专利名称：一种信道估计方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种用于全球微波互联接入 WiMax(fforldwide Interoperability for Microwave Access) N^W^^W{fit 估计方法及装置。
背景技术：
在WiMax网络中，波束赋形技术根据系统性能指标，形成对基带信号的最佳叠加组合。它的主要目的是补偿在无线传播过程中由空间损耗、多径效应等因素引起的信号衰落与失真，同时降低同信道用户之间的相互干扰。波束赋形技术是直接建立在信道测量的基础上，因此无线传播信道的建模与估计是波束赋形技术的基础。目前802. 16e协议中描述的Sounding机制，也就是一种实现波束赋形技术的方法。简单的说，Sounding机制就是利用时分双工TDD系统的上下行信道互易性，由用户站向基站提供信道响应信息或信道状态信息CSI (channel stateinformation)，基站根据CSI进行信道估计，进而根据估计结果进行波束赋形。Sounding机制的过程可以简述如下首先，基站通过下行帧中的指定位置指示为上行帧分配的Sounding Zone资源；以及，基站通过下行帧中的另一指定位置指示Sounding hne中的每个用于 Sounding信号传送的符号以及每个Sounding符号中的用户站定义其Sounding机制的实现方式；然后，用户站根据下行帧中的上述指定位置中携带的信息，在上行帧对应资源位置发送对应模式的Sounding信号；最后，基站接收用户站发送的Sounding信号，根据该Sounding信号获取CSI，利用TDD系统上下行信道互易性，使用波束赋形、SDMA (Spatial DivisionMultiple Access)、 CL-MIMO等多天线发射技术进行该用户的下行数据发射以提高系统容量及信号质量。现有技术中，Sounding机制是按照在时间方向上划分的符号来发送Sounding信号的。要求用于发送Sounding信号的符号，只能为Sounding信号发送专用，不能用于传送数据。由于WiMax系统中上行数据的发送是按照3个符号作为一个符号周期的基本单位来划分及发送的，所以发送Sounding信号的这3个符号就不能用于传送数据。进而导致降低了上行数据的传送效率，尤其在使用Sounding机制的用户较少的时候，会带来带宽资源的浪费。
发明内容
本发明实施例提供一种信道估计方法及装置，用以提高带宽资源的利用率，进而提高数据的传送效率。本发明实施例提供一种信道估计方法，包括确定指定用户占用的用于数据传送的指定时隙slot ；
对所述指定slot包括的各导频子载波进行信道估计，得到与所述各导频子载波分别对应的各估计值；使用得到的所述各估计值通过插值算法，得到全频带中的除所述各导频子载波之外的其他子载波的信道估计值。本发明实施例还提供了一种信道估计装置，包括确定单元，用于确定指定用户占用的用于数据传送的指定时隙slot ；估计单元，用于对所述指定slot包括的各导频子载波进行信道估计，得到与所述各导频子载波分别对应的各估计值；插值计算单元，用于使用得到的所述各估计值通过插值算法，得到全频带中的除所述导频子载波之外的其他子载波的信道估计值。本发明实施例提供的方法中，首先确定指定用户占用的用于数据传送的指定时隙 slot ；然后对确定的指定slot包括的各导频子载波进行信道估计，得到与各导频子载波分别对应的各估计值；最后使用得到的各估计值通过插值算法，得到全频带中的除各导频子载波之外的其他子载波的信道估计值。由于用于数据传送的slot是属于用于数据传送的符号周期内的，本发明实施例提供的方案利用用于数据传送的slot中本身包括的各导频子载波携带的信息进行信道估计，进而再通过插值算法得到全频带的除上述各导频子载波外的其他子载波的信道估计值，从而基于不再需要传送专用于进行信道估计的Sounding 信号的基础上，也可以实现对全频带的子载波的信道估计，这样由于不再需要提供专用于传送Sounding信号而无法传送数据的符号周期，使得全部符号周期均可用于数据传送，即不需要额外的带宽资源专用于信道估计，因此，提高了带宽资源的利用率，进而提高了数据的传送效率。
图1为本发明实施例提供的信道估计方法的流程图；图2为系统帧结构示意图；图3为由基本单位slot组成的上行帧的结构示意图；图4为slot的结构示意图；图5为1个slot包括的逻辑tile与物理tile的映射关系示意图；图6为1个slot包括的物理tile与对全频带划分的各段的对应关系示意图；图7为本发明实施例提供的信道估计装置的结构示意图；图8为本发明实施例提供的信道估计装置中的确定单元的结构示意图。
