CN114205197B - 一种信道估计平滑方法及装置 - Google Patents
一种信道估计平滑方法及装置 Download PDFInfo
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Abstract
本申请提供了一种信道估计平滑方法及装置,该方法包括:针对待平滑信道估计结果进行快速傅里叶逆变换处理,确定时域冲激响应序列;基于时域冲激响应序列,确定第一范围内不同选取长度的选取窗口对应的多个候选累加功率以及第二范围对应的噪声功率;基于多个候选累加功率以及噪声功率,确定信道长度;利用信道长度以及从多个候选累加功率中选取的目标累加功率,确定信噪比;从多个候选平滑滤波器系数中选取与信噪比和信道长度对应的目标平滑滤波器系数,利用目标平滑滤波器系数对待平滑信道估计结果进行滤波。通过采用上述信道估计平滑方法及装置,解决了对信道估计结果进行平滑滤波时,平滑滤波的准确性差的问题。
Description
技术领域
本申请涉及无线通信技术领域,具体而言,涉及一种信道估计平滑方法及装置。
背景技术
目前,在正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)***中,发射机将信息比特序列调制成相移键控(Phase Shift Keying,PSK)符号,或者调制成正交振幅调制(Quadrature Amplitude Modulation,QAM)符号,并对相应的符号执行快速傅里叶逆变换(Inverse Fast Fourier Transform,IFFT)将其变换成时域信号,然后,通过无线信道将它们发射出去,接收机在接收到发射机发射的信号时,其接收到的无线信号通常会因为受到信道特性的影响而失真。为了恢复发射机发送的比特信息,接收机必须对信道特性造成的影响进行估计和补偿。现有技术中,通常利用最小二乘(Least Square,LS)算法进行信道估计,LS算法采用本地已知的长训练序列(Long Training Field,LTF)符号与接收到的LTF符号共轭相乘,得到LS信道估计结果。LS算法虽然简单,但对噪声有增强,因此,还需对LS信道估计结果进行平滑滤波,以滤除噪声的影响。
平滑滤波的基本思想是根据LS信道估计结果确定信道长度,然后将信道时域冲激响应中信道长度以外的点当作噪声滤除,可见,平滑滤波的性能高度依赖于信道长度的判断。现有的信道长度判断方法通常是直接对LS信道估计结果进行IFFT,得到信道的时域冲激响应,然后,根据噪底设置一个门限,将信道的时域冲激响应中大于该门限的两个点之间的最远距离作为信道长度。通过上述方法确定的信道长度无法反映多径的集中度,可以理解的,如果确定的信道长度不够准确,将无法对LS信道估计结果进行准确的平滑滤波。
发明内容
有鉴于此,本申请的目的在于提供一种信道估计平滑方法及装置,以解决对信道估计结果进行平滑滤波时,平滑滤波的准确性差的问题。
第一方面,本申请实施例提供了一种信道估计平滑方法,包括:
针对待平滑信道估计结果进行快速傅里叶逆变换处理,确定时域冲激响应序列,时域冲激响应序列包括多个按时间顺序编号的时域冲激响应以及每个时域冲激响应对应的功率;
基于时域冲激响应序列,确定第一范围内不同选取长度的选取窗口对应的多个候选累加功率以及第二范围对应的噪声功率;
基于多个候选累加功率以及噪声功率,确定信道长度;
利用信道长度以及从多个候选累加功率中选取的目标累加功率,确定信噪比;
从多个候选平滑滤波器系数中选取与信噪比和信道长度对应的目标平滑滤波器系数,利用目标平滑滤波器系数对待平滑信道估计结果进行滤波,以得到平滑信道估计结果。
可选地,待平滑信道估计结果包括多个子载波和多个空子载波;其中,针对待平滑信道估计结果进行快速傅里叶逆变换处理,确定时域冲激响应序列的步骤包括:将待平滑信道估计结果对应的待平滑信道曲线划分为第一区域和与第一区域分别相邻的第二区域和第三区域,第一区域是由包含目标子载波的多个连续空子载波形成的区域,目标子载波为频率为零的子载波,第二区域是与第一区域相邻且频率为正的区域,第三区域是与第一区域相邻且频率为负的区域;对待平滑信道曲线中的第二区域和第三区域中的空子载波进行插值处理,得到第二区域和第三区域连续的待平滑信道曲线;确定第一区域内的多个连续空子载波的数量是否大于预设值;若确定数量大于预设值,则分别针对第二区域和第三区域对应的待平滑信道曲线进行加窗处理;若确定数量不大于预设值,则对第一区域内的空子载波进行插值处理,并对插值后的待平滑信道曲线进行整体加窗处理;对经过加窗处理的待平滑信道曲线进行快速傅里叶逆变换处理,确定多个时域冲激响应以及每个时域冲激响应对应的功率,以形成时域冲激响应序列。
可选地,基于时域冲激响应序列,确定第一范围内不同选取长度的选取窗口对应的多个候选累加功率以及第二范围内的噪声功率的步骤包括:确定信道所传输信号对应的通信协议中规定的子载波的数量;利用子载波的数量,确定时域冲激响应序列的第一范围以及第二范围,第一范围用于表征信道长度的搜索范围,第二范围用于确定噪声功率;将第二范围内多个时域冲激响应对应的功率的累加和,确定为噪声功率; 基于通信协议中定义的保护间隔,确定基准选取长度,并基于基准选取长度确定第一调整长度和第二调整长度;按照基准选取长度、第一调整长度和第二调整长度,分别创建第一选取窗口、第二选取窗口以及第三选取窗口;针对每个选取窗口,确定该选取窗口对应的候选累加功率。
可选地,针对每个选取窗口,确定该选取窗口对应的候选累加功率的步骤包括:在第一范围内将选取窗口按照预定顺序进行滑动,针对每个滑动位置处的选取窗口,确定该选取窗口的累加功率,累加功率为该选取窗口内的时域冲激响应对应的功率的累加和;从通过滑动选取窗口得到的多个累加功率中,选取数值最大的累加功率作为该选取窗口对应的候选累加功率。
可选地,基于多个候选累加功率以及噪声功率,确定信道长度的步骤包括:将时域冲激响应序列中的所有时域冲激响应对应的功率的累加和,确定为总功率;利用多个候选累加功率、噪声功率以及总功率,确定多径集中度系数;基于多径集中度系数与长度基础值,确定信道长度,长度基础值是根据信道所传输信号对应的通信协议中规定的保护间隔确定的。
可选地,利用信道长度以及从多个候选累加功率中选取的目标累加功率,确定信噪比的步骤包括:基于信道长度,从不同选取长度的选取窗口中确定与信道长度对应的目标选取窗口;将目标选取窗口对应的候选累加功率,确定为目标累加功率;将目标累加功率与噪声功率的比值,确定为信噪比。
