一种结合频域整形与变换域降噪的低复杂度信道估计方法与流程

本发明涉及无线通信，特别是涉及一种结合频域整形与变换域降噪的低复杂度信道估计方法。

背景技术：

1、现代多种无线宽带传输系统都使用正交频分复用(orthogonal frequencydivision multiplexing，ofdm)技术，如4glte、5gnr、数字电视广播、wifi等。这是因为ofdm将传输带宽分割成正交的子载波，从而将宽带传输面临的严重的多径干扰变成每个子载波上相对平坦的信道，并通过低复杂度的频域均衡获得高频谱利用率。

2、信道估计子系统是决定ofdm通信系统的关键部分，因为只有接收端准确的估计出信道频域响应，才能够进行正确的信道均衡，甚至后续的功率测量和参数估计。为了保障信道估计精度，常规的无线宽带传输系统都采用基于导频辅助的信道估计方式，即发送端周期性插入收发已知的参考信号，接收端通过对这种已知的参考信号进行估计，从而获取到无线衰落信道上的信道频域响应。

3、以4glte中多天线导频结构为例，对于只使用1个小区特定的参考信号(对应单天线端口0)的情况，参考符号会插入到每个时隙的第1个和倒数第3个ofdm符号中，同一ofdm符号内相邻的2个参考符号在频域上间隔6个子载波。同时，倒数第3个ofdm符号中的参考符号和第一个ofdm符号中的参考符号在频域上间隔3个子载波。此时一个rb对内有8个re用于发送小区特定的参考信号。

4、假设传输信道的信道长度是l，第tx个发射天线与第rx个接收天线的第m个符号所对应的离散信道的时域冲击响应表示为：[hrx,tx,m(0),hrx,tx,m(1),…,hrx,tx,m(l-1)]t。

5、式中，tx＝1,2,…,ntx，rx＝1,2，…,nrx。假设循环前缀(cp)的长度不超过信道长度l，则接收端第rx个接收天线去除cp后第m个ofdm符号的导频接收信号表示为：

6、其中，stx,m表示第tx个发射天线上发送的第m个ofdm符号向量，nrx,m为第rx个接收天线上的独立同分布的零均值复高斯白噪声。ξrx,tx,m表示第rx个接收天线与第rx个发射天之间的第m个参考信号对应的信道循环矩阵。接收端对第rx个接收天线上的时域信号yrx,m进行ofdm解调，包括去cp，fft变换到频域，最终得到如下表达式：yrx,tx＝xtxhrx,tx+wrx,tx。

7、含义为第rx个接收天线与第rx个发射天之间的第m个导频参考信号的导频接收信号模型，去掉下标，简化为：y＝xh+w。

8、常见的变换域信道估计算法步骤如下：

9、1根据参考导频上的已知序列，与参考导频上接收信号进行复乘，得到ls信道估计，即：

10、2将ls信道估计做np点的傅里叶逆变换，得到：

11、3根据信道响应在时域的信号能量主要集中在低维，因此可以对的高维信号进行滤波，即高于n维的信号能量几乎为0，用矩阵表示滤波操作，如下：其中，

12、4将时域滤波后的信号做傅里叶变换，重新变换到频域，得到降噪后的信道估计，如下：

13、从变换域滤波信道估计步骤来看，第一步ls信道估计中，由于不同的参考符号上导频放置的位置不同，比如导频之间的间隔不同，导致第一步的长度不同，后续的变换域操作中，不同长度的序列进行视频变换时，需要使用不同长度点数的dft/idft或者fft/ifft函数，对于芯片设计中，不同点数的傅里叶函数消耗的资源与点数数目成正比关系，因此，需要有一种方法，能够将不同的导频pattern进行统一，然后用固定长度的傅里叶变换函数进行处理，从而减少芯片资源开销。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种结合频域整形与变换域降噪的低复杂度信道估计方法，能够减少芯片资源开销。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种结合频域整形与变换域降噪的低复杂度信道估计方法，包括以下步骤：

3、根据参考导频上的已知序列，与所述参考导频上接收信号进行复乘，得到ls信道估计；

4、确定所述参考导频的导频配置，当所述参考导频的导频配置不是预设导频场景时，则以预设导频场景作为基准对所述参考导频进行频域整形，使得整形后的所述参考导频能够复用所述预设导频场景信道估计处理流程；