具体实施例方式为了给出提高带宽资源的利用率，进而提高数据的传送效率的实现方案，本发明实施例提供了一种信道估计方法及装置，以下结合说明书附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本发明实施例提供一种信道估计方法，应用于WiMax网络的波束赋形技术，如图1 所示，包括
步骤S101、确定指定用户占用的用于数据传送的指定时隙slot。步骤S102、对确定的该指定slot包括的各导频子载波进行信道估计，得到与所述各导频子载波分别对应的各估计值。步骤S103、使用得到的各估计值通过插值算法，得到全频带中的除所述各导频子载波之外的其他子载波的信道估计值。通过上述方法实现了针对每个用户的全频带的各子载波(包括导频子载波和数据子载波)的信道估计，并认为上下行信道每个子载波位置具有相同的信道特性，进而利用上行信道估计得到的信道估计值对下行信号的发送进行波束赋形，在波束赋形的过程中，每个用户根据自身的信道条件，在发送信号时对下行信道的每个子载波进行补偿，在多径到达终端时就能达到最佳的叠加效果。在对本发明实施例提供的上述方法进行详细描述之前，首先对WiMax系统帧结构进行介绍，如图2所示，包括下行帧结构和上行帧结构，其中，下行帧在时间方向上(图2中横轴方向)划分为M个符号，在频率方向上(图2中的纵轴方向)根据载波频率的不同划分为N个子信道，整个下行帧划分为前导码、下行映射(DL-MAP)、上行映射(UL-MAP)和若干个下行突发，各下行突发用于针对不同用户传送数据；上行帧在时间方向上划分为K个符号，在频率方向上也划分为N个子信道，整个上行帧划分为若干个上行突发，各上行突发用于针对不同用户传送数据。对于上述上行帧结构，在进行上行数据传送时，基本单位是由时间方向上的3个连续符号组成的1个符号周期与频率方向上的1个子信道组成的slot，如图3所示，即1个 slot对应了 1个符号周期，也对应了 1个子信道，每个用户对应的上行突发由若干个slot 组成；如图4所示，1个slot在频率方向上划分为6个tile，每个tile包括物理上连续的4 个子载波，即在频率方向上1个子信道划分为M个子载波，包括导频子载波和数据子载波； 但由于在WiMax系统中要对抗信道选择性衰落的影响，6个tile所包括的子载波在物理上是不连续的。802. 16e 协议中将 tile (1，0)-tile (1，5)称为逻辑 tile，逻辑 tile 与物理 tile 的映射关系参见如下公式title (s，η) = Nsubchannels X η+ (Pt [ (s+n) mod Nsubchannels] +UL_PermBase) mod Nsubchannels其中，s是子信道序号；Nsubehannels是子信道数量，由带宽决定；η是逻辑tile在1个子信道中的序号，取值范围为0-5 ；Pt是置换序列；UL_PermBase —般是一个固定分配的整数值。以带宽为5M为例，此时子信道的数量为17，物理tile的数量为102，按照频率的连续性用tileO-tilelOl表示，当UL_PermBase为0时，由符号0-2和子信道1组成的slot 包括的符号0中的逻辑tile与物理tile的映射关系如图5所示，从中可见，一个slot包括的6个物理tile是均勻分布在整个物理频带中的，因此，利用这6个物理tile包括的各导频子载波的信道估计值，通过插值计算，即可以得到整个全频带的除该各导频子载波外的其他子载波的信道估计值，可见，本发明实施例提供的上述方法是可行的。下面用具体实施例对本发明提供的方法进行详细描述。上述步骤SlOl中，确定指定用户占用的用于数据传送的指定slot，该指定slot 即用于后续的信道估计，具体可以通过UL-MAP中对应该指定用户的MAP信息，确定出该指定用户占用的用于数据传送的slot，此时，确定出的slot可能为多个，较简单的，可以任意选择其中1个slot作为指定slot，也可以选择属于同1个符号周期的多个slot作为指定 slot，较佳的，还可以采用如下方式确定指定slot 第一种方式确定该指定用户占用的用于数据传送的符号周期；并确定出每个符号周期包括的该指定用户占用的slot的数量，选择包括的slot最多的符号周期为指定符号周期；以及确定该指定符号周期包括的该指定用户占用的全部slot为指定slot。采用上述第一种方式能够尽可能多的确定出指定slot，指定slot的数量越多，后续进行信道估计时所使用的导频子载波越多，进而能够更准确的估计全频带的除上述各导频子载波之外的其他子载波的信道估计值。上述第一种方式中，当在确定的符号周期中，包括该指定用户占用的用于数据传送的slot最多的符号周期有多个时，选择其中最靠近下一帧数据的一个符号周期为指定符号周期，由于该指定符号周期与下一帧数据之间的时间差最小，因此，估计结果更准确， 进而波束赋形的效果也更好。第二种方式确定该指定用户占用的用于数据传送的最靠近下一帧数据的一个符号周期包括的slot为指定slot。