專利名稱：一種mu-mimo系統(tǒng)的信道估計(jì)方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種信道估計(jì)方法及裝置，尤其涉及通訊領(lǐng)域中MU-MIMO(Multi-user Multiple-Input Multiple-Out put，用戶多輸入多輸出)系統(tǒng)的信道估計(jì)方法和裝置。
背景技術(shù)：
近年來，無線通信系統(tǒng)向著寬帶方向迅速發(fā)展，伴隨著這種發(fā)展趨勢，無線通信系統(tǒng)占有的帶寬越來越高，傳輸速率越來越高，頻譜效率也要求越來越高。在這樣的需求下，MU-MIMO技術(shù)以其高效的頻譜利用率已經(jīng)廣泛應(yīng)用到各類通信系統(tǒng)中。因此，發(fā)明一種 MU-MIMO系統(tǒng)的信道估計(jì)方法具有巨大的實(shí)用價(jià)值?，F(xiàn)有相關(guān)專利文獻(xiàn)介紹的有關(guān)MU-MIMO系統(tǒng)的信道估計(jì)方法分兩類，一類是通過把信道的頻域響應(yīng)轉(zhuǎn)到時(shí)域進(jìn)行用戶分離和降噪處理然后再通過DFT (離散傅利葉變換) 得到MU-MIMO用戶的頻域信道估計(jì)；另一類是先在頻域進(jìn)行用戶分離，然后在分離之后再進(jìn)行降噪處理以獲得MU-MIMO用戶的頻域信道響應(yīng)值。其中第一類方法需要進(jìn)行至少三次的DFT運(yùn)算，考慮到多小區(qū)多天線多組MU-MIMO用戶的基帶處理，這將對硬件系統(tǒng)DFT運(yùn)算單元提出非常苛刻的要求，給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也將帶來諸多問題；第二種方法需要進(jìn)行用戶分離和降噪兩步操作才能獲得MU-MIMO用戶的頻域信道響應(yīng)值，所以運(yùn)算復(fù)雜度也將增加至少一倍以上，而且該方法的用戶分離性能也容易受到MU-MIMO用戶系統(tǒng)時(shí)偏不一致的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種運(yùn)算復(fù)雜度較低的MU-MIMO系統(tǒng)的信道估計(jì)方法和裝置。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明MU-MIMO系統(tǒng)的信道估計(jì)方法包括如下步驟LS (Least Square最小二乘)信道估計(jì)步驟，用于利用用戶一的本地導(dǎo)頻與導(dǎo)頻位置處的接收信號序列進(jìn)行LS信道估計(jì)，以在導(dǎo)頻位置處的接收信號序列中排除用戶的本地導(dǎo)頻的影響；用戶分離和降噪步驟，用于完成MU-MIMO系統(tǒng)中的用戶分離和降噪，得到兩用戶各自的信道估計(jì)結(jié)果，包括將經(jīng)過所述信道估計(jì)步驟處理后的序列送入濾波器，抑制用戶二對用戶一的干擾和系統(tǒng)噪聲，得到用戶一的信道估計(jì)結(jié)果；將經(jīng)過所述信道估計(jì)步驟處理后的序列進(jìn)行變換域的循環(huán)移位，該循環(huán)移位的大小與用戶一、用戶二在導(dǎo)頻設(shè)計(jì)時(shí)采用的變換域循環(huán)移位大小一致，然后將該序列送入濾波器，抑制用戶一對用戶二的干擾和系統(tǒng)噪聲，得到用戶二的信道估計(jì)結(jié)果；其中用戶一為任選的MU-MIMO系統(tǒng)的兩用戶之一，用戶二指另一個(gè)用戶。進(jìn)一步地，所述LS信道估計(jì)是按照如下方法進(jìn)行的h(L'J =(diag(p{l'l))f χ pil)