5、采用预设导频场景信道估计处理流程完成信道估计。

6、所述预设导频场景为5gnr pusch信道type1导频场景。

7、当所述参考导频的导频配置为5g nr pusch信道type2导频场景时，在每个资源块内进行非导频re的插值，使得每个资源块上获取六个导频re的插值估计值。

8、所述在每个资源块内进行非导频re的插值，具体为：对两个导频re之内的非导频re通过抽取两个相邻的导频re中的第一个导频re进行线性插值；对导频re之外的非导频re通过抽取距离最近的两个导频re中的第一个导频re进行线性外插得到。

9、所述对两个导频re之内的非导频re通过抽取两个相邻的导频re中的第一个导频re进行线性插值时，pusch信道type2导频场景中三种cdm group类型的插值系数相同；所述对导频re之外的非导频re通过抽取距离最近的两个导频re中的第一个导频re进行线性外插得到时，pusch信道type2导频场景中三种cdm group类型的插值系数不同。

10、当所述参考导频的导频配置为pucch信道type2导频场景时，将资源块插值成pusch信道type1导频场景中的cdm group1的导频模式。

11、所述将资源块插值成pusch信道type1导频场景中的cdm group1的导频模式，具体为，将资源块中的re3由导频re1和导频re4线性插值得到，资源块中的re5由导频re4和导频re7线性插值得到，资源块中的re9由导频re7和导频re10线性插值得到，资源块中的re11由导频re10复制得到。

12、有益效果

13、由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明通过对不同导频格式进行频域整形，从而将不同的导频配置统一到一种导频配置，如此可以取消大量fft和ifft的处理，减少了芯片资源开销，提升了处理效率。

技术特征：

1.一种结合频域整形与变换域降噪的低复杂度信道估计方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的结合频域整形与变换域降噪的低复杂度信道估计方法，其特征在于，所述预设导频场景为pusch信道type1导频场景。

3.根据权利要求2所述的结合频域整形与变换域降噪的低复杂度信道估计方法，其特征在于，当所述参考导频的导频配置为pusch信道type2导频场景时，在每个资源块内进行非导频re的插值，使得每个资源块上获取六个导频re的插值估计值。

4.根据权利要求3所述的结合频域整形与变换域降噪的低复杂度信道估计方法，其特征在于，所述在每个资源块内进行非导频re的插值，具体为：对两个导频re之内的非导频re通过抽取两个相邻的导频re中的第一个导频re进行线性插值；对导频re之外的非导频re通过抽取距离最近的两个导频re中的第一个导频re进行线性外插得到。

5.根据权利要求4所述的结合频域整形与变换域降噪的低复杂度信道估计方法，其特征在于，所述对两个导频re之内的非导频re通过抽取两个相邻的导频re中的第一个导频re进行线性插值时，pusch信道type2导频场景中三种cdm group类型的插值系数相同；所述对导频re之外的非导频re通过抽取距离最近的两个导频re中的第一个导频re进行线性外插得到时，pusch信道type2导频场景中三种cdm group类型的插值系数不同。

6.根据权利要求2所述的结合频域整形与变换域降噪的低复杂度信道估计方法，其特征在于，当所述参考导频的导频配置为pucch信道type2导频场景时，将资源块插值成pusch信道type1导频场景中的cdm group1的导频模式。

7.根据权利要求6所述的结合频域整形与变换域降噪的低复杂度信道估计方法，其特征在于，所述将资源块插值成pusch信道type1导频场景中的cdm group1的导频模式，具体为，将资源块中的re3由导频re1和导频re4线性插值得到，资源块中的re5由导频re4和导频re7线性插值得到，资源块中的re9由导频re7和导频re10线性插值得到，资源块中的re11由导频re10复制得到。

技术总结
本发明涉及一种结合频域整形与变换域降噪的低复杂度信道估计方法，包括以下步骤：根据参考导频上的已知序列，与所述参考导频上接收信号进行复乘，得到LS信道估计；确定所述参考导频的导频配置，当所述参考导频的导频配置不是预设导频场景时，则以预设导频场景作为基准对所述参考导频进行频域整形，使得整形后的所述参考导频能够复用所述预设导频场景信道估计处理流程；采用预设导频场景信道估计处理流程完成信道估计。本发明能够减少芯片资源开销。

技术研发人员：靳辉
受保护的技术使用者：白盒子（上海）微电子科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25