可选地,从多个候选平滑滤波器系数中选取与信噪比和信道长度对应的目标平滑滤波器系数,利用目标平滑滤波器系数对待平滑信道估计结果进行滤波,以得到平滑信道估计结果的步骤包括:确定与目标选取窗口对应的时域冲激响应序列上的信道分布范围以及信道分布范围的中心位置;基于目标选取窗口对应的信道分布范围的中心位置与基准位置,确定目标次数;基于中心位置与基准位置的相对位置关系,确定偏移方向;按照偏移方向,将时域冲激响应序列进行目标次数的移位,以使中心位置与基准位置重合;利用目标平滑滤波器系数对经过移位处理的待平滑信道估计结果进行平滑滤波,得到临时平滑信道估计结果;按照偏移方向的反方向,将临时平滑信道估计结果进行目标次数的移位,得到平滑信道估计结果。
可选地,多个候选累加功率包括与第一选取窗口对应的第一候选累加功率、与第二选取窗口对应的第二候选累加功率、与第三选取窗口对应的第三候选累加功率;其中,利用多个候选累加功率、噪声功率以及总功率,确定多径集中度系数的步骤包括:将第一候选累加功率与第三候选累加功率之差,确定为第一功率差;将第一候选累加功率与第二候选累加功率之差,确定为第二功率差;将总功率与第一候选累加功率之差,确定为第三功率差;将第一功率差与噪声功率的比值,确定为第一比值;将第二功率差与噪声功率的比值,确定为第二比值;将第三功率差与噪声功率的比值,确定为第三比值;确定第一比值是否小于第一门限,且第二比值是否小于第二门限,且第三比值是否小于第三门限;若确定第一比值小于第一门限,且第二比值小于第二门限,且第三比值小于第三门限,则确定多径集中度系数为1;否则,确定第二比值是否小于第二门限,且第三比值是否小于第三门限;若确定第二比值小于第二门限,且第三比值小于第三门限,则确定多径集中度系数为2;否则,确定第三比值是否小于第四门限;若确定第三比值小于第四门限,则确定多径集中度系数为3;否则,确定多径集中度系数为预设值。
可选地,确定与目标选取窗口对应的时域冲激响应序列上的信道分布范围以及信道分布范围的中心位置的步骤包括:从目标选取窗口对应的多个累加功率中选取分布范围累加功率;将分布范围累加功率对应于时域冲激响应序列上的范围,确定为信道分布范围;将信道分布范围的中间位置,确定为信道分布范围的中心位置。
第二方面,本申请实施例还提供了一种信道估计平滑装置,所述装置包括:
频域变换模块,用于针对待平滑信道估计结果进行快速傅里叶逆变换处理,确定时域冲激响应序列,时域冲激响应序列包括多个按时间顺序编号的时域冲激响应以及每个时域冲激响应对应的功率;
功率确定模块,用于基于时域冲激响应序列,确定第一范围内不同选取长度的选取窗口对应的多个候选累加功率以及第二范围对应的噪声功率;
信道长度确定模块,用于基于多个候选累加功率以及噪声功率,确定信道长度;
信噪比确定模块,用于利用信道长度以及从多个候选累加功率中选取的目标累加功率,确定信噪比;
平滑滤波模块,用于从多个候选平滑滤波器系数中选取与信噪比和信道长度对应的目标平滑滤波器系数,利用目标平滑滤波器系数对待平滑信道估计结果进行滤波,以得到平滑信道估计结果。
本申请实施例带来了以下有益效果:
本申请实施例提供的一种信道估计平滑方法及装置,能够利用多个不同选取长度的选取窗口选取不同范围的时域冲激响应,即,选取不同范围的多径信道,并计算确定不同选取窗口对应的累加功率,这些累加功率的数值大小体现了多径集中度,因此,基于多个候选累加功率确定的信道长度也能体现多径集中度,与现有技术中的信道估计平滑方法相比,解决了对信道估计结果进行平滑滤波时,因确定的信道长度不准确,导致平滑滤波的准确性差的问题。同时,由于目标平滑滤波器系数是从多个候选平滑滤波器系数中选取的,无需对平滑滤波器系数进行实时演算,提高了平滑滤波器系数的计算效率。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本申请实施例所提供的信道估计平滑方法的流程图;
图2示出了本申请实施例所提供的对信道估计结果进行插值和加窗处理的示意图;
图3示出了本申请实施例所提供的时域冲激响应序列的示意图;
图4示出了本申请实施例所提供的第一范围和第二范围的示意图;
图5示出了本申请实施例所提供的第一选取窗口对应的累加功率曲线的示意图;
图6示出了本申请实施例所提供的多径集中度系数确定方法的流程示意图;
图7示出了本申请实施例所提供的循环移位及平滑滤波的示意图;
图8示出了本申请实施例所提供的分布范围累加功率的位置示意图;
图9示出了本申请实施例所提供的信道估计平滑装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的每个其他实施例,都属于本申请保护的范围。
值得注意的是,在本申请提出之前,在正交频分复用(Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing,OFDM)***中,发射机将信息比特序列调制成相移键控(PhaseShift Keying,PSK)符号,或者调制成正交振幅调制(Quadrature Amplitude Modulation,QAM)符号,并对相应的符号执行快速傅里叶逆变换(Inverse Fast Fourier Transform,IFFT)将其变换成时域信号,然后,通过无线信道将它们发射出去,接收机在接收到发射机发射的信号时,其接收到的无线信号通常会因为受到信道特性的影响而失真。为了恢复发射机发送的比特信息,接收机必须对信道特性造成的影响进行估计和补偿。现有技术中,通常利用最小二乘(Least Square,LS)算法进行信道估计,LS算法采用本地已知的长训练序列(Long Training Field,LTF)符号与接收到的LTF符号共轭相乘,得到LS信道估计结果。LS算法虽然简单,但对噪声有增强,因此,还需对LS信道估计结果进行平滑滤波,以滤除噪声的影响。
平滑滤波的基本思想是根据LS信道估计结果确定信道长度,然后将信道时域冲激响应中信道长度以外的点当作噪声滤除,可见,平滑滤波的性能高度依赖于信道长度的判断。现有的信道长度判断方法通常是直接对LS信道估计结果进行IFFT,得到信道的时域冲激响应,然后,根据噪底设置一个门限,将信道的时域冲激响应中大于该门限的两个点之间的最远距离作为信道长度。上述方法存在两个问题:一是直接对LS信道估计结果进行IFFT会导致频谱扩展,进而导致所得到的信道时域冲激响应不准确;二是所确定出来的信道无法反映多径信道的集中度,因此,将无法对LS信道估计结果进行准确的平滑滤波。
基于此,本申请实施例提供了一种信道估计平滑方法,以提高平滑滤波的准确性,以及平滑滤波器的计算效率。
请参阅图1,图1为本申请实施例所提供的一种信道估计平滑方法的流程图。如图1所示,本申请实施例提供的信道估计平滑方法,包括:
步骤S101,针对待平滑信道估计结果进行快速傅里叶逆变换处理,确定时域冲激响应序列。
该步骤中,待平滑信道估计结果可指待平滑的LS信道估计结果,待平滑信道估计结果是利用最小二乘算法对信道进行估计所得到的结果,待平滑信道估计结果是已计算得到的结果,本申请在已得到信道估计结果的基础上执行相应处理。
