专利名称：生成专用参考信号的信道响应的方法,以及信道估计方法
技术领域：
本发明总体上说涉及通信的技术领域，更具体而言，涉及生成用于信道估计的专用参考信号(DRS)的信道响应的方法、装置，以及用于信道估计的方法和装置。
背景技术：
在无线通信系统中，由于具有良好的抗多径性能和较高的频谱效率，正交频分复 M (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM) ^ IEEE \&m\)JsR UMTS-LTE ^t 内的4G和准4G技术采纳为主要的传输技术。在OFDM系统中，为了在接受端进行相干检测，一般采用基于参考信号(Reference Signal, RS)的信道估计技术来追踪信道时域和频域的变化。以LTE系统为例，公共参考信号(Common RS, CRS)和专用参考信号(Dedicated RS,DRS)用来进行下行信道估计。对于CRS而言，除了进行支持相干检测以外，还需要用来测量下行信道质量以便进行资源调度和支持链路自适应技术，所以必须在所有可用频带以及所有子帧和天线端口进行发送。DRS—般被用来支持波束赋型(beamforming)和预编码 (precoding)技术，因此相应的DRS只在被调度的资源块(Resource Block, RB)上发送，且发送的数量只同数据流数而非发送天线数成正比。这样相对于CRS，DRS可以节省无线资源以及提升RS上的接收信噪比。常用的基于RS的信道估计方法中，传统的对RS进行ZF(Zer0F0rCing)估计再进行线性插值的方法不能获得检测所需的性能(尤其在低信噪比下)。二维维纳滤波被认为是基于RS的最优估计方法。但是二维维纳滤波需要知道信道特性，即时域和频域相关性。而DRS往往没有足够的资源来进行准确的估计。此外，基于DFT的时域信道估计也是常用的方法，但同样由于DRS有可能只分布在有限的几个RB内，这样就相当于在频率上加了一个很窄的窗，这样导致的能量泄漏会引起信道估计性能的衰减。关于二维维纳滤波的技术，可参见如下文献作者为P. Hoeher，S. Kaiser,和和P. Robertson，名称为 “Two-dimensionalpilot-symbol aided channel estimation by Wiener filtering" in Proc. IEEEIntl. Conf. Acoustics, Speech, and Signal Processing (ICASSP' 97), 第1845-1848页，1997年4月。关于基于DFT的时域信道估计，例如可参见如下文献作者为 J. J. Beek, 0. Edfors, M. Sandell, S. Willson,禾Π P. Borjesson,名称为 "On Channel Estimation in OFDM Systems,” in Proc. IEEE Vehicular Technology Conference (VTC，95)，第 815-819 页，1995 年 7 月。鉴于上述情况，可见针对DRS的特性设计一种新的、用于获得平滑了噪声影响的信道响应的方法，以及利用通过这样获得的信道响应进行信道估计的方法是很有必要的。
发明内容
根据本发明的实施例涉及一种生成用于信道估计的专用参考信号DRS的信道响应的方法，包括步骤初始信道响应生成步骤，用于针对多个信号帧中的至少一个信号帧，根据该至少
4一个信号帧中多个专用参考信号DRS的至少一部分DRS在信号帧内的位置处的发送信号和接收信号，生成针对该至少一部分专用参考信号的初始信道响应；信道响应差异确定步骤，用于针对该至少一部分专用参考信号、确定每一个专用参考信号的初始信道响应与所述至少一部分专用参考信号中其他专用参考信号的初始信道响应两两之间的差异；权重生成步骤，用于基于信道响应差异确定步骤所确定的初始信道响应的差异和噪声功率来生成针对所述至少一部分专用参考信号的权重；以及最终信道响应生成步骤，用于利用权重对所述初始信道响应进行加权处理，以便获得针对所述至少一部分专用参考信号的最终信道响应。根据本发明的实施例还涉及一种信道估计方法，用于利用通过如上所述的根据本发明的实施例的方法获得的专用参考信号DRS的信道响应来生成至少一个信号帧中所有子载波的信道响应。根据本发明的实施例还涉及一种生成用于信道估计的专用参考信号DRS的信道响应的装置，包括初始信道响应生成单元，其被配置成针对多个信号帧中的至少一个信号帧，根据该至少一个信号帧中多个专用参考信号DRS的至少一部分DRS在信号帧内的位置处的发送信号和接收信号，生成针对所述至少一部分专用参考信号的初始信道响应；信道响应差异确定单元，其被配置成针对所述至少一部分专用参考信号、确定每一个专用参考信号的初始信道响应与所述至少一部分专用参考信号中其他专用参考信号的初始信道响应两两之间的差异；权重生成单元，其被配置成基于所述信道响应差异确定单元所确定的初始信道响应的差异和噪声功率来生成针对所述至少一部分专用参考信号的权重；以及最终信道响应生成单元，用于利用所述权重对所述初始信道响应进行加权处理， 以便获得针对所述至少一部分专用参考信号的最终信道响应。