专利名称：信道时延测量方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及移动通信系统，尤其是涉及移动通信系统中的信道时延测量方法和装置。
背景技术：
在各种移动通信系统中，信道估计信息对于接收性能都有比较大的影响，而多径信道的时延测量值对多径信道的信道估计值又有较大的影响。因此若能准确的估计出多径信道的时延值，则会使信道估计值更准确，从而提升接收机性能。以长期演进(LTE)系统为例，LTE 下行信道估计常米用 LMMSE(Linear Minimum Mean Square Error estimation,线性最小均方差估计)算法，其基本思想为:先用LS (Least Square,最小二乘法)算法估计出LTE下行导频处的信道估计值,然后在频域和时域分别利用MMSE (Minimum Mean SquareError，最小均方差)算法进行频域和时域的插值，得到LTE下行信道非导频处的信道估计值。在频域MMSE插值时需要利用频域上各个子载波信道的互相关性，各个子载波信道的互相关信息则是依据多径信道时延测量值计算。因此在LTE下行信道估计中，若能更准确的估计出多径信道的信道时延值，则能更准确的获得各个子载波信道的互相关信息，进而更准确的估计出多径信道的信道估计值。LTE系统中，为了便于终端进行信道估计，在每个子帧均插入了一定量的参考信号(RS)。每个参考信号对应一个 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing,正交频分复用)符号和一个子载波。对每个小区来说，参考信号为用户终端(User Equipment,UE)已知的确定信号，用户终端可以根据接收到的参考信号处数据估计出参考信号处对应的信道响应。利用参考信号处的信道估计值做时频变换，得到信道时域冲激响应，根据信道时域冲激响应可以得到多径信道的时延值。目前公开的简单易行的多径信道时延测量方法也都是基于参考信号处的接收信号进行的。图1是LTE中参考信号分布的一个不意图。为简化，图1中时间方向只画出了一个子帧的长度(普通循环前缀(CP)时)，频域方向只画出了 12个子载波，且只表示了一个发送天线端口上的参考信号分布情况。图中阴影部分表示参考信号所在的位置，实际情况中对不同的小区参考信号在频域上会有不同的偏移量，对不同的发射天线端口会有不同的分布，但各参考信号之间的相对位置基本与图中相似，都采用的是这种离散的参考信号分布方法。同时，由于在LTE系统中一般采快速傅里叶变换(FFT)进行时频变换，所以FFT的长度大于实际子载波的个数，这些不存在的子载波为虚子载波，在虚子载波上没有数据也没有参考信号。由于LTE系统中存在虚子载波，虚子载波上不含有任何参考信号，因而接收端不知道虚子载波的任何信道信息。当利用参考信号信道的频域冲激响应恢复信道的时域冲激响应时，由于虚子载波处没有参考信号的频域冲激响应，所以会造成信道时域冲激响应的不准和能量泄漏。在现有的方法中，提取频域信道响应时对虚子载波的处理是利用系统带宽内两端RS处的信道响应做平均。虽然这对能量泄露有一定的抑制作用，但仍然会造成较大的能量泄漏使信道的时域冲激响应不准，导致测得的时延误差较大，从而影响接收机性倉泛。LTE系统中的上述问题也存在于其他OFDM系统或MMO (多输入多输出)-OFDM系统中。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种移动通信系统中的信道时延测量方法和装置，以更准确地估计出信道的时延测量值。本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是一种信道时延测量方法，包括以下步骤:获得参考信号处信道的频域信道响应；从信道的多个子载波处提取频域信道响应；判断子载波位置是否是参考信号所在位置；如果子载波位置是参考信号所在位置，则直接从信道估计中提取对应的频域信道响应并进行合并；如果子载波位置不是参考信号所在位置，则判断该子载波是否是系统带宽内的子载波；如果该子载波是系统带宽内的子载波，以距离该子载波最近的参考信号处频域信道响应近似并进行合并；如果该子载波不是系统带宽内的子载波，利用系统带宽两端参考信号处的频域信道响应进行线性插值得到；获得提取的频域信道响应；对频域信道响应做快速傅立叶逆变换，以得到时域信道冲激响应；计算时域信道冲激响应的抽头功率；根据抽头功率计算收、发天线对的抽头门限；以及确定收、发天线对的信道时延。