时域cir估计电路和估计方法
【专利摘要】本发明公开了一种时域CIR估计电路和估计方法，其中，该方法包括：接收进行求模运算后的CIR估计数组；对CIR估计数组进行预处理；将进行预处理后的CIR估计数组发送给时间累加器进行时间累积。本发明解决了现有技术中快衰落信道下非相干时间累积中难以保证较高的信噪比的技术问题，达到了提高信道的信噪比的技术效果。
【专利说明】时域CIR估计电路和估计方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信领域,具体而言,涉及一种时域信道冲激响应(Channel ImpulseResponse,简称为CIR)估计电路和估计方法。
【背景技术】
[0002] 目前，长期演进(Long Time Evaluation，简称为LTE)系统中接收机时间上的信道冲激响应(Channel Impulse Response,简称为CIR)估计方法,主要采用如图1所示的方式。接收机将接收到的空中信号经射频(Radio Frequency，简称为RF)模块和快速傅立叶变换(FFT Fast Fourier Transform,简称为 FFT)模块送到参考信号(Reference Signal,简称为RS)抽取和解扰模块产生接收天线O和天线I上的第I个OFDM符号上的实际存储器(Real Storage，简称为 RS)信号集:{RS ⑴}。、{RS(1) }10
[0003]再将RS 信号集{RS(1)}。、(RS(I))1 送入逆傅里叶变换(Inverse DiscreteFourier Transform,简称为IDFT)模块分别进行运算,并对IDFT运算后得到的结果进行求模，求模后得到第I个OFDM符号的时域CIR估计:ICIR(I) U、{CIR(1)}10值得注意的是:在该步骤中对IDFT运算结果求模是为了在实际的快衰落信道下避免相干累积导致的性能衰退。
[0004]然而，为了提高CIR估计ICIRaMc^P ICIRdM1的信噪比，一般采用时间累加器累积“连续”的{CIR(1+*)}01和{CIR(1+.M1得到ICIRJ0和ICIRav丄送给后续的信道估计和精符号同步(Fine Symbol Synchronization,简称为FSS)模块。
[0005]在上述传统的CIR时间累积方法中，为了克服快衰落信道的影响而对IDFT运算结果进行的求模处理，不可避免地导致这种非相干时间累积的增益达不到相干时间累加的增益；另一方面，由于快衰落信道会导致时间相隔较长的CIR估计{CIR(.)}0> {CIR(.M1之间的相关性较低，从而降低了非相干时间累加的增益，导致难以从长时间的累积中得到所需的SNR增益。
[0006]另一方面，信道估计模块和FSS模块对输入信号:ICIRavJc^P {CIRavJ ι的信噪比(Signal Noise Ratio，简称为SNR)有较高要求，以能最大限度提高其性能，特别是在LTE系统中会出现接收机工作在例如小区边缘这种极低的信号与干扰加信噪比(Signal toInterference Noise Ratio,简称为SINR)环境中的情况,例如:SINR = _10dB。在这种情况下，就需要CIR估计的较长的时间累积要能够获得足够的SINR增益，然而，通过上述的方式就难以达到所需的增益。
[0007]针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
【发明内容】
[0008]本发明提供了一种时域CIR估计电路和估计方法，以至少解决现有技术中快衰落信道下非相干时间累积中难以保证较高的信噪比的技术问题。
[0009]根据本发明的一个方面，提供了一种时域信道冲激响应CIR估计电路，包括:求模模块和时间累加器，还包括:相关预处理模块，与求模模块和时间累加器相连接，相关预处理模块用于对通过求模模块的CIR估计数组进行预处理，并将进行预处理后的CIR估计数组发送给时间累加器进行时间累积。
[0010]优选地，相关预处理模块包括:峰值搜索模块和预处理模块，其中，峰值搜索模块，用于确定对CIR估计数组进行预处理的预处理系数；预处理模块，用于根据确定的预处理系数对CIR估计数组进行预处理。