根据本发明的实施例又涉及一种基站或者移动终端，该基站或者移动终端被配置成执行如上所述的根据本发明的实施例的确定专用参考信号的最终信道响应的方法以及信道估计方法。根据本发明的实施例又涉及一种存储有机器可读取的指令代码的程序产品，所述指令代码由机器读取并执行时，可执行如上所述的根据本发明的实施例的确定专用参考信号的最终信道响应的方法以及信道估计方法。根据本发明实施例的方法和装置可获得的一个益处是，通过对DRS的初始信道响应进加权处理，使得能够抑制噪声的影响。此外可获得的益处是，通过为DRS设置适当的权重，可以减轻在时域和频域中信道变化的影响。还可以获得的益处是，所设置的权重可以使得噪声功率和DRS的信道响应之间的差异最小化。
参照下面结合附图对本发明实施例的说明，会更加容易地理解本发明的以上和其它目的、特点和优点。附图中的部件不是成比例绘制的，而只是为了示出本发明的原理。为了便于示出和描述本发明的一些部分，附图中对应部分可能被放大，即，使其相对于在依据本发明实际制造的示例性装置中的其它部件变得更大。在附图中，相同的或类似的技术特征或部件将采用相同或类似的附图标记来表示。图1是示出了根据本发明的实施例的生成用于信道估计的专用参考信号DRS的信道响应的方法的流程简图；图2是示出了根据图1所示的实施例的方法的一个具体示例所应用的DRS导频结构的示意图；图3是示出了在如图1所示的实施例的方法的一个具体示例中对所生成的DRS初始信道响应的相对权重进行设置的流程简图；图4是示出了根据本发明的实施例的生成用于信道估计的专用参考信号DRS的信道响应的装置的简化框图；图5是示出了根据图4的实施例的装置的一个具体示例的简化框图；图6A和6B是示出了使用根据本发明的实施例的方法和装置进行的一个仿真实例的结果；和图7示出可用于实施根据本发明实施例的方法和装置的计算机的示意性框图。
具体实施例方式下面参照附图来说明本发明的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。图1是示出了根据本发明的实施例的生成用于信道估计的专用参考信号DRS的信道响应的方法100的流程简图。如图所示，该方法100开始于步骤S110。在初始信道响应生成步骤S120，针对多个信号帧中的至少一个信号帧，根据该至少一个信号帧中多个专用参考信号DRS的至少一部分DRS在信号帧内的位置处的发送信号和接收信号，生成针对该至少一部分专用参考信号的初始信道响应。在信道响应差异确定步骤S130，用于针对该至少一部分专用参考信号、确定每一个专用参考信号的初始信道响应与该至少一部分专用参考信号中其他专用参考信号的初始信道响应两两之间的差异。在权重生成步骤S140，用于基于信道响应差异确定步骤S130所确定的初始信道响应的差异和噪声功率来生成针对该至少一部分专用参考信号的权重。在最终信道响应生成步骤S150，利用该权重对上述初始信道响应进行加权处理，以便获得针对该至少一部分专用参考信号的最终信道响应。下面参照图2-3详细地描述根据图1的实施例的方法的一个具体示例。以LTE系统为例进行说明。图2示出了该示例的方法所应用的DRS导频结构的示意图。具体而言，图2给出了 LTE系统中CRS以及DRS在一个RBX —个子帧的结构中的示意图。其中各DRS被进行了编号以方便说明。需要指出，这种编号并不是为了表现这些DRS的顺序或者重要性，而仅仅是为了标识这些DRS信号。工作时，在一个RB内，一共有N个DRS子载波，在该示例中N =12。当然，N的具体数字可以根据具体需要进行选择，而不对本发明构成限制。在LTE系统中，一个具有通常循环前缀(normal CP)的子帧在时域包括14个OFDM符号，在频域，各子载波被分组成称为资源块(resource block, RB)，在资源块中插入CRS和DRS。图2给出
6了在一个RB中的CRS和DRS的图案。在图2中，字母“C”表示控制信道的子载波，字母“D” 表示数据子载波。通过将多个被调度的RB中的DRS抽取出来，可将这些DRS恢复到一个序列中。由此，虽然在本示例中只涉及图2所示出的一个RBX —个子帧的结构，但是本领域技术人员容易理解，在具有多个RB级联的情况下，根据本发明的实施例的方法仍然也是适用的。在工作中，将发送信号表示为X= [X1 X2......\]，接收端接收到的信号进行
去循环前缀CP，进行快速傅立叶变换FFT后可以得到频域信号，相应的可得到Y = [Y1
Y2......YJ0通过利用利用ZF(zero force，迫零)等方式简单地将接收的信号除以发送
