实现高铁通信系统中信道状态信息的传输方法及装置与流程

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种实现高铁通信系统中信道状态信息的传输方法及装置。

背景技术：

在通信系统中，终端的高速运动会引起多普勒频移，例如，如果终端以300km/h的速度行驶，载频为2.6GHz，则产生的最大多普勒频移约为722Hz。在上行链路中，终端的运动带来的多普勒频移最多会是两倍的最大多普勒频偏，也就是说，终端以300km/h的速度行驶，不考虑下行同步误差的条件下，上行频偏最多可以达到1444Hz。在这种频偏条件下，如果不采取一些措施，上行数据无法正确接收。

在已有的频偏估计算法中，有的采用导频来进行频偏估计，例如LTE中利用PUSCH(Physical Uplink Shared Channel，物理上行共享信道)一个子帧中的两列导频的相位差来进行频偏估计，也有利用CP(Cyclic Prefix，循环前缀)在时域进行频偏估计。但是LTE的PUCCH(Physical Uplink Control CHannel，物理上行控制信道)是多个用户进行码分复用的，多个用户的控制信息在同一个RB(Resource Block，资源块)上传输，因此无法用上述方法进行频偏估计。

因此，在目前的频偏估计算法中，无法将LTE的上行控制信道中多个用户的频偏计算出来，进而无法进行频偏补偿，使得终端在高速运动情况下，LTE上行控制信道的接收性能变差，影响用户体验。

技术实现要素：

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决或者减缓上述问题的实现高铁通信系统中信道状态 信息的传输方法及装置，以提高CSI信息在终端设备处于高速运动情况下的接收性能。

根据本发明的一个方面，提供了一种实现高铁通信系统中信道状态信息的传输方法，该方法包括：

接收UE发送的传输数据，所述传输数据为UE采用PUCCH格式2对应的资源传输的数据；

根据所述传输数据的导频数据进行信道估计；

根据信道估计结果对所述传输数据中的信道状态信息进行修正。

可选的，在根据所述传输数据的导频数据进行信道估计之前，所述方法还包括：

对所述导频数据进行解扩。

可选的，所述根据信道估计结果对所述传输数据中的信道状态信息进行修正，具体包括：

分别获取所述传输数据每个时隙中两个导频符号的信道估计值；

对任一时隙中的两个信道估计值进行相关，并提取相关值的相位角；

对一个子帧中的两个时隙得到的相位角进行平均，并根据所述平均值计算任意两个OFDM符号之间的相位差；

根据每个时隙中两个导频符号的信道估计值以及所述任意两个OFDM符号之间的相位差计算各个时隙中其它数据符号的信道估计值。

可选的，所述对一个子帧中的两个时隙得到的相位角进行平均，并根据所述平均值计算任意两个OFDM符号之间的相位差，具体包括：

将相位角的平均值除以一个时隙中两个导频符号之间的符号差 值，得到任意两个OFDM符号之间的相位差。

根据本发明的另一个方面，提供了一种实现高铁通信系统中信道状态信息的传输装置，该装置包括：

接收单元，用于接收UE发送的传输数据，所述传输数据为UE采用PUCCH格式2对应的资源传输的数据；

信道估计单元，用于根据所述传输数据的导频数据进行信道估计；

修正单元，用于根据信道估计结果对所述传输数据中的信道状态信息进行修正。

可选的，所述装置还包括：

解扩单元，用于在所述信道估计单元根据所述传输数据的导频数据进行信道估计之前，对所述导频数据进行解扩。

可选的，所述修正单元，具体包括：

获取模块，用于获取所述传输数据每个时隙中两个导频符号的信道估计值；

提取模块，用于对任一时隙中的两个信道估计值进行相关，并提取相关值的相位角；

第一计算模块，用于对一个子帧中的两个时隙得到的相位角进行平均，并根据所述平均值计算任意两个OFDM符号之间的相位差；

第二计算模块，用于根据每个时隙中两个导频符号的信道估计值以及所述任意两个OFDM符号之间的相位差计算各个时隙中其它数据符号的信道估计值。

可选的，所述第一计算模块，具体用于将一个子帧中的两个时隙得到的相位角的平均值除以一个时隙中两个导频符号之间的符号差值，得到任意两个OFDM符号之间的相位差。

本发明的有益效果为：

本发明提供的实现高铁通信系统中信道状态信息的传输方法及 装置，通过设置LTE的用于配置CSI与HARQ-ACK是否进行同步传输的参数simultaneousAckNackAndCSI为FALSE，避免信道状态信息CSI和HARQ-ACK信息的同时传输，而且只采用PUCCH格式2来传输CSI，并在接收PUCCH格式2中传输的信息时，通过导频信息估计因频偏而导致的相位差，利用相位差来校正信道估计值，提高CSI信息的接收性能。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例提出的一种实现高铁通信系统中信道状态信息的传输方法的流程图；