采用本方式的目的同样是由于该指定符号周期与下一帧数据之间的时间差最小，因此，估计结果更准确，进而波束赋形的效果也更好。在确定出用于信道估计的指定slot后，上述步骤S102中对确定出的指定slot包括的各导频子载波进行信道估计，得到各导频子载波分别对应的各估计值。具体的信道估计算法可以采用现有技术中的各种算法，在此不再进行详细描述。由于用于波束赋形技术的上行信道估计仅需要对一个符号的全频带的各子载波进行信道估计即可，所以，较佳的，上述步骤S102中，可以选择对指定slot所属的符号周期中的一个符号的各导频子载波进行信道估计，根据现有协议标准，在一个符号周期包括的3 个符号中，第1个符号和第3个符号中包括导频子载波，可以选择其中任一个均可。上述步骤S103中，使用得到的各估计值通过插值算法，得到全频带中的除该各导频子载波之外的其他子载波的信道估计值。具体可以为将全频带子载波分为若干段，例如平均分配为若干段，该若干段子载波分别与指定slot包括的各物理tile —一对应，然后使用每个物理tile包括的导频子载波的信道估计值通过插值算法，估计对应一段的其他子载波的信道估计值。仍以带宽为5M，由符号0-2和子信道1组成的slot为指定slot为例，根据图5 所示可知，该指定 slot 包括的物理 tile 为 tilell、tile32、tile44、tile53、tile80 和 tile94，在进行插值算法时，可以将全频带的子载波平均分为6段，分别为第一段tileO tliel6、第二段 tilel7 tile33、第三段 tileiM tile50、第四段 tile51 tile67、第五段tile68 tile84和第六段tile85 tilelOl，如图6所示，分别使用该指定slot的每个物理tile包括的导频子载波的信道估计值通过插值算法，得到对应段(即该物理tile 所在段)的其他子载波的信道估计值，进而得到全频带的子载波的信道估计值。具体的插值算法亦可采用现有技术中的各种算法，在此不再进行详细描述。相比需要专用于发送Sounding信号的符号周期的Sounding机制，采用本发明实施例提供的上述方法，不再需要提供专用的符号周期用于信道估计，即所有的符号周期均可用于传送数据，进而提高了带宽资源的利用率，进而提高了数据的传送效率。
且现有技术中的基于Sounding机制的波束赋形技术，在带来带宽资源浪费的同时，无论是对调度还是终端都有较高的要求，需要特定的终端才能支持这种机制。在目前常见的beceem终端和MOTO终端中，并不是所有的终端都能够支持Sounding机制。而且通过实际测试发现，如果无线传播中存在较大的时偏或者多径效应明显的时候，终端发送至基站的Sounding信号在基站往往容易造成检测误差，从而导致信道估计的不可靠性，影响到下行信道的波束赋性。而采用本发明实施例提供的上述方法，对终端而言具有良好的通用性。且可以使用用户占用的用于传送数据的任一符号周期包括的slot进行信道估计，当个别符号周期的信号不理想时，可以选择其他符号周期的信号用于信道估计，提高了信道估计的可靠性， 进而提高了下行信道的波束赋形的效果。基于同一发明构思，根据本发明上述实施例提供的信道估计方法，相应地，本发明另一实施例还提供了一种信道估计装置，其结构示意图如图7所示，包括确定单元701，用于确定指定用户占用的用于数据传送的指定slot ；估计单元702，用于对该指定slot包括的各导频子载波进行信道估计，得到与所述各导频子载波分别对应的各估计值；插值计算单元703，用于使用得到的各估计值通过插值算法，得到全频带中的除所述各导频子载波之外的其他子载波的信道估计值。较佳的，上述确定单元701，如图8所示，具体包括第一确定子单元801，用于确定指定用户占用的用于数据传送的符号周期；选择子单元802，用于在确定的符号周期中，选择包括该指定用户占用的用于数据传送的slot最多的符号周期为指定符号周期；第二确定子单元803，用于确定该指定符号周期包括的该指定用户占用的全部 slot为指定slot。较佳的，上述选择子单元802，具体用于当在确定的符号周期中，包括该指定用户占用的用于数据传送的slot最多的符号周期有多个时，选择其中最靠近下一帧数据的一个符号周期为指定符号周期。较佳的，上述确定单元701，具体用于确定指定用户占用的用于数据传送的最靠近下一帧数据的一个符号周期包括的slot为指定slot。较佳的，上述估计单元702，具体用于对该指定slot包括的位于该指定slot所属的符号周期中的一个符号的各导频子载波进行信道估计。较佳的，上述装置，还包括赋形单元704，用于利用得到的全频带中的各子载波的信道估计值，对下行信号的发送进行波束赋形。综上所述，本发明实施例提供的方案，包括确定指定用户占用的用于数据传送的指定时隙slot ；并对确定的该指定slot包括的各导频子载波进行信道估计，得到与各导频子载波分别对应的各估计值；以及使用得到的各估计值通过插值算法，得到全频带中的除该各导频子载波之外的其他子载波的信道估计值。采用本发明实施例提供的方案，提高了带宽资源的利用率，进而提高了数据的传送效率。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