的信号，可以得到如下公式(1)表示的较粗糙的信道响应或者说初始的信道响应H
权利要求
1.一种生成用于信道估计的专用参考信号DRS的信道响应的方法，包括步骤 初始信道响应生成步骤，用于针对多个信号帧中的至少一个信号帧，根据该至少一个信号帧中多个专用参考信号DRS的至少一部分DRS在信号帧内的位置处的发送信号和接收信号，生成针对所述至少一部分专用参考信号的初始信道响应；信道响应差异确定步骤，用于针对所述至少一部分专用参考信号、确定每一个专用参考信号的初始信道响应与所述至少一部分专用参考信号中其他专用参考信号的初始信道响应两两之间的差异；权重生成步骤，用于基于所述信道响应差异确定步骤所确定的初始信道响应的差异和噪声功率来生成针对所述至少一部分专用参考信号的权重；以及最终信道响应生成步骤，用于利用所述权重对所述初始信道响应进行加权处理，以便获得针对所述至少一部分专用参考信号的最终信道响应。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述权重生成步骤用于在所述信道响应差异确定步骤所确定的初始信道响应的差异较大的情况下，为与该较大的差异相关的专用参考信号生成较大的权重，以及，在所述信道响应差异确定步骤所确定的初始信道响应的差异较小的情况下，为与该较小的差异相关的专用参考信号生成较小的权重。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中所述的信道响应差异确定步骤包括通过如下公式，生成所述至少一部分专用参考信号中第i专用参考信号与第j专用参考信号的初始信道响应之间的差的模平方值Pm，作为第i专用参考信号的初始信道响应与第j专用参考信号的初始信道响应之间的差异
4.如权利要求3所述的方法，其中所述权重生成步骤包括通过如下公式来生成针对专用参考信号的相对权重
5.如权利要求4所述的方法，其中，当差异Py小于第一门限时，将相对权重设置为1，以及，当差异Pi, j大于第二门限时，将相对权重Wi,/ela设置为0。
6.如权利要求4或5所述的方法，其中所述权重生成步骤还包括对相对权重进行归一化处理，以获得针对所述至少一部分专用参考信号的权重Wave,其中所述归一化处理通过如下公式进行
7.一种信道估计方法，用于利用通过权利要求1-6中任意一项所述的方法获得的专用参考信号DRS的最终的信道响应来生成至少一个信号帧中所有子载波的信道响应。
8.—种生成用于信道估计的专用参考信号DRS的信道响应的装置，包括初始信道响应生成单元，其被配置成针对多个信号帧中的至少一个信号帧，根据该至少一个信号帧中多个专用参考信号DRS的至少一部分DRS在信号帧内的位置处的发送信号和接收信号，生成针对所述至少一部分专用参考信号的初始信道响应；信道响应差异确定单元，其被配置成针对所述至少一部分专用参考信号、确定每一个专用参考信号的初始信道响应与所述至少一部分专用参考信号中其他专用参考信号的初始信道响应两两之间的差异；权重生成单元，其被配置成基于所述信道响应差异确定单元所确定的初始信道响应的差异和噪声功率来生成针对所述至少一部分专用参考信号的权重；以及最终信道响应生成单元，用于利用所述权重对所述初始信道响应进行加权处理，以便获得针对所述至少一部分专用参考信号的最终信道响应。
9.如权利要求8所述的装置，其中所述权重生成单元被配置成在所述信道响应差异确定单元所确定的初始信道响应的差异较大的情况下，为与该较大的差异相关的专用参考信号生成较大的权重，以及，在所述信道响应差异确定单元所确定的初始信道响应的差异较小的情况下，为与该较小的差异相关的专用参考信号生成较小的权重。
10.一种基站或者移动终端，该基站或者移动终端被配置成执行如权利要求1-6中任一项所述的生成用于信道估计的专用参考信号DRS的信道响应的方法或权利要求7中所述的信道估计方法。
全文摘要
本发明提供一种生成用于信道估计的专用参考信号DRS的信道响应的方法，包括初始信道响应生成步骤，生成至少一个信号帧中至少一部分DRS的初始信道响应；信道响应差异确定步骤，针对至少一部分DRS确定相应的初始信道响应两两之间的差异；权重生成步骤，基于初始信道响应的差异和噪声功率生成针对至少一部分DRS的权重；以及最终信道响应生成步骤，利用所述权重获得针对至少一部分DRS的最终信道响应。还提供利用上述方法获得的进行信道估计的方法及其相关装置。上述方法和装置可抑制噪声的影响，可以减轻在时域和频域中信道变化的影响，还可以使得噪声功率和DRS的信道响应之间的差异最小化。
文档编号H04L27/26GK102158438SQ20101011649
公开日2011年8月17日 申请日期2010年2月11日 优先权日2010年2月11日
发明者严闳中, 张磊, 王昕 申请人:富士通株式会社