图2为本发明实施例提出的PUCCH格式2中每个时隙的数据格式示意图；

图3为本发明实施例提出的一种实现高铁通信系统中信道状态信息的传输装置的结构框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数 形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

为了解决终端设备高速运动情况下物理上行控制信道传输信道状态信息CSI时的频偏估计问题，本发明提出了一种实现高铁通信系统中信道状态信息的传输方法和装置。

图1示出了本发明实施例的一种实现高铁通信系统中信道状态信息的传输方法的流程图。

参照图1，本发明实施例提出的实现高铁通信系统中信道状态信息的传输方法包括：

S11、接收UE发送的传输数据，所述传输数据为UE采用PUCCH格式2对应的资源传输的数据；

S12、根据所述传输数据的导频数据进行信道估计；

S13、根据信道估计结果对所述传输数据中的信道状态信息进行修正。

本步骤中，基站侧的预设参数的设置为信道状态信息CSI与HARD-ACK信息不进行同步传输时，UE切换信道状态信息的传输格式，使信道状态信息只采用物理上行控制信道PUCCH格式2进行传输。

本发明实施例，通过设置LTE系统中的用于配置CSI与 HARQ-ACK是否进行同步传输的参数simultaneousAckNackAndCSI为FALSE，避免了CSI和HARQ-ACK信息的同时传输。传输CSI信息只采用PUCCH格式2来进行。在接收PUCCH格式2时，通过导频信息计算因频偏而导致的相位差，利用相位差来校正信道估计值，提高CSI信息的接收性能。

进一步地，在步骤S12根据所述传输数据的导频数据进行信道估计之前，所述方法还包括：对所述导频数据进行解扩。

本发明实施例中，在数据传输过程中对导频数据进行扩频，因此，在接收到物理上行控制信道PUCCH格式2对应的使用频谱资源上的传输数据后，需要针对每个用户进行导频数据解扩并在解扩后进行信道估计。

LTE系统中物理上行控制信道PUCCH格式2，2a，2b传输的是下行信道的CSI信息。在PUCCH格式2中，如图2所示，每个时隙中数据占用5个符号，导频占用2个符号，在PUCCH格式2a和2b中，每个时隙的符号5的导频位置传输的是ACK/NACK信息，所以PUCCH 2a和2b每个时隙中只有一列导频。

在LTE中，多个用户的下行CSI信息是通过扩频序列码分复用在一起，然后在PUCCH 2X上传输的。在高速情况下，由于多普勒频移的影响，导致PUCCH 2X的接收性能变差，无法正确得到用户的CSI信息。为此，本发明实施例提出的实现高铁通信系统中信道状态信息的传输方法，利用PUCCH 2的导频进行频偏估计，根据频偏估计的结果对信道估计进行修正，从而可以正确接收用户的CSI。

进一步地，所述步骤S13根据信道估计结果对所述传输数据中的信道状态信息进行修正，具体包括：

分别获取所述传输数据每个时隙中两个导频符号的信道估计值；

对任一时隙中的两个信道估计值进行相关，并提取相关值的相 位角；

对一个子帧中的两个时隙得到的相位角进行平均，并根据所述平均值计算任意两个OFDM符号之间的相位差；

根据每个时隙中两个导频符号的信道估计值以及所述任意两个OFDM符号之间的相位差计算各个时隙中其它数据符号的信道估计值。

更近一步地，所述对一个子帧中的两个时隙得到的相位角进行平均，并根据所述平均值计算任意两个OFDM符号之间的相位差，具体包括：

将相位角的平均值除以一个时隙中两个导频符号之间的符号差值，得到任意两个OFDM符号之间的相位差。

下面本发明实施例以两个时隙为例，对根据信道估计结果对所述传输数据中的信道状态信息进行修正的具体步骤进行具体解释说明。

首先，获取所述传输数据的两个时隙中两个导频符号的信道估计值；

其中，第1个时隙符号1得到信道估计值H11，第1个时隙符号5得到信道估计值H15，第2个时隙得到两个信道估计值分别为H21，H25。

然后，对每个时隙得到的两个信道值进行相关操作并提取相位角，其中，两个时隙的相位角取平均，然后除以4即两个导频符号之间的符号差值，得到任意两个OFDM符号之间的相位差