[0011]优选地，峰值搜索模块，用于确定求模处理后的CIR估计数组中各元素中最大的元素，将该最大的元素作为该CIR估计数组的预处理系数。
[0012]优选地，预处理模块，用于对CIR估计数组中的每个元素与预处理系数进行乘法运算，将运算后得到的结果作为新的CIR估计数组发送到时间累加器。
[0013]优选地，时间累加器用于根据预处理后得到的新的CIR估计数组进行时间累积。
[0014]根据本发明的另一方面，提供了一种时域信道冲激响应CIR的估计方法，包括:接收进行求模运算后的CIR估计数组；对(:11?估计数组进行预处理；将进行预处理后的CIR估计数组发送给时间累加器进行时间累积。
[0015]优选地，对CIR估 计数组进行预处理包括:确定对CIR估计数组进行预处理的预处理系数；根据确定的预处理系数对CIR估计数组进行预处理。
[0016]优选地，确定对CIR估计数组进行预处理的预处理系数包括:确定求模处理后的CIR估计数组中各元素中最大的元素；将该最大的元素作为该CIR估计数组的预处理系数。
[0017]优选地，根据确定的预处理系数对CIR估计数组进行预处理包括:对CIR估计数组中的每个元素与预处理系数进行乘法运算；将运算后得到的结果作为新的CIR估计数组发送给时间累加器。
[0018]优选地，在将进行预处理后的CIR估计数组发送给时间累加器进行时间累积之后，上述方法还包括:时间累加器用于根据预处理后的CIR估计数组进行时间累积。
[0019]在本发明中，通过在求模模块和时间累加器之间增加了一个相关预处理模块，在将求模后的估计数组先进行预处理以后再发送到累加器进行累加，从而解决了现有技术中快衰落信道下非相干时间累积中难以保证较高的信噪比的技术问题，达到了提高信道的信噪比的技术效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0021]图1是根据相关技术的时域CIR估计电路的电路不意图；
[0022]图2是根据本发明实施例的时域CIR估计电路的结构示意图；
[0023]图3是根据本发明实施例的时域CIR估计方法的一种优选流程图；
[0024]图4是根据本发明实施例的对CIR估计数组进行预处理的步骤的一种优选流程图；
[0025]图5是根据本发明实施例的根据确定的预处理系数对CIR估计数组进行预处理的一种优选流程图；
[0026]图6是根据本发明实施例的时域CIR估计电路的电路示意图；[0027]图7是根据本发明实施例的传统时间累积和采用预处理的时间累积的波形示意图。
【具体实施方式】
[0028]下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0029]本发明提供了一种优选的时域CIR估计电路，如图2所示，包括:求模模块202和时间累加器204，相关预处理模块206，与求模模块202和时间累加器204相连接，该相关预处理模块用于对通过求模模块202的CIR估计数组进行预处理，并将进行预处理后的CIR估计数组发送给时间累加器204进行时间累积。
[0030]在本优选实施方式中，通过在求模模块和时间累加器之间增加了一个相关预处理模块，在将求模后的估计数组先进行预处理以后再发送到累加器进行累加，从而解决了现有技术中快衰落信道下非相干时间累积中难以保证较高的信噪比的技术问题，达到了提高信道的信噪比的技术效果。
[0031]例如，可以采用预处理参数的方式对各个信道的估计数组进行预处理，在一个优选实施方式中，相关预处理模块包括:峰值搜索模块和预处理模块，其中，峰值搜索模块，用于确定对CIR估计数组进行预处理的预处理系数；预处理模块，用于根据确定的预处理系数对CIR估计数组进行预处理。
[0032]可以将估计数组中峰值最大的元素作为预处理的系数，在一个优选实施方式中，峰值搜索模块，用于确定求模处理后的CIR估计数组中各元素中最大的元素，将该最大的元素作为该CIR估计数组的预处理系数。
[0033]对于上述的预处理，可以是对估计数组中的每个元素乘以一个系数，将相乘后得到的结果作为一个新的数组进行累加运算，在一个优选实施方式中，预处理模块，用于对CIR估计数组中的每个元素与预处理系数进行乘法运算，将运算后得到的结果作为新的CIR估计数组发送到时间累加器。
[0034]优选地，上述的时间累加器用于根据预处理后得到的新的CIR估计数组进行时间累积。