式中，1表示導(dǎo)頻所占用的OFDM符號在一個(gè)子幀中的序號，在LTE(Long Term Evolution，長期演進(jìn))系統(tǒng)中，1 = 3，10，pd,1)表示用戶一所使用的本地導(dǎo)頻，diag( ·) 表示由矢量(·)構(gòu)造成的對角矩陣，導(dǎo)頻ft"表示導(dǎo)頻位置處的接收信號序列，ft·是由 (列向量)構(gòu)成的矢量組，上標(biāo)H表示共軛轉(zhuǎn)置，/^為所述LS信道估計(jì)步驟的處理結(jié)果，為經(jīng)過該步驟處理得到的估計(jì)序列。進(jìn)一步地，假設(shè)MU-MIMO系統(tǒng)接收機(jī)接收到某個(gè)用戶第η個(gè)子幀的頻域數(shù)據(jù)為 y(i)，用戶一和用戶二所使用的導(dǎo)頻是由相同的根序列進(jìn)行不同的循環(huán)移位獲得，且兩個(gè)導(dǎo)頻序列正交，并且設(shè)所述頻移序列為一個(gè)簡單的重復(fù)周期序列，例如正負(fù)1交替的序列，則在所述用戶分離和降噪步驟中，對用戶一和用戶二的濾波運(yùn)算進(jìn)行簡化，減少各自的中間重復(fù)運(yùn)算過程，得到如下濾波公式
權(quán)利要求
1.一種MU-MIMO系統(tǒng)的信道估計(jì)方法，其特征在于包括如下步驟最小二乘信道估計(jì)步驟，用于利用用戶一的本地導(dǎo)頻與導(dǎo)頻位置處的接收信號序列進(jìn)行最小二乘信道估計(jì)；用戶分離和降噪步驟，用于將經(jīng)過所述最小二乘信道估計(jì)步驟處理后的序列送入濾波器，抑制用戶二對用戶一的干擾和系統(tǒng)噪聲，得到用戶一的信道估計(jì)結(jié)果；將經(jīng)過所述最小二乘信道估計(jì)步驟處理后的序列進(jìn)行變換域的循環(huán)移位，該循環(huán)移位的大小與用戶一、用戶二在導(dǎo)頻設(shè)計(jì)時(shí)采用的變換域循環(huán)移位大小一致，然后將該序列送入濾波器，抑制用戶一對用戶二的干擾和系統(tǒng)噪聲，得到用戶二的信道估計(jì)結(jié)果； 其中用戶一為任選的MU-MIMO系統(tǒng)的兩用戶之一，用戶二指另一個(gè)用戶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MU-MIMO系統(tǒng)的信道估計(jì)方法，其特征在于，所述最小二乘信道估計(jì)是按照如下方法進(jìn)行的式中，1表示導(dǎo)頻所占用的OFDM符號在一個(gè)子幀中的序號，pd’1)表示用戶一所使用的本地導(dǎo)頻，diag( ·)表示由矢量(·)構(gòu)造成的對角矩陣，導(dǎo)頻ft"表示導(dǎo)頻位置處的接收信號序列，ft"是由pf (列向量)構(gòu)成的矢量組，上標(biāo)H表示共軛轉(zhuǎn)置，/^為所述最小二乘信道估計(jì)步驟的處理結(jié)果，為經(jīng)過該步驟處理得到的估計(jì)序列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MU-MIMO系統(tǒng)的信道估計(jì)方法，其特征在于，假設(shè)MU-MIMO系統(tǒng)接收機(jī)接收到某個(gè)用戶第η個(gè)子幀的頻域數(shù)據(jù)為y(i)，用戶一和用戶二所使用的導(dǎo)頻是由相同的根序列進(jìn)行不同的循環(huán)移位獲得，且兩個(gè)導(dǎo)頻序列正交，并且設(shè)所述頻移序列為一個(gè)正負(fù)1交替的重復(fù)周期序列，則所述用戶分離和降噪步驟中，采用如下濾波公式進(jìn)行處理 式中^Mm1)，^g(Wl)分別為第1個(gè)時(shí)隙用戶一和用戶二的導(dǎo)頻位置處第Hi1個(gè)子載波的所述信道估計(jì)結(jié)果，《 = [a(0),a(l),---,a(Nf -Ijj為加權(quán)系數(shù)，χ mod2表示對χ取模2的運(yùn)算，Nf為抽頭系數(shù)個(gè)數(shù)，M為用戶占用的子載波數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的MU-MIMO系統(tǒng)的信道估計(jì)方法，其特征在于 本發(fā)明方法在所述最小二乘信道估計(jì)步驟之后、所述用戶分離和降噪步驟之前還包括時(shí)偏估計(jì)步驟和時(shí)偏補(bǔ)償步驟，在所述濾波步驟之后還包括時(shí)偏恢復(fù)步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的MU-MIMO系統(tǒng)的信道估計(jì)方法，其特征在于，所述時(shí)偏估計(jì)步驟采用的時(shí)偏估計(jì)方法為
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的MU-MIMO系統(tǒng)的信道估計(jì)方法，其特征在于，所述時(shí)偏補(bǔ)償步驟采用的時(shí)偏補(bǔ)償方法為