之后，以每个时隙中两列信道估计值为基准，分别计算其他各OFDM符号的信道估计值。例如，以第1个时隙符号1的信道估计值为基础，计算符号0，2，3的信道估计值，以第一个时隙符号5的信道估计值为基础，计算符号4，6的信道估计值。如下式所示：

根据信道估计值检测接收CSI信号，实现信道状态信息的修正。

进一步地，所述方法还包括：当信道状态信息与HARD-ACK信息同步传输时，不必再进行所述信道状态信息接收。

本发明实施例，在传输CSI信息时，如果遇到ACK/NACK信息需要在同一子帧中传输，需要使用PUCCH格式2a或2b。在PUCCH格式2a或2b中，每个时隙中的第2列导频位置用来传输ACK/NACK信息，所以无法利用导频来计算频偏导致的相位差。这种情况下，可以通过设置LTE的参数simultaneousAckNackAndCSI为FALSE，此时CSI信息会被丢弃，不必再进行接收。

本发明实施例通过采用PUCCH格式2来传输CSI，并在接收PUCCH格式2中传输的信息时，通过导频信息估计因频偏而导致的相位差，利用相位差来校正信道估计值，提高CSI信息的接收性能。

图3示出了本发明实施例提出的一种实现高铁通信系统中信道状态信息的传输装置的结构框图。

参照图3，本发明实施例提出的实现高铁通信系统中信道状态信息的传输装置包括接收单元101、信道估计单元102以及修正单元103：

所述的接收单元101，用于接收UE发送的传输数据，所述传输数据为UE采用PUCCH格式2对应的资源传输的数据；

所述的信道估计单元102，用于根据所述传输数据的导频数据进行信道估计；

所述的修正单元103，用于根据信道估计结果对所述传输数据中的信道状态信息进行修正。

本发明实施例中，基站侧的预设参数的设置为信道状态信息CSI与HARD-ACK信息不进行同步传输时，UE切换信道状态信息的传输格式，使信道状态信息只采用物理上行控制信道PUCCH格式2 进行传输，进而接收单元执行所述接收UE发送的传输数据的操作。

进一步地，本发明实施例提出的实现高铁通信系统中信道状态信息的传输装置还包括解扩单元：

所述的解扩单元，用于在所述信道估计单元根据所述传输数据的导频数据进行信道估计之前，对所述导频数据进行解扩。

进一步地，本发明实施例提出的修正单元103，具体包括获取模块、提取模块、第一计算模块以及第二计算模块，其中：

所述的获取模块，用于获取所述传输数据每个时隙中两个导频符号的信道估计值；

所述的提取模块，用于对任一时隙中的两个信道估计值进行相关，并提取相关值的相位角；

所述的第一计算模块，用于对一个子帧中的两个时隙得到的相位角进行平均，并根据所述平均值计算任意两个OFDM符号之间的相位差；

所述的第二计算模块，用于根据每个时隙中两个导频符号的信道估计值以及所述任意两个OFDM符号之间的相位差计算各个时隙中其它数据符号的信道估计值。

进一步地，所述第一计算模块，具体用于将一个子帧中的两个时隙得到的相位角的平均值除以一个时隙中两个导频符号之间的符号差值，得到任意两个OFDM符号之间的相位差。

本发明实施例中，设置LTE参数simultaneousAckNackAndCSI为FALSE，禁止CSI和HARQ-ACK的同时传输，接收PUCCH 2所在的PRB的数据，针对每个用户，用本地导频序列进行解扩和信道估计，每个OFDM符号得到一个信道估计值。对每个时隙得到的两个信道值进行相关操作并提取相位角，两个时隙的相位角取平均，然后除以4，得到两个OFDM符号之间的相位差。以每个时隙中两列信道估计值为基准，分别计算其他各OFDM符号的信道估计值。 根据信道估计值检测接收的CSI信号。

综上所述，本发明提出的实现高铁通信系统中信道状态信息的传输方法及装置，通过设置LTE的参数simultaneousAckNackAndCSI为FALSE，避免信道状态信息CSI和HARQ-ACK信息的同时传输，而且只采用PUCCH格式2来传输CSI，并在接收PUCCH格式2中传输的信息时，通过导频信息估计因频偏而导致的相位差，利用相位差来校正信道估计值，提高CSI信息在高速运动情况下的接收性能，有效地改善了用户体验。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以通过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施例中的系统中的模块可以按照实施例描述进行分布于实施例的系统中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个系统中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。