[0035]基于上述的时域CIR的估计电路，本实施例还提供了一种时域信道冲激响应CIR的估计方法，如图3所示，包括以下步骤:
[0036]步骤S302:接收进行求模运算后的CIR估计数组；
[0037]步骤S304:对CIR估计数组进行预处理；
[0038]步骤S306:将进行预处理后的CIR估计数组发送给时间累加器进行时间累积。
[0039]在本优选实施方式中，通过在时间累积前对求模后的估计数组进行预处理，从而解决了现有技术中快衰落信道下非相干时间累积中难以保证较高的信噪比的技术问题，达到了提高了信道的信噪比的技术效果。
[0040]在CIR估计数组进行预处理时，可以是通过一个预处理的系数来进行的，在一个优选实施方式中，对CIR估计数组进行预处理的步骤如图4所示，包括以下步骤:
[0041]步骤S402:确定对CIR估计数组进行预处理的预处理系数；
[0042]步骤S404:根据确定的预处理系数对CIR估计数组进行预处理。[0043]考虑到每根天线接收到的信号的不同，可以采用该天线对应的估计数组中的最大元素，在一个优选实施方式中，确定对CIR估计数组进行预处理的预处理系数包括:确定求模处理后的CIR估计数组中各元素中最大的元素；将该最大的元素作为该CIR估计数组的预处理系数。
[0044]对于上述的预处理，可以采用对数组中的每个元素乘以一个预定的系数的方式实现，在一个优选实施方式中，根据确定的预处理系数对CIR估计数组进行预处理如图5所示，包括以下步骤:
[0045]步骤S502:对CIR估计数组中的每个元素与预处理系数进行乘法运算；
[0046]步骤S502:将运算后得到的结果作为新的CIR估计数组发送给时间累加器。
[0047]在上述步骤S306之后，上述方法还包括:时间累加器用于根据预处理后的CIR估计数组进行时间累积。
[0048]本发明实施例还提供了一种优选的实施例来进一步对本发明进行解释，但是值得注意的是，该优选实施例只是为了更好的描述本发明，并不构成对本发明不当的限定。
[0049]本实施例中提供了一种提高LTE接收机时域CIR估计非相干时间累积的电路，正如图2所示，相较于【背景技术】中的电路示意图，在图2中，在时间累加器前增加了一个“相关化预处理”模块(即，上文中的相关预处理模块)，即，信号运算得到的结果需要在经历相关化预处理后再输入到对应的时间累加器中进行处理。
[0050]以接收天线O上的信号为例进行说明，相关化预处理模块首先搜索出第I个OFDM符号上的CIR估计数组中{CIR(1)}q的峰值P (I)。:
[0051 ] "(,λ) = max (('IR (/, m}0}
[0052]上式中CIR {1，m}。为CIR估计数组{CIR (I)}。中的第m个元素，然后，将峰值P⑴Q乘回数组ICIR(I)U中的第一个元素得到:
[0053]CIR，{l，m}0=P(l)0*CIR{l，m}0
[0054]然后，使用处理后的CIR估计进行时间累积:
[0055]
[0056]图6中“相关化预处理”对数组ICIRJtl的作用如图7所示，在图7的“传统时间累积”方法中，由于快衰落信道的影响是时域CIR估计时间累积周期内5个OFDM符号O、
4、7、11和14上的CIR估计峰值功率，且每一多径的功率都不相等，而此时加性高斯白噪声(Additive White Gauss ion Noise，简称为AWGN)的功率是一样的，因此，“传统时间累积”方法可看成是等增益累积，由已知的等增益累积理论可知此时的累积结果ICIRav丄的SNR不能达到最大。
[0057]然而，在本发明实施例的“相关化处理时间累积”方法中，OFDM符号0、4、7、11和14上的CIR估计分别和其每个符号的峰值元素相乘，此时AWGN成分也同时和其峰值相乘而改变，分别如图7中第二行“相关化处理时间累积方法”所示。此时，由于快衰落信道导致的CIR估计峰值功率和每一个多径的功率在不同的OFDM符号上不相等和其对应的AWGN成分建立了相关性:CIR峰值功率高的符号其AWGN的功率也高，例如:0FDM符号14 ;CIR峰值功率低的地方其AWGN功率也低，例如:0FDM符号7。因此，产生的时间累积和最大比合并(MRC)相似，由已知的MRC理论知此时的累积结果ICIRJtl的SNR高于“传统时间累积”的等增益合并。本发明实施例针对快衰落信道下非相干时间累积的弱点，以较低的实现复杂度提高非相干时间累积的SINR增益。
