[发明专利]一种新型窄带物联网上行共享信道的信道估计方法

说明书

本发明公开了一种新型窄带物联网上行共享信道的信道估计方法，所述的方法执行以下步骤：对通过导频估计出来的CFR进行补零和重复操作；由于重复操作后的CIR中，信道能量更集中在两端的抽头，通过将中间部分的抽头置零，可以在保留大部分信道能量的同时过滤部分噪声；通过DFT将过滤后的CIR重新转换回CFR，然后提取对应的前3M个抽头，并将CFR的3次重复进行平均，即可得到导频符号的信道估计值；而后通过将导频符号处多个时隙的估计信道进行加权平均，可以估计非导频位置的信道，并进一步降低噪声的污染。本发明具有高估计精度和低计算复杂度的特性，同时大大降低了噪声污染。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，更具体的，涉及一种新型窄带物联网通信系统中的物理层上行共享信道的信道估计方法。

背景技术

在窄带物联网(narrowband Internet of Things,NB-IoT)通信系统中，终端(user equipment,UE)通过物理层上行共享信道(narrowband physical uplink sharedchannel,NPUSCH)向基站(E-NodeB,eNB)传输数据信息(Format 1)或者反馈上行控制信息(Format 2)。

由于无线传播环境中的噪声污染，我们需要在接收端进行信道均衡，从而正确地恢复出终端传输的信息。要进行信道均衡，首先我们需要通过基于导频的信道估计技术来估计出导频位置的信道，而后通过信道插值技术来估计出非导频位置的信道。

传统的信道估计技术有最小二乘(least square,LS)信道估计和最小均方误差(minimum mean square error,MMSE)信道估计。LS估计会将噪声放大，因此在低信噪比时估计精度很差，而NB-IoT系统通常都工作在低信噪比环境下，因此不能采用。MMSE估计可以抑制噪声，因此具有很好的估计精度。但是由于它需要进行矩阵求逆运算，因此计算复杂度非常高，此外，精确的信道自相关矩阵的获取也是非常困难的，因此，通常只将它作为一个性能上界进行参考。

由于MMSE估计的不切实际以及LS估计易受噪声影响的特性，前人做出了一些尝试来在估计精度和计算复杂度之间做一个均衡。如文献[1]J.J.van de Beek,O.Edfors andM.Sandell,et al.,“On channel estimation in OFDM systems,”in Proc.IEEE VTC'95,July 1995,pp.815–819，该文献通过首先将(inverse discrete Fourier transform,IDFT)应用于通过导频估计出的信道频域响应(channel frequency response,CFR)，然后对信道冲击响应(channel impulse response,CIR)进行线性滤波，并最终通过DFT将滤波后的CIR转换为CFR来过滤噪声。该方法在LTE中取得了很好的性能，并得到了广泛的应用。

该方法的时域线性滤波是基于信道能量集中在CIR前几个抽头的假设，他们通过将后面的抽头置零来降低噪声的污染。但是在NPUSCH中，由于子载波数相对于LTE大大减少，导致抽头数量锐减，因此无法直接沿用此方法。在信道插值时，传统方法均采用恒值插值，即非导频位置使用导频位置的估计信道，该方法存在噪声污染大的缺点。

发明内容

本发明为了解决现有技术对信道估计存在噪声污染大、估计精度低的问题，提供了一种新型窄带物联网上行共享信道的信道估计方法，其具有高估计精度和低计算复杂度的特性，同时大大降低了噪声污染。

为实现上述本发明目的，采用的技术方案如下：一种新型窄带物联网上行共享信道的信道估计方法，所述的方法执行以下步骤：

S1：对通过导频估计出来的CFR进行补零和重复操作；

S2：由于重复操作后的CIR中，信道能量更集中在两端的抽头，通过将中间部分的抽头置零，可以在保留大部分信道能量的同时过滤部分噪声；