算偏差值时，非实时信道估计值与历史非实时信道估计值对应的离散时间点或者公共导频信道符号值与历史公共导频信道符号值对应的离散时间点相差X个离散时间点，X为小于5的整数。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种增强的信道估计装置，所述装置位于移动终端中；所述信道估计装置包括非实时信道估计模块、偏差值计算模块、实时信道估计模块；所述非实时信道估计模块的输出端与所述偏差值计算模块的输入端相连接；所述非实时信道估计模块，用于根据接收到的公共导频信道符号计算得到非实时信道估计值，并将得到的非实时信道估计值输出至所述偏差值计算模块和所述实时信道估计模块；所述偏差值计算模块，用于计算非实时信道估计模块输出的非实时信道估计值与已存的历史非实时信道估计值的偏差值，并输出到实时信道估计模块；所述实时信道估计模块，用于将所述非实时信道估计模块输出的非实时信道估计值与所述偏差值计算模块输出的偏差值进行加权求和计算得到实时信道估计值。

进一步地，上述装置还可以具有以下特点：

所述装置还包括连接在所述偏差值计算模块与所述实时信道估计模块之间的滤波模块；所述滤波模块用于对所述偏差值计算模块输出的偏差值进行无限脉冲响应数字滤波后输入至所述实时信道估计模块。

进一步地，上述装置还可以具有以下特点：

所述实时信道估计模块，还用于根据以下方法计算实时信道估计值：将所述偏差乘以补偿因子后与所述非实时信号估计值的和作为实时信号估计值，所述补偿因子为一小于或等于1的非零实数。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种增强的信道估计装置，所述装置位于移动终端中；所述信道估计装置包括非实时信道估计模块、偏差值计算模块、实时信道估计模块；所述非实时信道估计模块，用于根据接收到的公共导频信道符号计算得到非实时信道估计值，并将得到的非实时信道估计值输出至所述实时信道估计模块；所述偏差值计算模块，用于计算接收到的公共导频信道符号值和已存的历史公共导频信道符号值的偏差值，并输出到实时信道估计模块；所述实时信道估计模块，用于将所述非实时信道估计模块输出的非实时信道估计值与所述偏差值计算模块输出的偏差值进行加权求和计算得到实时信道估计值。

进一步地，上述装置还可以具有以下特点：

所述装置还包括连接在所述偏差值计算模块与所述实时信道估计模块之间的滤波模块；所述滤波模块用于对所述偏差值计算模块输出的偏差值进行无限脉冲响应数字滤波后输入至所述实时信道估计模块。

进一步地，上述装置还可以具有以下特点：

所述实时信道估计模块，还用于根据以下方法计算实时信道估计值：将所述偏差乘以补偿因子后与所述非实时信号估计值的和作为实时信号估计值，所述补偿因子为一小于或等于1的非零实数。

本发明在计算实时信道的估计值时，参考了非实时信道估计值的历史值或者公共导频信道符号的历史值，从而提高了实时信道估计的准确性，有效改善了信道的解调性能，并且对硬件资源的消耗较小，实现简单。

附图说明

图1是实施例一中增强的信道估计装置的组成结构示意图；

图2是实施例二中增强的信道估计装置的组成结构示意图；

图3是实施例一中增强的信道估计装置的组成结构的详细示意图；

图4是实施例二中增强的信道估计装置的组成结构的详细示意图；

图5是实施例中增强的信道估计装置的方法流程图。

具体实施方式

如图1所示，实施例一中位于移动终端中的增强的信道估计装置包括非实时信道估计模块、偏差值计算模块、实时信道估计模块。非实时信道估计模块的输出端与所述偏差值计算模块的输入端相连接。

