专利名称：一种时域信道估计滤波器的系数计算方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明属于无线通信技术领域，特别涉及一种应用于长期演进(LTE)系统中的时 域信道估计滤波器的系数计算方法和装置。
背景技术：
在LTE无线通信系统中，正交频分复用(OFDM)是其核心的物理层技术。它把数据 流调制在多个正交的子载波上，正交子载波之间频谱可重叠，这样就大大提高了频谱利用率。参照图1，在正交频分复用系统中，传输的信息可以通过资源栅格来描述，资源栅 格将整个时域和频域的资源以资源元素(RE，Resource Element)的形式表示出来，即图1 中的一个最小方格，它对应于频域上的一个子载波和时域上的一个符号(symbol)的时间 长度，所有需要传输的信息都是通过资源元素来承载。多个资源元素构成一个资源块，具体 来说，在正常循环前缀(CP)的情况下，12(子载波数)X7(符号数)构成一个资源块；扩展 循环前缀的情况下，12 (子载波数)X 6 (符号数)构成一个资源块。为了正确解调数据，需要知道每个RE位置上的信道情况。在LTE系统中，每个RE 位置上的信道估计是通过如下方式得到的在每个资源块的特定的资源元素位置插入已知 的参考信号(RS，Reference Signal)以计算该RE位置上的信道估计，然后利用插值的方法 来得到其它所有资源元素位置上的信道估计。信道估计算法通常分两步来进行先在频域方向上进行频域信道估计，即先对图 1中具有RS的一列符号在频域上对RS信息的初始信道估计进行滤波插值，得到这一列每个 符号的频域信道估计，然后利用该结果在时域方向上进行滤波插值来完成时域信道估计， 即最终的信道估计。为使后文描述简单，表示携带RS信息的符号的频域信道估计， 包括通过频域插值得到的信道估计。LTE系统分为TDD和FDD两种模式。对于FDD模式来说，UE可以接收到连续的下 行子帧；对于TDD来说，其接收到的下行子帧不是连续的，即RS的分布不是连续的，如图2 所示，图中，用D表示下行子帧，用U表示上行子帧。实际上，即使是FDD模式可以接收到连续的下行子帧，但是在正常CP模式下，其在 一个子帧中RS分布是不均勻的，携带RS信息的符号间隔有3和4两种，如图3所示。频域滤波插值和时域滤波插值的关键是选择合适的滤波器结构和滤波器系数。而 LTE系统中RS分布的不连续和不均勻的特性，给时域信道估计滤波器的选择和系数设计带 来了挑战。
发明内容
本发明的目的是提供一种时域信道估计滤波器的系数计算方法和装置，以克服 LTE中RS分布的不连续性和不均勻性带来的问题。为实现上述目的，本发明提供技术方案如下
一种时域信道估计滤波器的系数计算方法，应用于LTE系统中，包括获取Χρ)^··、所对应的携带RS信息的符号的位置信息和权重信息，X1J2…、为 与当前输入符号最接近的P个频域信道估计值，P为大于0的整数；获取H…Yq所涉及的携带RS信息的符号的位置信息和权重信息，YijY2,… Yq为与当前进行信道估计的符号最接近的Q个时域信道估计值，Q为大于0的整数；根据所述位置信息和权重信息，计算向量I的自相关矩阵，其中，I = [Χ1;)ν··ΧΡ， Yi' Y2' -Yq]；根据所述位置信息和权重信息，计算向量0与向量I之间的互相关矩阵，其中，0 = [YJ，Y0为当前进行信道估计的符号的时域信道的理想值；计算所述互相关矩阵与所述自相关矩阵的逆矩阵之积，得到当前进行信道估计的 符号对应的系数向量。一种时域信道估计滤波器的系数计算装置，应用于LTE系统中，包括第一获取模块，用于获取X1,所对应的携带RS信息的符号的位置信息和权 重信息，X1, )V··、为与当前输入符号最接近的P个频域信道估计值，P为大于0的整数；第二获取模块，用于获取Y1, Y2,…Yq所涉及的携带RS信息的符号的位置信息和 权重信息，Y1, Y2,…Yq为与当前进行信道估计的符号最接近的Q个时域信道估计值，Q为 大于0的整数；自相关计算模块，用于根据所述位置信息和权重信息，计算向量I的自相关矩阵， 其中，I = [Χρ^ν'Ιρ,ΥρΑ，-Yq]；互相关计算模块，用于根据所述位置信息和权重信息，计算向量0与向量I之间的 互相关矩阵，其中，O = [Y0]，Y0为当前进行信道估计的符号的时域信道的理想值；滤波系数计算模块，用于计算所述互相关矩阵与所述自相关矩阵的逆矩阵之积， 得到当前进行信道估计的符号对应的系数向量。与现有技术相比，本发明实施例利用迭代运算的方式，记录当前可用资源X1,