作为示例,待平滑信道可以是用于传输无线信号(Wireless Fidelity,WiFi)的信道,待平滑信道估计结果可以是传输WiFi信号的信道的信道估计结果。
快速傅里叶逆变换可指快速傅里叶变换的逆变换,快速傅里叶变换是利用计算机计算离散傅里叶变换的高效、快速计算方法的统称。
时域冲激响应序列可指在时域上多个冲激响应组成的序列,时域冲激响应序列包括多个按时间顺序编号的时域冲激响应以及每个时域冲激响应对应的功率。
在本申请实施例中,接收机接收到无线信号后,接收机中的WiFi芯片会针对LS信道估计结果进行快速傅里叶逆变换,以将频域上的LS信道估计结果转换为时域上的时域冲激响应,这些时域冲激响应按照时间顺序组合可得到时域冲激响应序列。
在一可选实施例中,待平滑信道估计结果包括多个子载波和多个空子载波;其中,执行步骤S101包括:将待平滑信道估计结果对应的待平滑信道曲线划分为第一区域和与第一区域分别相邻的第二区域和第三区域;对待平滑信道曲线中的第二区域和第三区域中的空子载波进行插值处理,得到第二区域和第三区域连续的待平滑信道曲线;确定第一区域内的多个连续空子载波的数量是否大于预设值;若确定数量大于预设值,则分别针对第二区域和第三区域对应的待平滑信道曲线进行加窗处理;若确定数量不大于预设值,则对第一区域内的空子载波进行插值处理,并对插值后的待平滑信道曲线进行整体加窗处理;对经过加窗处理的待平滑信道曲线进行快速傅里叶逆变换处理,确定多个时域冲激响应以及每个时域冲激响应对应的功率,以形成时域冲激响应序列。
这里,子载波可指子频带或者子信道,根据电磁波的特性,可用于通信的频段是非常有限的,每个***被批准获得的频段也是有限的,为了服务更多的用户,***会把拥有的总频带划分成若干个子频带,每个子频带也被称为一个子载波,它决定了调制信号的传输速率。
空子载波可指导频子载波或者未被估计出来的子载波。
第一区域是由包含目标子载波的多个连续空子载波形成的区域,目标子载波为频率为零的子载波。
第二区域是与第一区域相邻且频率为正的区域,第三区域是与第一区域相邻且频率为负的区域。
在本申请实施例中,由于多个空子载波会造成频域上的LS信道估计结果不连续的情况,因此,需要对这些空子载波进行插值处理,以使LS信道估计结果连续,然后进行加窗处理,以对经插值和加窗处理后的信道估计结果进行IFFT。
下面参照图2来介绍针对空子载波的插值和加窗处理的过程。
图2示出了本申请实施例所提供的对信道估计结果进行插值和加窗处理的示意图。
如图2所示,左图为对待平滑信道曲线进行整体CD加窗处理的示意图,右图为分别针对第二区域BC和第三区域DA对应的待平滑信道曲线进行加窗处理的示意图。左图和右图的横坐标均为频率,纵坐标均为幅度。以左图为例,横坐标轴上共有A、B、C、D和O五个点,其中,A点和B点之间的区域为第一区域,B点和C点之间的区域为第二区域,D点和A点之间的区域为第三区域。其中,第一区域包括频率为零的目标子载波,即,O点对应的待平滑信道曲线上的子载波。图中曲线上的圆圈代表空子载波,例如:左图中位于第三区域DA内的空子载波204。
在本申请实施例中,先对第二区域BC和第三区域DA中的空子载波进行插值处理,得到第二区域BC对应的连续平滑信道曲线202以及第三区域DA对应的连续平滑信道曲线203,然后,确定第一区域AB内的空子载波是否能够进行插值处理,如果第一区域AB内存在多个连续的空子载波,那么即使进行插值处理得到的插值后的信道也是不准确的。这里,可将第一区域AB内连续空子载波的数量与预设值进行比较,如果第一区域AB内连续空子载波的数量大于预设值,则不对第一区域AB内的空子载波进行插值处理,并分别对第二区域BC和第三区域DA对应的待平滑信道曲线进行加窗处理,即,右图中对第二区域BC对应的待平滑信道曲线202进行加窗处理,添加的窗口为窗212,对第三区域DA对应的待平滑信道曲线203进行加窗处理,添加的窗口为窗213。如果第一区域AB内连续空子载波的数量不大于预设值,则对第一区域AB内的空子载波进行插值处理,得到在第一区域AB内连续的平滑信道曲线201、第二区域BC内连续的平滑信道曲线202以及第三区域DA内连续的平滑信道曲线203,并对插值后的连续的待平滑信道曲线进行整体加窗处理,添加的窗口为窗211。这里,预设值可以取1,本领域技术人员可以根据实际情况确定预设值的具体数值,本申请在此不作限定。
在对空子载波进行插值处理时,插值算法包括但不限于以下项中任意一项:线性插值、分段插值、样条插值、拉格朗日插值。
对待平滑信道曲线进行插值加窗处理后,对窗内的待平滑信道曲线进行IFFT处理,将频域上的信道估计结果转换为时域上的时域冲激响应,并计算每个冲激响应对应的功率。其中,每个冲激响应的功率可以通过该冲激响应对应的子载波的幅度的平方计算获得。将获得的多个时域冲激响应按照通信协议中的序号进行排列,并将时域冲激响应与其对应的功率关联在一起,得到时域冲激响应序列。
下面参照图3来介绍时域冲激响应序列。
图3示出了本申请实施例所提供的时域冲激响应序列的示意图。
如图3所示,横坐标为时域冲激响应的序号,纵坐标为功率,图中共有序号为-31至32的64点时域冲激响应,每个时域冲激响应对应一个功率,且序号2对应的时域冲激响应的功率最大。
步骤S102,基于时域冲激响应序列,确定第一范围内不同选取长度的选取窗口对应的多个候选累加功率以及第二范围对应的噪声功率。
该步骤中,第一范围可指多个时域冲激响应对应的范围,第一范围用于表征信道长度的搜索范围。
第二范围可指与第一范围不同的时域冲激响应序列上的范围,第二范围用于确定噪声功率。
选取窗口可指选取时域冲激响应序列上的多个时域冲激响应的窗口,选取窗口用于确定该窗口内的多个时域冲激响应对应的功率的累加和,不同的选取窗口对应选取不同数量的时域冲激响应。
在本申请实施例中,针对第一范围内的每个选取窗口,确定该选取窗口对应的一个候选累加功率,如果有N个选取窗口,则可确定N个候选累加功率。同时,根据每个时域冲激响应对应的功率,确定第二范围对应的噪声功率。
在一可选实施例中,执行步骤S102包括:确定信道所传输信号对应的通信协议中规定的子载波的数量;利用子载波的数量,确定时域冲激响应序列的第一范围以及第二范围;将第二范围内多个时域冲激响应对应的功率的累加和,确定为噪声功率;基于通信协议中定义的保护间隔,确定基准选取长度,并基于基准选取长度确定第一调整长度和第二调整长度;按照基准选取长度、第一调整长度和第二调整长度,分别创建第一选取窗口、第二选取窗口以及第三选取窗口;针对每个选取窗口,确定该选取窗口对应的候选累加功率。
这里,通信协议可指信道传输的无线信号所对应的通信协议,该通信协议中规定了信道对应的子载波的数量,子载波的数量决定了信道长度的搜索范围以及噪声功率的累加范围。
