[发明专利]TD-LTE数字中继下行信道估计方法

说明书

技术领域

本发明的技术方案涉及适用于无线通信网络的业务或设施，具体地说是TD-LTE数字中继下行信道估计方法。

背景技术

随着现在无线通信技术的不断发展，频谱资源已经变得格外紧张。为此，第三代合作伙伴计划(简称3GPP)为长期演进(简称LTE)制定了高速无线宽带接入的设计目标，这个目标是根据现有的频谱分配方案，在较高频段获得大宽带频谱，但是该频段路损和穿透损都较大，很难实现好的覆盖。如果所有的基站和核心网之间都采用传统的有线连接方式，会给运营商带来较大的部署难度和部署成本。因此3GPP组织在LTE-Advanced启动了中继技术的研究来解决上述问题，中继技术最终在R10中被引入到3GPP家族。

为了获得高的频谱效率，LTE采用了需要相干解调的调制方式，这类调制方式多为多电平非恒幅调制方式，例如16QAM。而相干解调需要估计和跟踪衰落信道的信道特性。因此，信道参数的准确性对于整个LTE系统的性能起着至关重要的作用。为了减小中继接收端信道估计的复杂性和获得尽可能精确的信道特性，有必要对LTE下行信道所采用的信道估计技术进行研究。

对LTE下行信道所采用的信道估计技术进行研究的现有技术状况是：

[1]张继东等在其《基于导频的OFDM信道估计及其研究进展》（参见《通信学报》2003年11月）一文中，分析比较了几种导频点信道估计算法（LS，LMMSE，SVD）和数据点插值算法（线性内插，高斯内插，cubic内插）的优缺点。仿真证明奇异值分解算法优于线性内插算法和LS算法。但是文章提及的信道估计算法的效果相对较差，而在实际应用时应根据具体情况采用不同的方法，很不方便。

[2]王新征等在其《一种基于导频的OFDM系统信道估计方法》（参见《系统仿真学报》2006年11月）一文中，提出一种基于变换域的使用矩形导频图案的OFDM系统信道估计方法，但是该方法在LTE中下行采用的菱形导频无法均匀分布到每个分块中。

[3]吴晓光等在其《OFDM系统中一种高精度信道估计算法》（参见《北京邮电大学学报》2007年6月）一文中，提出了一种基于梳状导频的LS信道估计算法，这种算法的缺点是LMMSE算法需要信道矩阵的自相关函数，LTE下行信道估计实现的时候需要存储大量的信道相关系数，这是比较复杂的。

[4]徐鹏超，俞晖，徐友云等在其《LTE下行信道估计算法研究》（参见《通信技术》2010年第5期）一文中，提出在10M下行发射带宽，常规CP模式，多普勒频移50HZ的配置下仿真了采用LS算法进行导频点信道估计和频域LMMSE内插的方法，但该LTE下行信道估计算法的实现的复杂性高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提出TD-LTE数字中继下行信道估计方法，是一种低复杂度适合于TD-LTE数字中继系统下行信道的信道估计方法，首先在中继接收端利用最小二乘算法对同步后的正交频分复用符号进行导频点信道估计，然后在频域进行线性插值,得到频域信道特性，最后在时域进行线性插值，得到全部数据点信道特性。该方法克服了现有LTE下行信道估计算法的高复杂度的缺点。

本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：TD-LTE数字中继下行信道估计方法，是一种低复杂度适合于TD-LTE数字中继系统下行信道的信道估计方法，其步骤是：

第一步，确定下行导频资源格形式

在LTE下行参考信号中选用小区专用参考信号，根据3GPP R8协议中TS36.211对物理层参考信号的规定，确认离散导频的插入方式为频域导频每隔6个子载波插入1个，时域导频每隔7个OFDM符号插入1个；

第二步，信号的接收和对接收到的信号数据进行处理

2.1在LTE数字中继下行信道估计操作系统中采用双天线接收信号数据，该操作系统的中继接收端的两天线接收的信号数据是经过信道传输的数据，分别是天线0接收的两路信号数据和天线1接收的两路信号数据；

2.2根据同步信号所确定的OFDM符号起始位置和常规CP模式及扩展CP模式，分别对天线0接收到的两路信号和天线1接收到的两路信号用LS算法进行导频点信道估计，将提取出的导频信号分别跟本地导频信号相除得到导频点信道特性；

2.3根据上述LS算法估计到的导频点的信道特性进行频域内插，即采用频域数据点处的线性插值算法和边缘近似线性内插算法，得到频域含有导频的OFDM符号信道特性；