[发明专利]TD-HSPA+下行链路的快速时变信道估计方法

摘要

本发明公开了一种用于TD-HSPA+系统的快速时变信道估计方法，特征是先通过传统的斯泰纳信道估计方法对信道进行一次粗估计，获得基站给每个激活用户发送的训练序列和噪声功率；再建立一个表征信道变化的线性预测模型，构造相应的系统矩阵，然后以最小均方误差准则计算模型参数；最后由线性预测模型预测信道的变化。本发明比现有采用基于最小二乘准则的多项式拟合的方法运算复杂度更低、鲁棒性更强，具有更好的抗噪声性能、更高的估计精度，更适用于目前常见的快速时变信道场景的优点。采用本发明方法可以为TD-HSPA+系统在快速时变信道场景中提供更加准确的信道估计，以解决现有算法计算复杂度高、低信噪比情况下估计精度差的问题。

主权项

1.一种用于TD-HSPA+下行链路的快速时变信道估计的方法，先通过传统的斯泰纳信道估计方法对信道进行一次粗估计，由粗估计结果获得基站给每个激活用户发送的训练序列和信道的噪声功率，建立一个表征信道变化的线性预测模型，构造相应的系统矩阵，然后以最小均方误差准则计算模型参数，最后由线性预测模型预测信道的变化；其特征在于依次包括以下步骤：信道粗估计步骤A1：根据接收训练序列RM和通过广播得知的基本训练序列BM利用斯泰纳信道估计方法估计出全部用户信道冲激响应噪声消除步骤A2：对所述全部用户信道冲激响应进行去噪处理，以区分K_a个激活用户与K_u个非激活用户；噪声估计步骤A3：对于非激活用户，按照如下的噪声功率估计公式估计噪声功率σ_n²：σn2=128W·Σn=1Wh^inactive(n),]]>式中，表示从所述全部用户信道冲激响应选出的某个非激活用户的信道冲激响应，W是信道估计窗的长度；构造系统矩阵步骤A4：记录每个激活用户信道估计窗在所述全部用户信道冲激响应中的位置winpos_k，其中k为激活用户的序号，它满足条件1≤k≤K_a；对序号为k的激活用户，按照如下训练序列重建公式恢复其发送的训练序列M：M(i)＝BM((i+(K-winpos_k)W)％128+1)，i＝1，2，...，128，其中K代表信道估计窗总数，winpos_k为所述激活信道估计窗在所述全部用户信道冲激响应中的位置；对序号为k的激活用户信道估计窗，保留W_m条有效径，并记录序号为w的有效径在该激活信道估计窗中的位置pathpos_w，序号w满足1≤w≤W_m；并按照如下等效发送序列计算公式构造对应于该有效径的发送序列M_w：M_w(i)＝M((i-pathpos_w)％128+1)，i＝1，2，...，128；建立表征信道变化的线性预测模型表示任意激活用户的信道响应的某一径在该时隙内的变化情况；对序号为k的激活用户，按照如下系统子矩阵计算公式构造系统子矩阵S^(k)：式中M_w＝[M_w(1)，M_w(2)，...，M_w(128)]为该激活用户信道的第w条有效径对应的发送序列；按照如下系统矩阵计算公式构造系统矩阵S：S=[S(1),S(2),...,S(Ka)];]]>估计模型参数步骤A5：先计算参数矩阵H的协方差矩阵R_H的逆R_H^-1：式中，diag{g}表示以括号中的元素构成一个对角矩阵，f_max代表最大多普勒频率，f_chip代表码片速率；然后根据最小均方误差准则，按照如下模型计算公式计算模型参数和H^=[h^10(1),h^11(1),h^20(1),h^21(1),...,h^Wm0(1),h^Wm1(1),...,h^10(Ka),h^11(Ka),...,h^Wm0(Ka),h^Wm1(Ka)]T=(SHS+σn2RH-1)-1SHr,]]>其中(1≤k≤K_a，1≤w≤W_m，i＝0，1)代表第k个激活用户信道冲激响应的第w条有效径的第i个模型参数，(g)^H表示矩阵共轭转置操作，(g)^-1表示矩阵求逆操作；信道预测步骤A6：由线性预测模型预测信道响应h在整个时隙内的变化。