保护间隔(Guarding Interval,GI)用于最大限度地消除符号间干扰,保护间隔是在每个OFDM符号之间***的保护时间,例如:400纳秒,保护间隔是由通信协议规定的。
在具体实施时,将多个时域冲激响应序列中位于中间位置附近的区域作为信道长度的搜索范围,子载波的数量越大,则信道长度的搜索范围也越大,子载波的数量越小,则信道长度的搜索范围也越窄,即确定了第一范围。同时,通常将多个子载波中两侧的边缘的几个子载波作为噪声处理,子载波的数量越大,则选取的作为噪声的边缘子载波的数量越多,子载波的数量越小,则选取的作为噪声的边缘子载波的数量越少,即确定了第二范围。本领域技术人员可以根据实际情况确定不同子载波的数量对应的第一范围和第二范围的具体长度,本申请在此不作限定。
下面参照图4来介绍第一范围、第二范围以及选取窗口的确定过程。
图4示出了本申请实施例所提供的第一范围和第二范围的示意图。
如图4所示,序号-31至32分别对应于时域冲激响应序列上的64个时域冲激响应,根据子载波的数量,将序号-16至序号17之间的范围作为第一范围,将序号-31至序号-29之间的范围以及序号30至序号32之间的范围作为第二范围。将第二范围内所有序号对应的时域冲激响应的功率的累加和作为噪声功率,例如:第二范围内的每个时域冲激响应的功率均为100,则6个时域冲激响应的功率累加和为600,即噪声功率为600。
同时,可根据保护间隔的长度,确定选取窗口的基准选取长度,例如:保护间隔为800纳秒,则将选取窗口的基准选取长度确定为16,保护间隔为400纳秒,则将选取窗口的基准选取长度确定为8。然后,根据基准选取长度,可以确定第一调整长度和第二调整长度。在具体实施时,可将基准选取长度的一半作为第一调整长度,将第一调整长度的一半作为第二调整长度,以基准选取长度为16为例,则第一调整长度为8,第二调整长度为4。这样,在第一范围内以基准选取长度创建第一选取窗口,以第一调整长度创建第二选取窗口,以第二调整长度创建第三选取窗口。然后,针对每个选取窗口,确定该选取窗口对应的候选累加功率。
在一可选实施例中,针对每个选取窗口,确定该选取窗口对应的候选累加功率的步骤包括:在第一范围内将选取窗口按照预定顺序进行滑动,针对每个滑动位置处的选取窗口,确定该选取窗口的累加功率,累加功率为该选取窗口内的时域冲激响应对应的功率的累加和;从通过滑动选取窗口得到的多个累加功率中,选取数值最大的累加功率作为该选取窗口对应的候选累加功率。
这里,以上述示例为例,在第一范围内将长度为16的第一选取窗口从左至右依次滑动,即,从序号-16开始移动,每次移动一个格子,最终移动至第一选取窗口的左端与序号2重合,第一选取窗口的右端与序号17重合。计算每个滑动位置处的选取窗口内所有时域冲激响应对应的功率的累加和,共可确定19个累加功率,从这19个累加功率中选取数值最大的累加功率作为第一选取窗口对应的候选累加功率。同理,可分别确定第二选取窗口对应的候选累加功率以及第三选取窗口对应的候选累加功率。
可以理解的,将上述19个累加功率连接起来,可得到一条累加功率曲线。
下面参照图5来介绍第一选取窗口对应的累加功率曲线。
图5示出了本申请实施例所提供的第一选取窗口对应的累加功率曲线的示意图。
如图5所示,第一选取窗口对应的累加功率曲线300上的最大累加功率为累加功率301,累加功率301是第一选取窗口在第15次滑动时得到的累加功率,由于第一选取窗口长度为16,第0次滑动时第一选取窗口对应的时域冲激响应序号为-16至-1,则第15次滑动时第一选取窗口对应的时域冲激响应序号为1 至16,因此,累加功率301对应的第一选取窗口的位置为序号1至16。同理,可确定第二选取窗口对应的候选累加功率对应的第二选取窗口的位置,以及第三选取窗口对应的候选累加功率对应的第三选取窗口的位置。
步骤S103, 基于多个候选累加功率以及噪声功率,确定信道长度。
该步骤中,候选累加功率是每个选取窗口对应的累加功率中的最大功率,因此,候选累加功率对应的选取窗口的位置可以反映每个选取窗口在第一范围内滑动过程中的多个较大功率所在的位置,它反映了多径的集中度。
在无线通信领域,多径是指无线电信号从发射天线经过多个路径抵达接收天线的传播现象。
在本申请实施例中,利用多个候选累加功率以及噪声功率,可以确定信道长度,由于多个候选累加功率对应的选取窗口的位置可以反映多径的集中度,因此,基于该候选累加功率确定的信道长度也能够反映多径的集中度。
在一可选实施例中,执行步骤S103包括:将时域冲激响应序列中的所有时域冲激响应对应的功率的累加和,确定为总功率;利用多个候选累加功率、噪声功率以及总功率,确定多径集中度系数;基于多径集中度系数与长度基础值,确定信道长度。
这里,总功率可指所有时域冲激响应对应的功率之和,以上述示例为例,总功率可指序号-31至序号32的64个子载波对应的功率之和。
多径集中度系数可指反映多径的集中程度的系数,多径集中度系数用于确定信道长度。
作为示例,多径集中度系数可以是***数字,例如:1或2。
长度基础值是根据信道所传输信号对应的通信协议中规定的保护间隔确定的。
作为示例,如果保护间隔为16,则可确定长度基础值为4,如果保护间隔为64,则可确定长度基础值为16。
在本申请实施例中,在确定多径集中度系数以及长度基础值后,可根据多径集中度系数与长度基础值的对应关系,确定信道长度。其中,对应关系可以是乘法关系,以保护间隔为16,长度基础值为4为例,如果多径集中度系数为1,则信道长度为1×4=4,如果多径集中度系数为2,则信道长度为2×4=8,依此类推,可通过多径集中度系数和长度基础值确定信道长度。另外,也可通过查表的方式确定多径集中度系数与长度基础值的对应关系,例如:长度基础值为4时,如果多径集中度系数为1,则查表确定信道长度为4,如果多径集中度系数为2,则查表确定信道长度为6,依此类推,可通过多径集中度系数和长度基础值确定信道长度。
在一可选实施例中,多个候选累加功率包括与第一选取窗口对应的第一候选累加功率、与第二选取窗口对应的第二候选累加功率、与第三选取窗口对应的第三候选累加功率;其中,利用多个候选累加功率、噪声功率以及总功率,确定多径集中度系数的步骤包括:将第一候选累加功率与第三候选累加功率之差,确定为第一功率差;将第一候选累加功率与第二候选累加功率之差,确定为第二功率差;将总功率与第一候选累加功率之差,确定为第三功率差;将第一功率差与噪声功率的比值,确定为第一比值;将第二功率差与噪声功率的比值,确定为第二比值;将第三功率差与噪声功率的比值,确定为第三比值;确定第一比值是否小于第一门限,且第二比值是否小于第二门限,且第三比值是否小于第三门限;若确定第一比值小于第一门限,且第二比值小于第二门限,且第三比值小于第三门限,则确定多径集中度系数为1;否则,确定第二比值是否小于第二门限,且第三比值是否小于第三门限;若确定第二比值小于第二门限,且第三比值小于第三门限,则确定多径集中度系数为2;否则,确定第三比值是否小于第四门限;若确定第三比值小于第四门限,则确定多径集中度系数为3;否则,确定多径集中度系数为预设值。