所述非实时信道估计模块用于根据接收到的公共导频信道符号计算得到非实时信道估计值，并将得到的非实时信道估计值输出至所述偏差值计算模块和所述实时信道估计模块。

所述偏差值计算模块用于计算非实时信道估计模块输出的非实时信道估计值与已存的历史非实时信道估计值的偏差值，并输出到实时信道估计模块。

所述实时信道估计模块用于将所述非实时信道估计模块输出的非实时信道估计值与所述偏差值计算模块输出的偏差值进行加权求和计算得到实时信道估计值。

如图2所示，实施例一中位于移动终端中的增强的信道估计装置包括非实时信道估计模块、偏差值计算模块、实时信道估计模块。

所述非实时信道估计模块用于根据接收到的公共导频信道符号计算得到非实时信道估计值，并将得到的非实时信道估计值输出至所述实时信道估计模块。

所述偏差值计算模块用于计算接收到的公共导频信道符号值和已存的历史公共导频信道符号值的偏差值，并输出到实时信道估计模块。

所述实时信道估计模块用于将所述非实时信道估计模块输出的非实时信道估计值与所述偏差值计算模块输出的偏差值进行加权求和计算得到实时信道估计值。

上述两个实施例中所示的装置中还可以包括连接在偏差值计算模块与实时信道估计模块之间的滤波模块。此滤波模块用于对偏差值计算模块输出的偏差值进行无限脉冲响应数字滤波后输入至实时信道估计模块。此滤波模块的滤波功能有助于去除噪声。

上述两个实施例中，实时信道估计模块计算实时信道估计值时可以采用以下方法：将所述偏差乘以补偿因子后与所述非实时信号估计值的和作为实时信号估计值，所述补偿因子为一小于或等于1的非零实数。

具体实施例一：

实施例一对应的具体实施例一中信道估计装置如图3所示，信道估计方法包括以下内容：

一、获取当前CPICH符号

获取当前的CPICH符号包括接收的各径的CPICH符号，是经由解扰解扩模块完成CPICH信道的解扰解扩后，符号分离模块对CPICH的导频符号进行分离处理后的CPICH符号。

二、非实时信道估计

非实时信道估计模块对接收到的CPICH符号进行信道估计时采用常用的滤波方法，例如多个导频符号滑动平均法。如果接收到的当前的CPICH符号为表示为x(n)，则非实时信道估计输出y(n-1)为x(n)、x(n-1)、x(n-2)和x(n-3)的和的平均值。即非实时信道估计输出符合下式描述：

$y\left(n\right)=\frac{1}{N}\underset{i=-N/2}{\overset{N/2-1}{\mathrm{\Σ}}}x(n+i)$

式中N的累加的符号数，取值可以为4或者8。此非实时信道估计模块采用非因果滤波器，运用了未来的CPICH符号作为非实时滤波器的输入，当前的输出的信道估计值对应的补偿数据将做延时N/2-1处理。

三、预测非实时信道估计偏差值

为了克服利用最近的非因果滤波器输出近似作为信道估计值而造成信道估计的偏差，这里运用当前的非实时信道估计值和历史非实时信道估计值预测出非实时信道估计偏差值。若非实时信道估计值的输出为y(n-1)，则此时用于实时信道估计预测得到的偏差值计算如下所示：

δ(n)＝y(n-1)-y(n-3)

δ_f(n)＝(1-α)·δ_f(n-1)+α·δ(n)

为了减小噪声干扰的影响，这里采用了一阶IIR滤波器进行滤波处理。式中α为IIR滤波器系数，一般可以取值1/4，可以由移位加运算实现。

四、实时信道估计

将当前输出的非实时信道输出y(n-1)与预测偏差补偿值进行加权求和便得到实时信道的估计值即

$\hat{y}\left(n\right)=y(n-1)+\mathrm{\β}\·{\mathrm{\δ}}_f\left(n\right)$

式中β为实时信道输出的补偿因子，此补偿因子为一小于或等于1的非零实数，一般可以取值1/2或者5/8。

具体实施例二：

实施例二对应的具体实施例二中信道估计装置如图4所示，信道估计方法包括以下内容：

第一部分即获取当前CPICH符号和第二部分即非实时信道估计的内容与具体实施例一中相同。

三、预测非实时信道估计偏差值

若当前获取的CPICH符号为x(n)，则计算得到的CPICH偏差值为：

δ(n)＝x(n)-x(n-2)

δ_f(n)＝(1-α)·δ_f(n-1)+α·δ(n)

这里同样采用了一阶IIR滤波器进行滤波处理。α为IIR滤波器系数，一般可以取值1/4。

四、实时信道估计

实时信道的估计值可以由CPICH符号偏差值和此时非实时滤波器输出进行加权相加得到，计算如下：

$\hat{y}\left(n\right)=y(n-1)+\mathrm{\β}\·{\mathrm{\δ}}_f\left(n\right)$

式中β为实时信道输出的补偿因子，此补偿因子为一小于或等于1的非零实数，一般可以取值1/2或者5/8。

如图5所示，对应于上述装置，增强的信道估计方法包括：根据接收到的公共导频信道符号计算得到非实时信道估计值；计算此非实时信道估计值与历史非实时信道估计值的偏差值，或者计算当前公共导频信道符号值与历史公共导频信道符号值的偏差值；将所述非实时信道估计值与所述偏差值进行加权求和计算得到实时信道估计值。