、和Y1, Y2,…、中所包含的z/yw的位置信息及权重信息，根据位置信息、权重信息、信道 信息、系统信息计算可用资源之间的相关性以及可用资源与当前符号的相关性，进而计算 出较优的滤波器系数。如此，能够有效克服LTE中RS分布的不连续性和不均勻性带来的问 题，适用于LTE系统中任何帧结构、任何天线端口的时域信道估计滤波器的系数设计。
图1为正常循环前缀且单天线发送情况下，参考信号在资源块中的分布情况示意 图；图2为TDD模式，正常CP模式，上下行转换配置为1#的子帧分布示意图；图3为FDD模式，正常CP模式，携带RS信息的符号在子帧中的分布示意图；图4为本发明实施例中采用的时域信道估计滤波器的结构示意图；图5为本发明实施例的时域信道估计滤波器的系数计算方法流程图；图6为本发明实施例的时域信道估计滤波器的系数计算装置结构图；图7为本发明实施例中LTE TDD帧结构的时域滤波场景划分示意图；图8为利用图6所示的装置进行滤波器系数计算的一个详细流程图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对 本发明进行详细描述。图4为本发明实施例中采用的时域信道估计滤波器的结构示意图，本发明是针对 图4所示的时域信道估计滤波器结构，根据可用的资源、信道信息和系统信息来设计时域 信道估计滤波器的系数。参照图4，该插值滤波器使用P个寄存器保存与当前输入符号(序号为η)最接近 的P个携带RS信息的符号的频域信道估计值X1 、(包括通过频域插值得到的信道估计 值)，并使用Q个寄存器保存与当前进行信道估计的符号(序号为n-L)最接近的Q个时域 信道估计的历史值Y(n-L-l) Y(n-L-Q)(即利用该滤波器进行插值滤波得到的Q个时域 信道估计值，后文也可以用U，"·ΥΘ表示，Y1即为Y(Ii-L-I)J2即为Y(n-L-幻…)，根据 保存的值对当前进行信道估计的符号进行时域信道估计的插值滤波。这一过程用公式表示 为
权利要求
1.一种时域信道估计滤波器的系数计算方法，应用于LTE系统中，其特征在于，包括 获取X1J2…、所对应的携带RS信息的符号的位置信息和权重信息，X1A…、为与当前输入符号最接近的P个频域信道估计值，P为大于0的整数；获取Y1A2，所涉及的携带RS信息的符号的位置信息和权重信息，Y1A2， 与当前进行信道估计的符号最接近的Q个时域信道估计值，Q为大于0的整数；根据所述位置信息和权重信息，计算向量I的自相关矩阵，其中，I = [X1, )^··、，Y1, Y2, -Yq]；根据所述位置信息和权重信息，计算向量0与向量I之间的互相关矩阵，其中，0 = [YJ，Y0为当前进行信道估计的符号的时域信道的理想值；计算所述互相关矩阵与所述自相关矩阵的逆矩阵之积，得到当前进行信道估计的符号 对应的系数向量。
2.如权利要求1所述的系数计算方法，其特征在于，所述获取…、所对应的携带 RS信息的符号的位置信息和权重信息，包括初始化时，将\对应的位置信息Z^W和权重信息妒W均设置为0，i = 1，-P ； 每输入一个新的符号时，判断该符号是否为携带RS信息的符号，若是，从i = P开始， 将办“更新为，将妒W更新为妒^ ,直到i = 1时，将Dw更新为n，将『W更新为1， η为该符号的序号；否则，不对所述位置信息和权重信息进行更新。
3.如权利要求1所述的系数计算方法，其特征在于，所述获取…、所对应的携带 RS信息的符号的位置信息和权重信息，包括初始化时，将\对应的位置信息Dw和权重信息Ww均设置为0，i = 1，-P ； 每输入一个新的符号时，从i = P开始，将Dw更新为Z^-D，将Ww更新为炉,直至IJ i = 1时，判断该符号是否为携带RS信息的符号，若是，将办“更新为n，将妒更新为l，n 为该符号的序号；否则，不对Dw和妒⑷琎行更新。