这里,第一门限、第二门限、第三门限以及第四门限是设定数值,本领域技术人员可以根据实际情况选择上述四个门限的取值,本申请在此不作限定。
下面参照图6来介绍多径集中度系数的确定过程。
图6示出了本申请实施例所提供的多径集中度系数确定方法的流程示意图。
如图6所示,步骤S401,确定第一比值是否小于第一门限,且第二比值是否小于第二门限,且第三比值是否小于第三门限。
若是则执行步骤402,若否则执行步骤S403。
步骤S402,确定多径集中度系数为1。
这里,多径集中度系数1是设定的数值,本领域技术人员可以根据实际情况确定具体数值,本申请在此不作限定。
步骤S403,确定第二比值是否小于第二门限,且第三比值是否小于第三门限。
若是则执行步骤S404,若不是则执行步骤S405。
步骤S404,确定多径集中度系数为2。
这里,多径集中度系数2也是设定的数值,本领域技术人员可以根据实际情况确定具体数值,本申请在此不作限定。
步骤S405,确定第三比值是否小于第四门限。
若是则执行步骤S406,若不是则执行步骤S407。
步骤S406,确定多径集中度系数为3。
这里,多径集中度系数3是设定的数值,本领域技术人员可以根据实际情况确定具体数值,本申请在此不作限定。
步骤S407,确定多径集中度系数为预设值。
这里,预设值可以是0,用以表示多径的集中程度不高,本领域技术人员可以根据实际情况确定预设值的具体数值,本申请在此不作限定。
可见,不同的候选累加功率是不同选取窗口各自滑动过程中的多径集中度最高范围对应的累加功率,由于通过上述公式计算得到的多径集中度系数是根据多个候选累加功率之间的距离关系选取的,因此,能够从多个不同选取窗口中过滤出最能反映多径集中度的信道长度。
步骤S104,利用信道长度以及从多个候选累加功率中选取的目标累加功率,确定信噪比。
该步骤中,目标累加功率可指候选累加功率中的累加功率,目标累加功率用于确定信号功率。
在本申请实施例中,可利用信道长度确定目标选取窗口,然后将目标选窗口对应的候选累加功率作为目标累加功率,基于目标累加功率确定信噪比。其中,可以将选取窗口长度与信道长度对应的选取窗口作为目标选取窗口。
在一可选实施例中,执行步骤S104包括:基于信道长度,从不同选取长度的选取窗口中确定与信道长度对应的目标选取窗口;将目标选取窗口对应的候选累加功率,确定为目标累加功率;将目标累加功率与噪声功率的比值,确定为信噪比。
这里,不同的选取窗口具备不同的选取长度,例如:第一选窗口的选取长度为16,第二选取窗口的选取长度为8,第三选取窗口的选取长度为4,可将选取长度与信道长度对应的选取窗口作为目标选取窗口,以信道长度为8为例,则可选取第二选取窗口为目标选取窗口,或者选取与信道长度最接近的选取长度对应的选取窗口为目标选取窗口。
步骤S105,从多个候选平滑滤波器系数中选取与信噪比和信道长度对应的目标平滑滤波器系数,利用目标平滑滤波器系数对待平滑信道估计结果进行滤波,以得到平滑信道估计结果。
该步骤中,平滑滤波器系数可由下式计算得到:
这里, 单位阵的维度根据子载波的数量确定,如果子载波的数量为64,而64个子载波中只用到了52个子载波,则单位阵位52×52的矩阵。
在本申请实施例中,由于平滑滤波器系数的计算涉及到矩阵求逆运算,实时计算比较复杂,因此,先计算多组不同信道长度和不同信噪比的组合对应的平滑滤波器系数,然后把这些平滑滤波器系数存储下来作为候选平滑滤波器系数。在计算得到当前信道长度和信噪比后,从候选平滑滤波器系数中选取与当前信道长度和信噪比对应的一组平滑滤波器系数作为目标滑滤波器系数,然后,利用目标平滑滤波器系数对待平滑信道估计结果进行滤波,以得到平滑信道估计结果。例如:将多个信道长度划分为长、中、短三个等级,将信噪比划分为高、低两个等级,这样可以获得六组平滑滤波器系数作为候选平滑滤波器系数。
在一可选实施例中,执行步骤S105包括:确定与目标选取窗口对应的时域冲激响应序列上的信道分布范围以及信道分布范围的中心位置;基于目标选取窗口对应的信道分布范围的中心位置与基准位置,确定目标次数;基于中心位置与基准位置的相对位置关系,确定偏移方向;按照偏移方向,将时域冲激响应序列进行目标次数的移位,以使中心位置与基准位置重合;利用目标平滑滤波器系数对经过移位处理的待平滑信道估计结果进行平滑滤波,得到临时平滑信道估计结果;按照偏移方向的反方向,将临时平滑信道估计结果进行目标次数的移位,得到平滑信道估计结果。
这里,根据快速傅里叶变换的性质,频域相位旋转等价于时域循环移位。因此,为了将信道的时域冲激响应循环移位到平滑滤波器的带内,需要对LS信道估计结果进行相应的相位旋转,可利用如下公式进行相位旋转:
然后,将经过相位旋转的待平滑信道估计结果通过平滑滤波器滤波,得到临时待平滑信道估计结果,将临时待平滑信道估计结果进行与前述相位旋转相反的旋转,得到最终的平滑后的信道估计结果。
下面参照图7来介绍待平滑信道估计结果的旋转移位过程。
图7示出了本申请实施例所提供的循环移位及平滑滤波的示意图。
如图7所示,上图为移位前的时域冲激响应序列,下图为移位后的时域冲激响应序列,这里,假设确定的信道分布范围的中心位置为上图中的序号3对应的位置,基准位置为序号0对应的位置,则将序号3与序号0的差值作为目标次数,即,目标次数为3,由于中心位置在基准位置的右侧,因此,确定偏移方向为向左侧偏移,以使得信道分布范围的中心位置能够移动至基准位置处,即,使得中心位置与基准位置重合。
下图中平滑滤波器501、平滑滤波器502以及平滑滤波器503为三个候选平滑滤波器,根据计算得到的信道长度和信噪比,从这三个候选平滑滤波器中选取目标平滑滤波器,例如:选取平滑滤波器501为目标平滑滤波器。然后,利用选取的平滑滤波器501对经过移位处理的待平滑信道估计结果进行平滑滤波,得到临时平滑信道估计结果,再按照偏移方向的反方向,将临时平滑信道估计结果进行目标次数的向右移位,得到平滑信道估计结果。
需要说明的是,平滑滤波器501、平滑滤波器502以及平滑滤波器503分别对应于一组平滑滤波器系数,利用目标平滑滤波器系数对待平滑信道估计结果进行平滑滤波,即是利用选取的平滑滤波器对待平滑信道估计结果进行平滑滤波。
在一可选实施例中,确定与目标选取窗口对应的时域冲激响应序列上的信道分布范围以及信道分布范围的中心位置的步骤包括:从目标选取窗口对应的多个累加功率中选取分布范围累加功率;将分布范围累加功率对应于时域冲激响应序列上的范围,确定为信道分布范围;将信道分布范围的中间位置,确定为信道分布范围的中心位置。