计算得到偏差值后对此偏差值进行无限脉冲响应数字滤波，再将进行过无限脉冲响应数字滤波处理的偏差值用于计算实时信道估计值。

根据以下方法计算实时信道估计值：将所述偏差乘以补偿因子后与所述非实时信号估计值的和作为实时信号估计值，所述补偿因子为一小于或等于1的非零实数。

计算偏差值时，非实时信道估计值与历史非实时信道估计值对应的离散时间点或者公共导频信道符号值与历史公共导频信道符号值对应的离散时间点相差X个离散时间点，X为小于5的整数。

本发明在计算实时信道的估计值时，参考了非实时信道估计值的历史值或者公共导频信道符号的历史值，从而提高了实时信道估计的准确性，有效改善了信道的解调性能。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

Claims (10)

1.一种增强的信道估计方法，其特征在于，

根据接收到的公共导频信道符号计算得到非实时信道估计值；计算此非实时信道估计值与历史非实时信道估计值的偏差值，或者计算当前公共导频信道符号值与历史公共导频信道符号值的偏差值；将所述非实时信道估计值与所述偏差值进行加权求和计算得到实时信道估计值。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

计算得到偏差值后对此偏差值进行无限脉冲响应数字滤波，再利用进行过无限脉冲响应数字滤波处理的偏差值计算实时信道估计值。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

根据以下方法计算实时信道估计值：将所述偏差乘以补偿因子后与所述非实时信号估计值的和作为实时信号估计值，所述补偿因子为一小于或等于1的非零实数。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

计算偏差值时，非实时信道估计值与历史非实时信道估计值对应的离散时间点或者公共导频信道符号值与历史公共导频信道符号值对应的离散时间点相差X个离散时间点，X为小于5的整数。

5.一种增强的信道估计装置，所述装置位于移动终端中，其特征在于，

所述信道估计装置包括非实时信道估计模块、偏差值计算模块、实时信道估计模块；所述非实时信道估计模块的输出端与所述偏差值计算模块的输入端相连接；

所述非实时信道估计模块，用于根据接收到的公共导频信道符号计算得到非实时信道估计值，并将得到的非实时信道估计值输出至所述偏差值计算模块和所述实时信道估计模块；

所述偏差值计算模块，用于计算非实时信道估计模块输出的非实时信道估计值与已存的历史非实时信道估计值的偏差值，并输出到实时信道估计模块；

所述实时信道估计模块，用于将所述非实时信道估计模块输出的非实时信道估计值与所述偏差值计算模块输出的偏差值进行加权求和计算得到实时信道估计值。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，

所述装置还包括连接在所述偏差值计算模块与所述实时信道估计模块之间的滤波模块；

所述滤波模块用于对所述偏差值计算模块输出的偏差值进行无限脉冲响应数字滤波后输入至所述实时信道估计模块。

7.如权利要求5或6所述的装置，其特征在于，

所述实时信道估计模块，还用于根据以下方法计算实时信道估计值：将所述偏差乘以补偿因子后与所述非实时信号估计值的和作为实时信号估计值，所述补偿因子为一小于或等于1的非零实数。

8.一种增强的信道估计装置，所述装置位于移动终端中，其特征在于，

所述信道估计装置包括非实时信道估计模块、偏差值计算模块、实时信道估计模块；

所述非实时信道估计模块，用于根据接收到的公共导频信道符号计算得到非实时信道估计值，并将得到的非实时信道估计值输出至所述实时信道估计模块；

所述偏差值计算模块，用于计算接收到的公共导频信道符号值和已存的历史公共导频信道符号值的偏差值，并输出到实时信道估计模块；

所述实时信道估计模块，用于将所述非实时信道估计模块输出的非实时信道估计值与所述偏差值计算模块输出的偏差值进行加权求和计算得到实时信道估计值。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，

所述装置还包括连接在所述偏差值计算模块与所述实时信道估计模块之间的滤波模块；

所述滤波模块用于对所述偏差值计算模块输出的偏差值进行无限脉冲响应数字滤波后输入至所述实时信道估计模块。

10.如权利要求8或9所述的装置，其特征在于，

所述实时信道估计模块，还用于根据以下方法计算实时信道估计值：将所述偏差乘以补偿因子后与所述非实时信号估计值的和作为实时信号估计值，所述补偿因子为一小于或等于1的非零实数。