4.如权利要求1所述的系数计算方法，其特征在于，按照如下公式计算向量I的自相关 矩阵
5.如权利要求1所述的系数计算方法，其特征在于，按照如下公式计算向量0与向量I 之间的互相关矩阵Rra
6.如权利要求4或5所述的系数计算方法，其特征在于，所述相关函数为R(Tiij) =J0Q3IfmaxTiJ其中，JQ(·)表示第一类0阶贝塞尔函数，fmax为最大多普勒频移，τ M = TsymIi-Jl, Tsym为一个符号的时间长度。
7.如权利要求1所述的系数计算方法，其特征在于，当所述自相关矩阵不满秩时，所述 系数计算方法还包括通过缩维的方式将所述自相关矩阵更新为满秩矩阵，并对所述互相关矩阵进行相应更新；此时，所述计算所述互相关矩阵与所述自相关矩阵的逆矩阵之积为，计算更新后的互 相关矩阵与更新后的自相关矩阵的逆矩阵之积。
8.如权利要求7所述的系数计算方法，其特征在于，还包括 对所述系数向量进行归一化处理。
9.如权利要求1所述的系数计算方法，其特征在于所述获取U2，…Yq所涉及的携带RS信息的符号的位置信息和权重信息为获取当 前进行信道估计的符号对应的Y1, Y2,…Yq所涉及的携带RS信息的符号的位置信息和权 重信息，所述位置信息和权重信息为对上一个符号进行系数计算后更新得到，并且，初始化 时，所述位置信息和权重信息为空集；在得到当前进行信道估计的符号对应的系数向量之后，还包括对Y1, t，所涉及V .X2/O 7ο的携带RS信息的符号位置信息和权重信息进行更新，以供下一个符号的系数计算使用。
10.如权利要求9所述的系数计算方法，其特征在于，所述对Y1,t，所涉及的携 带RS信息的符号的位置信息和权重信息进行更新，包括令 W(_) = aiW(yi),D('em/,) = D⑷； 从q = 2开始，对进行如下的更新，直到q = Q W(iemp) (1 IengthCWcy'')) = W(_)(l Iength(WK))) + aqV^、从ρ = 1开始，对W(temp)和D(temp)进行如下的更新，直到p = P: 如果属于D(t p)，则令W(t p)(i) = W(temp)⑴+bp，i为D(temp)中与相等的元素的 序号；如果乃叩不属于D(temp)，则令W(temp) = [W P)bp]，D(_)=[D(_)乃 +从^二^开始， 将更新为W0^ ,将更新为,直到q = 1时，将WW更新为W(t p)，将化[)更新为D (temp).其中，为Xp对应的位置信息，P = 1，"Iiyv为Ytl对应的位置信息，为Ytl对 应的权重信息，q=l，…Q，Lb1, -bP, ai;… ]为当前进行信道估计的符号对应的系数 向量，length( ·)为求向量的元素个数。
11.如权利要求1所述的系数计算方法，其特征在于，还包括计算I中有效元素所对应的符号与当前进行信道估计的符号之间的距离向量；根据所述距离向量确定当前进行信道估计的符号所属的场景；系数计算进入稳定状态后，将计算得到的系数向量记录为相应场景的滤波器系数。
12.—种时域信道估计滤波器的系数计算装置，应用于LTE系统中，其特征在于，包括 第一获取模块，用于获取X1, )^··、所对应的携带RS信息的符号的位置信息和权重信息，X1, )^··、为与当前输入符号最接近的P个频域信道估计值，P为大于0的整数；第二获取模块，用于获取Y1, Y2,…Yq所涉及的携带RS信息的符号的位置信息和权重 信息，Y1A2，…、为与当前进行信道估计的符号最接近的Q个时域信道估计值，Q为大于0 的整数；自相关计算模块，用于根据所述位置信息和权重信息，计算向量I的自相关矩阵，其 中，I = [X1, ^VUJ2, ...YQ]；互相关计算模块，用于根据所述位置信息和权重信息，计算向量0与向量I之间的互相 关矩阵，其中，0 = [Y0]，Y0为当前进行信道估计的符号的时域信道的理想值；滤波系数计算模块，用于计算所述互相关矩阵与所述自相关矩阵的逆矩阵之积，得到 当前进行信道估计的符号对应的系数向量。