[0058]在另外一个实施例中，还提供了一种软件，该软件用于执行上述实施例及优选实施方式中描述的技术方案。
[0059]在另外一个实施例中，还提供了一种存储介质，该存储介质中存储有上述软件，该存储介质包括但不限于:光盘、软盘、硬盘、可擦写存储器等。
[0060]从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果:通过在求模模块和时间累加器之间增加了一个相关预处理模块，在将求模后的估计数组先进行预处理以后再发送到累加器进行累加，从而解决了现有技术中快衰落信道下非相干时间累积中难以保证较高的信噪比的技术问题，达到了提高了信道的信噪比的技术效果。
[0061]显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
[0062]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种时域信道冲激响应CIR估计电路，包括:求模模块和时间累加器，其特征在于，还包括: 相关预处理模块，与所述求模模块和所述时间累加器相连接，所述相关预处理模块用于对通过所述求模模块的CIR估计数组进行预处理，并将进行预处理后的CIR估计数组发送给所述时间累加器进行时间累积。
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述相关预处理模块包括:峰值搜索模块和预处理模块，其中， 所述峰值搜索模块，用于确定对所述CIR估计数组进行预处理的预处理系数； 所述预处理模块，用于根据确定的预处理系数对所述CIR估计数组进行预处理。
3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述峰值搜索模块，用于确定求模处理后的CIR估计数组中各元素中最大的元素，将该最大的元素作为该CIR估计数组的预处理系数。
4.根据权利要求2或3所述的电路，其特征在于，所述预处理模块，用于对所述CIR估计数组中的每个元素与预处理系数进行乘法运算，将运算后得到的结果作为新的CIR估计数组发送到所述时间累加器。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的电路，其特征在于，所述时间累加器用于根据预处理后得到的新的CIR估计数组进行时间累积。
6.一种时域信道冲激响应CIR的估计方法，其特征在于，包括: 接收进行求模运算后的CIR估计数组； 对所述CIR估计数组进行预处理； 将进行预处理后的CIR估计数组发送给时间累加器进行时间累积。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，对所述CIR估计数组进行预处理包括: 确定对所述CIR估计数组进行预处理的预处理系数； 根据确定的预处理系数对所述CIR估计数组进行预处理。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，确定对所述CIR估计数组进行预处理的预处理系数包括: 确定求模处理后的CIR估计数组中各元素中最大的元素； 将该最大的元素作为该CIR估计数组的预处理系数。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，根据确定的预处理系数对所述CIR估计数组进行预处理包括: 对所述CIR估计数组中的每个元素与预处理系数进行乘法运算； 将运算后得到的结果作为新的CIR估计数组发送给所述时间累加器。
10.根据权利要求6至8中任一项所述的方法，其特征在于，在将进行预处理后的CIR估计数组发送给时间累加器进行时间累积之后，所述方法还包括: 所述时间累加器用于根据预处理后的CIR估计数组进行时间累积。
【文档编号】H04L25/02GK103491031SQ201210192680
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2012年6月12日 优先权日:2012年6月12日
【发明者】张骏凌, 赵丽娟 申请人:中兴通讯股份有限公司