在本发明的一实施例中，是使用最小二乘算法估计出参考信号处信道的频域信道响应。在本发明的一实施例中，从信道多个子载波处提取频域信道响应的步骤包括，每隔若干个子载波提取频域响应。在本发明的一实施例中，确定收、发天线对的信道时延的步骤包括:针对每个时隙分别确定收、发天线对的时延扩展；以及对各天线对的时延估计进行平均。在本发明的一实施例中，上述方法是在含虚子载波的正交频分复用系统接收机中执行。在本发明的一实施例中，上述方法是在长期演进系统接收机中执行。本发明还提出一种信道时延测量装置，包括:用于获得参考信号处信道的频域信道响应的装置；用于从信道的多个子载波处提取频域信道响应的装置；用于判断子载波位置是否是参考信号所在位置的装置；用于如果子载波位置是参考信号所在位置，则直接从信道估计中提取对应的频域信道响应并进行合并的装置；用于如果子载波位置不是参考信号所在位置，则判断该子载波是否是系统带宽内的子载波的装置；用于如果该子载波是系统带宽内的子载波，以距离该子载波最近的参考信号处频域信道响应近似并进行合并的装置；用于如果该子载波不是系统带宽内的子载波，利用系统带宽两端参考信号处的频域信道响应进行线性插值得到的装置；用于获得提取的频域信道响应的装置；用于对频域信道响应做快速傅立叶逆变换，以得到时域信道冲激响应的装置；用于计算时域信道冲激响应的抽头功率的装置；用于根据抽头功率计算收、发天线对的抽头门限的装置；以及用于确定收、发天线对的信道时延的装置。本发明的技术方案在提取信道频域冲激响应时，如果为虚子载波，则利用系统带宽内两端参考信号处的信道响应做线性插值得到，这有助于减少虚子载波处信道频域响应值与实际信道频域响应值的误差，同时虚子载波和非虚子载波相邻处不会有不连续的跳变。这样能更有效地减少从频域变换到时域时的能量泄露量，提高时域信道冲激响应的准确度，进而更好地估计出多径信道时延，提高信道估计的准确度，使接收机性能得到提升。
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式
作详细说明，其中:图1示出LTE系统中参考信号分布示意图。图2示出本发明一实施例的信道时延测量方法流程图。图3示出用以执行本发明一实施例的信道时延测量方法的装置示意图。图4-图6示出采用本发明实施例和现有方案的信道时延测量性能对比。图7示出采用本发明实施例和现有方案的接收机性能对比。
具体实施例方式本发明的下述实施例描述信道时延测量方法，这一方法适用于各种正交频分复用(OFDM)系统和多输入多输出-正交频分复用(MIM0-0FDM)系统，例如长期演进(LTE)系统。这一方法可以在含虚子载波的 OFDM系统接收机中执行，以更准确的估计出多径信道的时延值。对接收机来说，由于参考信号位置的发送信号是已知的，假设为，若各参考信号位置的频域信道冲激响应表示为合^:^，则:
_4]
k J其中rG {0,1}, p G {0，l}，r为接收天线端口，p为发送天线端口，为参考信号位置处的频域接收数据。图2示出本发明一实施例的信道时延测量方法流程图。参照图2所示，这一流程描述如下:步骤201，获得参考信号处信道的频域信道响应估计。例如，可以使用LS (最小二乘)算法根据参考信号进行估计，得到频域信道响应
11LS °步骤202，从信道多个子载波处提取频域信道响应。在此，从接收机FFT的长度N中，每间隔若干个(例如AN)个子载波提取频域信道响应/￠/)
o在步骤203，判断提取的子载波位置是否为参考信号RS所在位置。如果提取的子载波位置为参考信号所在的位置，则如步骤205，直接从信道估计(如G {0,1},P G {0,1})中提取对应的频域信道响应并进行合并。如果提取的子载波不在参考信号所在位置，则进一步在步骤204判断该子载波是否为系统带宽内的子载波，如果该子载波为系统带宽内的子载波，则进入步骤206以距离该子载波最近的参考信号处频域信道响应近似并进行合并。如果提取的子载波为虚子载波(即非系统带宽内的子载波)，则在步骤207利用系统带宽两端参考信号处的频域信道响应进行线性插值得到。因而，在步骤208提取的信道频域冲激响应。其示例为:
权利要求
