[发明专利]信道估计方法、信号检测方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术，尤其涉及应用于空时分组码(STBC，Space Time Block Coding)的信道估计技术及信号检测技术。

背景技术

空时分组码可以在不牺牲带宽的情况下实现发射分集，并获得一定的分 集增益，还可以和多根接收天线相结合以降低多径衰落的影响，达到多输入 输出(MIMO，Multiple-Input Multiple-Output)系统的容量。空时分组码的性 能取决于信道估计的准确性。如果采用导频辅助的信道估计，则在信道快速 变化时需要插入很多导频符号，既降低了带宽效率，又增加了发射功率。而 卡尔曼信道估计方法可以减少导频符号的数量，具有良好的性能。

2根发射天线、N_R根接收天线的Alamouti空时分组码系统如图1所示， 发射端包括空时编码装置(Space Time Encoder)，接收端包括空时解码装置 (Space Time Decoder)、滤波装置(Filter)、预测装置(Prediction)和延迟装 置(Delay)。

请继续参见图1，假设发送端在2n时刻的发送天线1、发送天线2上的发 射信号分别为1/s(2n)、1/s(2n+1)，在2n+1时刻的发送天线1、发送天线 2上的发射信号分别为-1/s^*(2n+1)、1/s^*(2n)，那么接收信号可表示为：

r(2n)＝1/H(2n)[s(2n)s(2n+1)]^T+n(2n)

r(2n+1)＝1/H(2n+1)[-s^*(2n+1)s^*(2n)]^T+n(2n+1)

其中，r(n)是n时刻的接收信号，维数为N_R×1；H(n)是n时刻的信道系数 矩阵，维数为N_R×2，这里假设H(n)为非相关瑞利平坦衰落信道矩阵；n(n)为 相互独立的均值为零、方差为σ_n²的加性复高斯白噪声。

由于不同接收天线的信道系数相互独立没有相关性，2发多收系统的卡尔 曼信道估计方法与2发1收系统的信道估计方法一样，只是增加了几个同样 功能的模块，所以为了方便起见，这里只考虑2发1收的空时分组码系统， 对于2发多收系统，可以将此过程应用于每根接收天线来估计信道系数。

对于2发1收系统，令h(n)＝[h₁(n)h₂(n)]^T，那么接收信号可重新表示为：

r(2n)＝1/[s(2n)s(2n+1)]h(2n)+n(2n)

r(2n+1)＝1/[-s^*(2n+1)s^*(2n)]h(2n+1)+n(2n+1)

下面结合图1，对现有的卡尔曼信道估计方法和信号检测方法进行说明。 如图2所示，包括：

步骤S201：利用发送的已知序列初始化滤波装置，获得信道系数的初始 值。

步骤S202：预测装置利用前一时刻滤波装置输出的信道系数，预测当前 时刻的信道系数。

步骤S203：空时解码装置利用预测装置预测的信道系数对接收信号解码。

步骤S204：滤波装置利用空时解码装置输出的解码后的信号、预测装置 预测的信道系数以及接收信号，获得更精确的信道系数的估计值。

至此，卡尔曼信道估计方法结束。

继续步骤S205：空时解码装置利用滤波装置输出的信道系数的估计值， 对接收信号进行解码，获得更精确的发射信号。

至此，信号检测过程结束。

下面具体介绍一种信道估计方法和信号检测方法。

有些资料(具体请参见“Space-Time Coding and Kalman Filtering for Time-Selective Fading Channels”，IEEE Transactions on Communications， Vol.50，No.2，February 2002)考虑到信道的时变特性，认为2n时刻和2n+1时 刻的信道系数不相等，并应用卡尔曼滤波跟踪信道系数。

具体的，利用一阶自回归模型来建模信道系数h(n)的时变特性：