这里,目标选取窗口对应于多个累加功率,因此,可根据预设的规则从多个累加功率中选取分布范围累加功率,由于分布范围累加功率是由多个时域冲激响应对应的功率累加得到的,因此,可将分布范围累加功率对应的多个时域冲激响应在时域冲激响应序列上的范围确定为信道分布范围,该信道分布范围的中间位置即是信道分布范围的中心位置。若信道分布范围是序号0到序号8,则信道分布范围的中心位置对应的序号为4,若信道分布范围是序号0到序号7,则信道分布范围的中心位置对应的序号可以为3,也可以为4。
其中,预设的规则可以有如下三种情况:
第一种,选取多个累加功率中数值最大的累加功率作为分布范围累加功率。
第二种,选取多个累加功率中超过门限的最后一个累加功率作为分布范围累加功率。
第三种,选取多个累加功率中大于等于门限的第一个累加功率和最后一个累加功率之间的中间点对应的累加功率作为分布范围累加功率。
这里,门限是根据噪声功率以及候选累加功率确定的。
下面参照图8来介绍分布范围累加功率的确定过程。
图8示出了本申请实施例所提供的分布范围累加功率的位置示意图。
如图8所示,以第一选取窗口对应的累加功率曲线300为例,累加功率301为多个累加功率中数值最大的累加功率,门限302是根据第一选取窗口对应的候选累加功率以及噪声功率确定的,累加功率303为多个累加功率中大于等于门限的第一个累加功率,累加功率304为多个累加功率中大于等于门限的最后一个累加功率,点305为多个累加功率中大于等于门限的第一个累加功率和最后一个累加功率之间的中间点,将点305对应的累加功率曲线300上的累加功率作为第三种情况对应的分布范围累加功率。根据不同的预设的规则,可分别确定对应的分布范围累加功率。
其中,门限是利用下面的公式计算得到的:
Threshold = max_power - noise_power×scale。
其中,Threshold表示门限,max_power表示该选取窗口对应的候选累加功率,noise_power表示噪声功率, scale为设定值。
与现有技术中信道估计平滑方法相比,本申请能够利用多个不同选取长度的选取窗口选取不同范围的时域冲激响应,即,选取不同范围的多径信道,并计算确定不同选取窗口对应的累加功率,这些累加功率的数值大小体现了多径集中度,因此,基于多个候选累加功率确定的信道长度也能体现多径集中度,解决了对信道估计结果进行平滑滤波时,因确定的信道长度不准确,导致平滑滤波的准确性差的问题。同时,由于目标平滑滤波器系数是从多个候选平滑滤波器系数中选取的,无需对平滑滤波器系数进行实时演算,提高了平滑滤波器系数的计算效率。
基于同一发明构思,本申请实施例中还提供了与信道估计平滑方法对应的信道估计平滑装置,由于本申请实施例中的装置解决问题的原理与本申请实施例上述信道估计平滑方法相似,因此装置的实施可以参见方法的实施,重复之处不再赘述。
请参阅图9,图9为本申请实施例所提供的一种信道估计平滑装置的结构示意图。如图9中所示,所述信道估计平滑装置600包括:
频域变换模块601,用于针对待平滑信道估计结果进行快速傅里叶逆变换处理,确定时域冲激响应序列,时域冲激响应序列包括多个按时间顺序编号的时域冲激响应以及每个时域冲激响应对应的功率;
功率确定模块602,用于基于时域冲激响应序列,确定第一范围内不同选取长度的选取窗口对应的多个候选累加功率以及第二范围对应的噪声功率;
信道长度确定模块603,用于基于多个候选累加功率以及噪声功率,确定信道长度;
信噪比确定模块604,用于利用信道长度以及从多个候选累加功率中选取的目标累加功率,确定信噪比;
平滑滤波模块605,用于从多个候选平滑滤波器系数中选取与信噪比和信道长度对应的目标平滑滤波器系数,利用目标平滑滤波器系数对待平滑信道估计结果进行滤波,以得到平滑信道估计结果。
可选地,待平滑信道估计结果包括多个子载波和多个空子载波;其中,频域变换模块601还用于:将待平滑信道估计结果对应的待平滑信道曲线划分为第一区域和与第一区域分别相邻的第二区域和第三区域,第一区域是由包含目标子载波的多个连续空子载波形成的区域,目标子载波为频率为零的子载波,第二区域是与第一区域相邻且频率为正的区域,第三区域是与第一区域相邻且频率为负的区域;对待平滑信道曲线中的第二区域和第三区域中的空子载波进行插值处理,得到第二区域和第三区域连续的待平滑信道曲线;确定第一区域内的多个连续空子载波的数量是否大于预设值;若确定数量大于预设值,则分别针对第二区域和第三区域对应的待平滑信道曲线进行加窗处理;若确定数量不大于预设值,则对第一区域内的空子载波进行插值处理,并对插值后的待平滑信道曲线进行整体加窗处理;对经过加窗处理的待平滑信道曲线进行快速傅里叶逆变换处理,确定多个时域冲激响应以及每个时域冲激响应对应的功率,以形成时域冲激响应序列。
可选地,功率确定模块602还用于:确定信道所传输信号对应的通信协议中规定的子载波的数量;利用子载波的数量,确定时域冲激响应序列的第一范围以及第二范围,第一范围用于表征信道长度的搜索范围,第二范围用于确定噪声功率;将第二范围内多个时域冲激响应对应的功率的累加和,确定为噪声功率;基于通信协议中定义的保护间隔,确定基准选取长度,并基于基准选取长度确定第一调整长度和第二调整长度;按照基准选取长度、第一调整长度和第二调整长度,分别创建第一选取窗口、第二选取窗口以及第三选取窗口;针对每个选取窗口,确定该选取窗口对应的候选累加功率。
可选地,功率确定模块602还用于:在第一范围内将选取窗口按照预定顺序进行滑动,针对每个滑动位置处的选取窗口,确定该选取窗口的累加功率,累加功率为该选取窗口内的时域冲激响应对应的功率的累加和;从通过滑动选取窗口得到的多个累加功率中,选取数值最大的累加功率作为该选取窗口对应的候选累加功率。
可选地,信道长度确定模块603还用于:将时域冲激响应序列中的所有时域冲激响应对应的功率的累加和,确定为总功率;利用多个候选累加功率、噪声功率以及总功率,确定多径集中度系数;基于多径集中度系数与长度基础值,确定信道长度,长度基础值是根据信道所传输信号对应的通信协议中规定的保护间隔确定的。
可选地,信噪比确定模块604还用于:基于信道长度,从不同选取长度的选取窗口中确定与信道长度对应的目标选取窗口;将目标选取窗口对应的候选累加功率,确定为目标累加功率;将目标累加功率与噪声功率的比值,确定为信噪比。
可选地,平滑滤波模块605还用于:确定与目标选取窗口对应的时域冲激响应序列上的信道分布范围以及信道分布范围的中心位置;基于目标选取窗口对应的信道分布范围的中心位置与基准位置,确定目标次数;基于中心位置与基准位置的相对位置关系,确定偏移方向;按照偏移方向,将时域冲激响应序列进行目标次数的移位,以使中心位置与基准位置重合;利用目标平滑滤波器系数对经过移位处理的待平滑信道估计结果进行平滑滤波,得到临时平滑信道估计结果;按照偏移方向的反方向,将临时平滑信道估计结果进行目标次数的移位,得到平滑信道估计结果。