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的MU-MIMO系統(tǒng)的信道估計(jì)方法，其特征在于，所述時(shí)偏恢復(fù)步驟采用的時(shí)偏恢復(fù)方法為
8.一種MU-MIMO系統(tǒng)的信道估計(jì)裝置，其特征在于包括最小二乘信道估計(jì)模塊，用于利用用戶一的本地導(dǎo)頻與導(dǎo)頻位置處的接收信號序列進(jìn)行最小二乘信道估計(jì)；用戶分離和降噪模塊，用于將經(jīng)過所述最小二乘信道估計(jì)模塊處理后的序列送入濾波器，抑制用戶二對用戶一的干擾和系統(tǒng)噪聲，得到用戶一的信道估計(jì)結(jié)果；將經(jīng)過所述最小二乘信道估計(jì)模塊處理后的序列進(jìn)行變換域的循環(huán)移位，該循環(huán)移位的大小與用戶一、用戶二在導(dǎo)頻設(shè)計(jì)時(shí)采用的變換域循環(huán)移位大小一致，然后將該序列送入濾波器，抑制用戶一對用戶二的干擾和系統(tǒng)噪聲，得到用戶二的信道估計(jì)結(jié)果；其中用戶一為任選的MU-MIMO系統(tǒng)的兩用戶之一，用戶二指另一個(gè)用戶。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的MU-MIMO系統(tǒng)的信道估計(jì)裝置，其特征在于，所述LS信道估計(jì)模塊是按照如下方法進(jìn)行LS信道估計(jì)處理的
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的MU-MIMO系統(tǒng)的信道估計(jì)裝置，其特征在于 所述MU-MIMO系統(tǒng)的信道估計(jì)裝置還包括時(shí)偏估計(jì)模塊、時(shí)偏補(bǔ)償模塊和時(shí)偏恢復(fù)模塊；其中，所述時(shí)偏估計(jì)模塊用于在所述用戶分離和降噪模塊處理前，對經(jīng)過所述最小二乘信道估計(jì)模塊處理得到的估計(jì)序列進(jìn)行時(shí)偏估計(jì)；所述時(shí)偏補(bǔ)償模塊用于根據(jù)所述時(shí)偏估計(jì)模塊得到的時(shí)偏估計(jì)結(jié)果，對所述最小二乘信道估計(jì)模塊處理得到的估計(jì)序列行時(shí)偏補(bǔ)償；所述時(shí)偏恢復(fù)模塊用于對兩個(gè)用戶的所述信道估計(jì)結(jié)果進(jìn)行時(shí)偏恢復(fù)，從而得到該兩個(gè)用戶最終的導(dǎo)頻位置處的信道估計(jì)值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種MU-MIMO系統(tǒng)的信道估計(jì)方法，包括A、利用用戶一的本地導(dǎo)頻與導(dǎo)頻位置處的接收信號序列進(jìn)行最小二乘信道估計(jì)，得到一個(gè)估計(jì)序列；B、在分離用戶前進(jìn)行時(shí)偏估計(jì)與補(bǔ)償；C、將時(shí)偏補(bǔ)償后的估計(jì)序列送入濾波器，得到用戶一的信道估計(jì)初值；將時(shí)偏補(bǔ)償后的估計(jì)序列進(jìn)行變換域的循環(huán)移位處理，再送入濾波器，得到用戶二的信道估計(jì)初值；C、分別對兩個(gè)用戶進(jìn)行時(shí)偏恢復(fù)，得到導(dǎo)頻位置處的信道估計(jì)值。該方法在分離用戶的同時(shí)進(jìn)行降噪處理，能夠顯著降低實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度，改善信道估計(jì)的性能。該方法還利用用戶導(dǎo)頻的正交性特點(diǎn)，簡化了濾波器運(yùn)算公式。本發(fā)明還公開了一種相應(yīng)的MU-MIMO系統(tǒng)的信道估計(jì)裝置。
文檔編號H04L25/02GK102377699SQ20101025393
公開日2012年3月14日 申請日期2010年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月16日
發(fā)明者劉 東, 梁弟標(biāo) 申請人:中興通訊股份有限公司