[发明专利]增强的适合LTE系统上行的信道估计方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及到无线通信系统，更具体地，涉及针对LTE系统上行增强的信道估计方法及装置。

背景技术

LTE(Long Term Evolution，长期演进)项目是3G的演进，始于2004年3GPP的多伦多会议。LTE并非人们普遍误解的4G技术，而是3G与4G技术之间的一个过渡，是3.9G的全球标准，它改进并增强了3G的空中接入技术，采用OFDM和MIMO作为其无线网络演进的唯一标准。在20MHz频谱带宽下能够提供下行326Mbit/s与上行86Mbit/s的峰值速率。改善了小区边缘用户的性能，提高小区容量和降低系统延迟。

随着第三代移动通信系统在全球范围内，LTE已经逐渐成为移动通信业界关注的焦点。信道估计是无线通信中重要的一个环节，只有对无线信道进行准确的信道估计，接收机才能较准确的完成接收。传统的DFT(离散傅立叶变换)信道估计方法可分为如下几个步骤：

首先，接收上行导频子载波上的信道信息，获取上行导频子载波位置的频域响应；

其次，经过反离散傅里叶变换将上述的导频子载波处的频域响应变换到时域；

然后根据信道最大的有效径长度L_tap，在时域滤波，有效径长度以外的系数全部置零；

最后将上述的时域信道系数经过离散傅里叶变换到频域，得到信道估计值。

在实际的传输系统中常常为了避免在接收端由于频谱混叠为引入虚拟子载波。但是虚拟子载波会再进过离散傅里叶变换过程中给DFT信道估计引入能量泄露的问题。此外，在时频滤波过程中由于信道有效径长度的选取，直接影响滤噪的效果，导致信道估计性能降低。当信道有效径长度过大，造成噪声消除的不彻底；当信道有效径长度过小，有一部分信道系数被认为是噪声滤掉，造成信道能量降低，信息丢失。并且，在时域滤噪过程中，认为集中在时域系数靠前的样点为信道有效径，有效径内的噪声是没有滤掉的，类似于在频域加矩形窗。在变换到时域时，由于截断导致处于有效径边缘的信道系数散布到整个频带上，对噪声估计产生一定的影响。当信噪比较低时，这个影响可以忽略；当信噪比较高时，一部分不可忽略的信道能量散布在噪声区域，所计算出的噪声有一定的偏差。

发明内容

为了解决现有技术中信道估计不精确的问题，本发明提出了一种增强的适合LTE系统的信道估计方法，能有效提高噪声估计精度和信道估计的准确性，减小接收机的误码率。

本发明的技术方案为一种增强的适合LTE系统上行的信道估计方法，包括步骤：

步骤1，提取上行导频子载波上的信息，计算上行导频子载波处的频域信道系数；

步骤2，根据步骤1所得频域信道系数的子载波的长度，得到对应的虚拟子载波数；

步骤3，在频域按照步骤2所得虚拟子载波数扩展信道系数，并将扩展后所得虚拟信道系数加窗处理，然后做反离散傅里叶变换到时域；

步骤4，进行第一次滤波，滤掉有效径之外的噪音，得到第一次滤波后的时域信道系数；

步骤5，在时域加窗，通过对步骤4过滤的噪声估计获得阈值；

步骤6，进行第二次滤波，包括根据步骤5所得阈值，对步骤4所得第一次滤波后的时域信道系数滤掉有效径内的噪声，得到第二次滤波后的时域信道系数；

步骤7，将步骤6所得第二次滤波后的时域信道系数变换到频域，解窗得到信道的频域估计值。

而且，步骤3中，根据虚拟子载波数V_sc在信道系数两端添加虚拟子载波，包括将频域CFR左边的V_sc/2个系数添加到后端，将频域CFR右边的V_sc/2个系数添加到前端；并对两端添加的虚拟子载波处加窗抑制能量泄露，扩展后所得虚拟信道系数加窗后的长度满足2、3、5的指数次方。

而且，步骤5在时域加窗时，采用海明窗或汉宁窗或布莱克曼窗。

而且，步骤4中，根据最大的能量找出信道抽头系数的位置作为信道的时偏点数I，加窗的位置在时偏点数I上做偏移，时域噪声部分为((M_sc-V_sc)/2+I，(M_sc-V_sc)/2-I)，其中M_sc为分配给用户的子载波数，V_sc为虚拟子载波数，是第一次滤波前的时域信道系数，是频域信道系数的反傅里叶变换。

而且，所述阈值按下式选取：