可选地,多个候选累加功率包括与第一选取窗口对应的第一候选累加功率、与第二选取窗口对应的第二候选累加功率、与第三选取窗口对应的第三候选累加功率;其中,信道长度确定模块603还用于:将第一候选累加功率与第三候选累加功率之差,确定为第一功率差;将第一候选累加功率与第二候选累加功率之差,确定为第二功率差;将总功率与第一候选累加功率之差,确定为第三功率差;将第一功率差与噪声功率的比值,确定为第一比值;将第二功率差与噪声功率的比值,确定为第二比值;将第三功率差与噪声功率的比值,确定为第三比值;确定第一比值是否小于第一门限,且第二比值是否小于第二门限,且第三比值是否小于第三门限;若确定第一比值小于第一门限,且第二比值小于第二门限,且第三比值小于第三门限,则确定多径集中度系数为1;否则,确定第二比值是否小于第二门限,且第三比值是否小于第三门限;若确定第二比值小于第二门限,且第三比值小于第三门限,则确定多径集中度系数为2;否则,确定第三比值是否小于第四门限;若确定第三比值小于第四门限,则确定多径集中度系数为3;否则,确定多径集中度系数为预设值。
可选地,平滑滤波模块605还用于:从目标选取窗口对应的多个累加功率中选取分布范围累加功率;将分布范围累加功率对应于时域冲激响应序列上的范围,确定为信道分布范围;将信道分布范围的中间位置,确定为信道分布范围的中心位置。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的***、装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的***、装置和方法,可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,又例如,多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory,ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是:以上所述实施例,仅为本申请的具体实施方式,用以说明本申请的技术方案,而非对其限制,本申请的保护范围并不局限于此,尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改、变化或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种信道估计平滑方法,其特征在于,包括:
针对待平滑信道估计结果进行快速傅里叶逆变换处理,确定时域冲激响应序列,所述时域冲激响应序列包括多个按时间顺序编号的时域冲激响应以及每个时域冲激响应对应的功率;
基于所述时域冲激响应序列,确定第一范围内不同选取长度的选取窗口对应的多个候选累加功率,将第二范围内多个时域冲激响应对应的功率的累加和确定为噪声功率,所述第一范围以及所述第二范围是信道所传输信号对应的通信协议中规定的子载波的数量确定的,所述第一范围用于表征信道长度的搜索范围;
基于所述多个候选累加功率、所述噪声功率以及总功率从多个系数值中选取多径集中度系数的取值,利用所述多径集中度系数的取值确定信道长度,所述多径集中度系数是反映多径的集中程度的系数,所述总功率是所述时域冲激响应序列中所有时域冲激响应对应的功率的累加和;
利用所述信道长度从所述多个候选累加功率中选取目标累加功率,基于所述目标累加功率以及噪声功率确定信噪比;
从多个候选平滑滤波器系数中选取与所述信噪比和所述信道长度对应的目标平滑滤波器系数,利用所述目标平滑滤波器系数对所述待平滑信道估计结果进行滤波,以得到平滑信道估计结果;
其中,确定第一范围内不同选取长度的选取窗口对应的多个候选累加功率的步骤包括:
针对每个选取窗口,在第一范围内将所述选取窗口按照预定顺序进行滑动,针对每个滑动位置处的选取窗口,确定该选取窗口的累加功率,所述累加功率为该选取窗口内的时域冲激响应对应的功率的累加和;
针对每个选取窗口,从通过滑动选取窗口得到的多个累加功率中,选取数值最大的累加功率作为该选取窗口对应的候选累加功率;
其中,从多个候选平滑滤波器系数中选取与所述信噪比和所述信道长度对应的目标平滑滤波器系数,利用所述目标平滑滤波器系数对所述待平滑信道估计结果进行滤波,以得到平滑信道估计结果的步骤包括:
利用所述目标平滑滤波器系数对经过移位处理的待平滑信道估计结果进行平滑滤波,得到临时平滑信道估计结果;
按照偏移方向的反方向,将所述临时平滑信道估计结果进行目标次数的移位,得到平滑信道估计结果,所述偏移方向是基于中心位置与基准位置的相对位置关系确定的,所述中心位置是目标选取窗口对应的时域冲激响应序列上的信道分布范围的中心位置,所述目标选取窗口是与信道长度对应的选取窗口;
其中,所述多个候选累加功率包括与第一选取窗口对应的第一候选累加功率、与第二选取窗口对应的第二候选累加功率、与第三选取窗口对应的第三候选累加功率;
其中,基于所述多个候选累加功率、所述噪声功率以及总功率从多个系数值中选取多径集中度系数的取值的步骤包括:
将第一候选累加功率与第三候选累加功率之差,确定为第一功率差;
将第一候选累加功率与第二候选累加功率之差,确定为第二功率差;
将总功率与第一候选累加功率之差,确定为第三功率差;
将第一功率差与噪声功率的比值,确定为第一比值;
将第二功率差与噪声功率的比值,确定为第二比值;
将第三功率差与噪声功率的比值,确定为第三比值;
确定第一比值是否小于第一门限,且第二比值是否小于第二门限,且第三比值是否小于第三门限;
若确定第一比值小于第一门限,且第二比值小于第二门限,且第三比值小于第三门限,则确定多径集中度系数为1;
否则,确定第二比值是否小于第二门限,且第三比值是否小于第三门限;
若确定第二比值小于第二门限,且第三比值小于第三门限,则确定多径集中度系数为2;
否则,确定第三比值是否小于第四门限;
若确定第三比值小于第四门限,则确定多径集中度系数为3;
否则,确定多径集中度系数为预设值。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述待平滑信道估计结果包括多个子载波和多个空子载波;
其中,针对待平滑信道估计结果进行快速傅里叶逆变换处理,确定时域冲激响应序列的步骤包括:
将所述待平滑信道估计结果对应的待平滑信道曲线划分为第一区域和与所述第一区域分别相邻的第二区域和第三区域,所述第一区域是由包含目标子载波的多个连续空子载波形成的区域,所述目标子载波为频率为零的子载波,所述第二区域是与所述第一区域相邻且频率为正的区域,所述第三区域是与所述第一区域相邻且频率为负的区域;
对所述待平滑信道曲线中的第二区域和第三区域中的空子载波进行插值处理,得到第二区域和第三区域连续的待平滑信道曲线;