1.一种信道估计方法，其特征在于，包括确定指定用户占用的用于数据传送的指定时隙slot ；对所述指定slot包括的各导频子载波进行信道估计，得到与所述各导频子载波分别对应的各估计值；使用得到的所述各估计值通过插值算法，得到全频带中的除所述各导频子载波之外的其他子载波的信道估计值。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定指定用户占用的用于数据传送的指定slot，具体包括确定指定用户占用的用于数据传送的符号周期；在确定的符号周期中，选择包括所述指定用户占用的用于数据传送的slot最多的符号周期为指定符号周期；确定所述指定符号周期包括的所述指定用户占用的全部slot为指定slot。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，当在确定的符号周期中，包括所述指定用户占用的用于数据传送的slot最多的符号周期有多个时，选择其中最靠近下一帧数据的一个符号周期为指定符号周期。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定指定用户占用的用于数据传送的指定slot，具体为确定指定用户占用的用于数据传送的最靠近下一帧数据的一个符号周期包括的slot 为指定slot。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述指定slot包括的各导频子载波进行信道估计，具体为对所述指定slot包括的位于所述指定slot所属的符号周期中的一个符号的各导频子载波进行信道估计。
6.如权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于，利用得到的全频带中的各子载波的信道估计值，对下行信号的发送进行波束赋形。
7.一种信道估计装置，其特征在于，包括确定单元，用于确定指定用户占用的用于数据传送的指定时隙slot ；估计单元，用于对所述指定slot包括的各导频子载波进行信道估计，得到与所述各导频子载波分别对应的各估计值；插值计算单元，用于使用得到的所述各估计值通过插值算法，得到全频带中的除所述导频子载波之外的其他子载波的信道估计值。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述确定单元，具体包括第一确定子单元，用于确定指定用户占用的用于数据传送的符号周期；选择子单元，用于在确定的符号周期中，选择包括所述指定用户占用的用于数据传送的slot最多的符号周期为指定符号周期；第二确定子单元，用于确定所述指定符号周期包括的所述指定用户占用的全部slot 为指定slot。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述选择子单元，具体用于当在确定的符号周期中，包括所述指定用户占用的用于数据传送的slot最多的符号周期有多个时，选择其中最靠近下一帧数据的一个符号周期为指定符号周期。
10.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述确定单元，具体用于确定指定用户占用的用于数据传送的最靠近下一帧数据的一个符号周期包括的slot为指定slot。
11.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述估计单元，具体用于对所述指定slot 包括的位于所述指定slot所属的符号周期中的一个符号的各导频子载波进行信道估计。
12.如权利要求7-11任一所述的装置，其特征在于，还包括赋形单元，用于利用得到的全频带中的各子载波的信道估计值，对下行信号的发送进行波束赋形。
全文摘要
本发明公开了一种信道估计方法及装置，包括确定指定用户占用的用于数据传送的指定时隙slot；并对确定的该指定slot包括的各导频子载波进行信道估计，得到与所述各导频子载波分别对应的各估计值；以及使用得到的各估计值通过插值算法，得到全频带中的除所述各导频子载波之外的其他子载波的信道估计值。采用本发明提供的方法及装置，提高了带宽资源的利用率，进而提高了数据的传送效率。
文档编号H04L25/02GK102238109SQ20101015392
公开日2011年11月9日 申请日期2010年4月22日 优先权日2010年4月22日
发明者张孝中, 张玉杰, 苏帅 申请人:中兴通讯股份有限公司