1.一种信道时延测量方法，包括以下步骤: 获得参考信号处信道的频域信道响应； 从信道的多个子载波处提取频域信道响应； 判断子载波位置是否是参考信号所在位置； 如果子载波位置是参考信号所在位置，则直接从信道估计中提取对应的频域信道响应并进行合并； 如果子载波位置不是参考信号所在位置，则判断该子载波是否是系统带宽内的子载波； 如果该子载波是系统带宽内的子载波，以距离该子载波最近的参考信号处频域信道响应近似并进行合并； 如果该子载波不是系统带宽内的子载波，利用系统带宽两端参考信号处的频域信道响应进行线性插值得到； 获得提取的频域信道响应； 对频域信道响应做快速傅立叶逆变换，以得到时域信道冲激响应； 计算时域信道冲激响应的抽头功率； 根据抽头功率计算收、发天线对的抽头门限；以及 确定收、发天线对的信道时延。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，使用最小二乘算法估计出参考信号处信道的频域信道响应。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，从信道多个子载波处提取频域信道响应的步骤包括，每隔若干个子载波提取频域响应。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定收、发天线对的信道时延的步骤包括: 针对每个时隙分别确定收、发天线对的时延扩展；以及 对各天线对的时延估计进行平均。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，是在含虚子载波的正交频分复用系统接收机中执行。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，是在长期演进系统接收机中执行。
7.一种信道时延测量装置，包括: 用于获得参考信号处信道的频域信道响应的装置； 用于从信道的多个子载波处提取频域信道响应的装置； 用于判断子载波位置是否是参考信号所在位置的装置； 用于如果子载波位置是参考信号所在位置，则直接从信道估计中提取对应的频域信道响应并进行合并的装置； 用于如果子载波位置不是参考信号所在位置，则判断该子载波是否是系统带宽内的子载波的装置； 用于如果该子载波是系统带宽内的子载波，以距离该子载波最近的参考信号处频域信道响应近似并进行合并的装置； 用于如果该子载波不是系统带宽内的子载波，利用系统带宽两端参考信号处的频域信道响应进行线性插值得到的装置；用于获得提取的频域信道响应的装置； 用于对频域信道响应做快速傅立叶逆变换，以得到时域信道冲激响应的装置； 用于计算时域信道冲激响应的抽头功率的装置； 用于根据抽头功率计算收、发天线对的抽头门限的装置；以及 用于确定收、发天线对的信道时延的装置。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述的用于从信道多个子载波处提取频域信道响应的装置是每隔若干个子载波提取频域响应。
9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述的用于确定收、发天线对的信道时延的装置进一步包括: 用于针对每个时隙分别确定收、发天线对的时延扩展的装置；以及 用于对各天线对的时延估计进行平均的装置。
10.如权利要求7所述的装置，其特征在于，是包含在含虚子载波的正交频分复用系统接收机中。
11.如权利要求7所述 的装置，其特征在于，是包含在长期演进系统接收机中。
全文摘要
本发明涉及一种信道时延测量方法和装置。在该方法中，从信道的多个子载波处提取频域信道响应，并判断子载波位置是否是参考信号所在位置；如果子载波位置是参考信号所在位置，则直接从信道估计中提取对应的频域信道响应并进行合并；如果子载波位置不是参考信号所在位置，则判断该子载波是否是系统带宽内的子载波；如果该子载波是系统带宽内的子载波，以距离该子载波最近的参考信号处频域信道响应近似并进行合并；如果该子载波不是系统带宽内的子载波，利用系统带宽两端参考信号处的频域信道响应进行线性插值。从而，本发明能够更好地估计出多径信道时延。
文档编号H04L27/26GK103188189SQ20111044557
公开日2013年7月3日 申请日期2011年12月27日 优先权日2011年12月27日
发明者廖伟, 康国庆, 邓瑞楠 申请人:联芯科技有限公司