确定第一区域内的多个连续空子载波的数量是否大于预设值;
若确定所述数量大于预设值,则分别针对第二区域和第三区域对应的待平滑信道曲线进行加窗处理;
若确定所述数量不大于预设值,则对第一区域内的空子载波进行插值处理,并对插值后的待平滑信道曲线进行整体加窗处理;
对经过加窗处理的待平滑信道曲线进行快速傅里叶逆变换处理,确定多个时域冲激响应以及每个时域冲激响应对应的功率,以形成时域冲激响应序列。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述时域冲激响应序列,确定第一范围内不同选取长度的选取窗口对应的多个候选累加功率之前,还包括:
确定信道所传输信号对应的通信协议中规定的子载波的数量;
利用所述子载波的数量,确定所述时域冲激响应序列的第一范围以及第二范围,所述第二范围用于确定噪声功率;
基于通信协议中定义的保护间隔,确定基准选取长度,并基于所述基准选取长度确定第一调整长度和第二调整长度;
按照基准选取长度、第一调整长度和第二调整长度,分别创建第一选取窗口、第二选取窗口以及第三选取窗口。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,基于所述多个候选累加功率、所述噪声功率以及总功率从多个系数值中选取多径集中度系数的取值,利用所述多径集中度系数的取值确定信道长度的步骤包括:
将时域冲激响应序列中的所有时域冲激响应对应的功率的累加和,确定为总功率;
利用所述多个候选累加功率、噪声功率以及总功率,确定多径集中度系数;
基于所述多径集中度系数与长度基础值,确定信道长度,所述长度基础值是根据信道所传输信号对应的通信协议中规定的保护间隔确定的。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,利用所述信道长度从所述多个候选累加功率中选取目标累加功率,基于所述目标累加功率以及噪声功率确定信噪比的步骤包括:
基于所述信道长度,从不同选取长度的选取窗口中确定与所述信道长度对应的目标选取窗口;
将所述目标选取窗口对应的候选累加功率,确定为目标累加功率;
将所述目标累加功率与所述噪声功率的比值,确定为信噪比。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,从多个候选平滑滤波器系数中选取与所述信噪比和所述信道长度对应的目标平滑滤波器系数,利用所述目标平滑滤波器系数对所述待平滑信道估计结果进行滤波,以得到平滑信道估计结果之前,还包括:
确定与所述目标选取窗口对应的时域冲激响应序列上的信道分布范围以及所述信道分布范围的中心位置;
基于所述目标选取窗口对应的信道分布范围的中心位置与基准位置,确定目标次数;
基于中心位置与基准位置的相对位置关系,确定偏移方向;
按照所述偏移方向,将时域冲激响应序列进行目标次数的移位,以使中心位置与基准位置重合。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,确定与所述目标选取窗口对应的时域冲激响应序列上的信道分布范围以及所述信道分布范围的中心位置的步骤包括:
从所述目标选取窗口对应的多个累加功率中选取分布范围累加功率;
将所述分布范围累加功率对应于所述时域冲激响应序列上的范围,确定为信道分布范围;
将所述信道分布范围的中间位置,确定为所述信道分布范围的中心位置。
8.一种信道估计平滑装置,其特征在于,包括:
频域变换模块,用于针对待平滑信道估计结果进行快速傅里叶逆变换处理,确定时域冲激响应序列,所述时域冲激响应序列包括多个按时间顺序编号的时域冲激响应以及每个时域冲激响应对应的功率;
功率确定模块,用于基于所述时域冲激响应序列,确定第一范围内不同选取长度的选取窗口对应的多个候选累加功率,将第二范围内多个时域冲激响应对应的功率的累加和确定为噪声功率,所述第一范围以及所述第二范围是信道所传输信号对应的通信协议中规定的子载波的数量确定的,所述第一范围用于表征信道长度的搜索范围;
信道长度确定模块,用于基于所述多个候选累加功率、所述噪声功率以及总功率从多个系数值中选取多径集中度系数的取值,利用所述多径集中度系数的取值确定信道长度,所述多径集中度系数是反映多径的集中程度的系数,所述总功率是所述时域冲激响应序列中所有时域冲激响应对应的功率的累加和;
信噪比确定模块,用于利用所述信道长度从所述多个候选累加功率中选取目标累加功率,基于所述目标累加功率以及噪声功率确定信噪比;
平滑滤波模块,用于从多个候选平滑滤波器系数中选取与所述信噪比和所述信道长度对应的目标平滑滤波器系数,利用所述目标平滑滤波器系数对所述待平滑信道估计结果进行滤波,以得到平滑信道估计结果;
其中,功率确定模块还用于:
针对每个选取窗口,在第一范围内将所述选取窗口按照预定顺序进行滑动,针对每个滑动位置处的选取窗口,确定该选取窗口的累加功率,所述累加功率为该选取窗口内的时域冲激响应对应的功率的累加和;
针对每个选取窗口,从通过滑动选取窗口得到的多个累加功率中,选取数值最大的累加功率作为该选取窗口对应的候选累加功率;
其中,平滑滤波模块还用于:
利用所述目标平滑滤波器系数对经过移位处理的待平滑信道估计结果进行平滑滤波,得到临时平滑信道估计结果;
按照偏移方向的反方向,将所述临时平滑信道估计结果进行目标次数的移位,得到平滑信道估计结果,所述偏移方向是基于中心位置与基准位置的相对位置关系确定的,所述中心位置是目标选取窗口对应的时域冲激响应序列上的信道分布范围的中心位置,所述目标选取窗口是与信道长度对应的选取窗口;
其中,所述多个候选累加功率包括与第一选取窗口对应的第一候选累加功率、与第二选取窗口对应的第二候选累加功率、与第三选取窗口对应的第三候选累加功率;
其中,信道长度确定模块还用于:
将第一候选累加功率与第三候选累加功率之差,确定为第一功率差;
将第一候选累加功率与第二候选累加功率之差,确定为第二功率差;
将总功率与第一候选累加功率之差,确定为第三功率差;
将第一功率差与噪声功率的比值,确定为第一比值;
将第二功率差与噪声功率的比值,确定为第二比值;
将第三功率差与噪声功率的比值,确定为第三比值;
确定第一比值是否小于第一门限,且第二比值是否小于第二门限,且第三比值是否小于第三门限;
若确定第一比值小于第一门限,且第二比值小于第二门限,且第三比值小于第三门限,则确定多径集中度系数为1;
否则,确定第二比值是否小于第二门限,且第三比值是否小于第三门限;
若确定第二比值小于第二门限,且第三比值小于第三门限,则确定多径集中度系数为2;
否则,确定第三比值是否小于第四门限;
若确定第三比值小于第四门限,则确定多径集中度系数为3;
否则,确定多径集中度系数为预设值。
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