13.如权利要求12所述的系数计算装置，其特征在于，所述第一获取模块进一步用于 初始化时，将\对应的位置信息/^〉和权重信息妒^rD均设置为0，i = 1，-P ； 每输入一个新的符号时，判断该符号是否为携带RS信息的符号，若是，从i = P开始，将更新为办“^,将妒w更新为妒^ ,直到i = 1时，将更新为n，将炉⑶〉更新为1， η为该符号的序号；否则，不对所述位置信息和权重信息进行更新。
14.如权利要求12所述的系数计算装置，其特征在于，所述第一获取模块进一步用于 初始化时，将Xi对应的位置信息和权重信息炉均设置为0，i = 1，-P ；每输入一个新的符号时，Wi = P开始，将Z)(。更新为Z) 〉,将炉 更新为pf&D，直到 i = 1时，判断该符号是否为携带RS信息的符号，若是，将Z^W更新为n，将炉⑷>更新为l，n为该符号的序号；否则，不对和妒进行更新。
15.如权利要求12所述的系数计算装置，其特征在于，所述自相关计算模块进一步用 于，按照如下公式计算向量I的自相关矩阵R11
16.如权利要求12所述的系数计算装置，其特征在于，所述互相关计算模块进一步用 于，按照如下公式计算向量0与向量I之间的互相关矩阵Rra
17.如权利要求15或16所述的系数计算装置，其特征在于，所述相关函数为
18.如权利要求12所述的系数计算装置，其特征在于，所述第二获取模块进一步用于 获取当前进行信道估计的符号对应的Y1, Y2,…Yq所涉及的携带RS信息的符号的位置信息和权重信息，所述位置信息和权重信息为对上一个符号进行系数计算后更新得到，并 且，初始化时，所述位置信息和权重信息为空集；在得到当前进行信道估计的符号对应的系数向量之后，对Y1, Y2，…Yq所涉及的携带RS 信息的符号位置信息和权重信息进行更新，以供下一个符号的系数计算使用。
19.如权利要求18所述的系数计算装置，其特征在于，所述第二获取模块进一步用于， 按照如下方式对Y1, Y2,…Yq所涉及的携带RS信息的符号的位置信息和权重信息进行更 新令 W('— = A1Wiro5Dftem^ = D(r')； 从q = 2开始，对进行如下的更新，直到q = Q W(_)(l length(W(r'))) = W('em/,)(1 length(W%))) + W(r')从ρ = 1开始，对W(temp)和D(temp)进行如下的更新，直到p = P: 如果属于D(temp)，则令W(temp)⑴=ff(temp) (i)+bp，i为D(temp)中与相等的元素的 序号；如果D )不属于 D(temp)，则令 W(temp) = [W(t卿)bp]，D(_)=[D(_) ￡)叩];从(1 = 9开始， 将更新为W0^ ,将更新为D0^，直到q = 1时，将Ww更新为W(temp)，将更新为D (temp).其中，为Xp对应的位置信息，P = 1，"^dW为Ytl对应的位置信息，W(W为Ytl对 应的权重信息，q=l，…Q，Lb1, -bp,ai,… ]为当前进行信道估计的符号对应的系数 向量，length( ·)为求向量的元素个数。
20.如权利要求12所述的系数计算装置，其特征在于，还包括滤波系数选择模块，用于计算I中有效元素所对应的符号与当前进行信道估计的符号之间的距离向量；根据所述距离向量确定当前进行信道估计的符号所属的场景；系数计算进入稳定状态后，将计算得到的系数向量记录为相应场景的滤波器系数。
全文摘要
本发明提供一种时域信道估计滤波器的系数计算方法和装置，所述方法包括获取X1，X2…XP所对应的携带RS信息的符号的位置信息和权重信息；获取Y1，Y2，…YQ所涉及的携带RS信息的符号的位置信息和权重信息；根据所述位置信息和权重信息，计算向量I的自相关矩阵，其中，I＝[X1，X2…XP，Y1，Y2，…YQ]；根据所述位置信息和权重信息，计算向量O与向量I之间的互相关矩阵，其中，O＝[Y0]，Y0为当前进行信道估计的符号的时域的理想值；计算所述互相关矩阵与所述自相关矩阵的逆矩阵之积，得到当前进行信道估计的符号对应的系数向量。本发明能够计算出较优的滤波器系数。
文档编号H04L27/26GK102123127SQ20101062429
公开日2011年7月13日 申请日期2010年12月31日 优先权日2010年12月31日
发明者许百成 申请人:意法·爱立信半导体(北京)有限公司