CN103944842B - 信道均衡方法以及通信设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通信领域，公开了一种信道均衡方法以及通信设备。方法包括：接收机接收调制系数的信息，所述调制系数包括：导频调制系数、以及数据调制系数；接收机接收通信信号，所述通信信号包括：导频信号、以及数据信号；接收机根据接收的所述导频信号、已知导频发射信号、以及所述导频调制系数，获得所述通信信号经过的信道的初始信道状态信息；接收机根据所述数据调制系数以及导频调制系数，调整所述初始信道状态信息，获得所述信道的各最终信道状态信息；接收机根据各所述最终信道状态信息，对接收的所述数据信号进行信道均衡，解调恢复获得所述数据信号的发射信号。应用该技术方案能够提高信道均衡的精确度，提高数据通信效果。

Description

信道均衡方法以及通信设备

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及一种多输入多输出通信的信道均衡方法以及通信设备。

背景技术

无线通信系统的性能很大程度上受到无线信道的影响，如阴影衰落和频率选择性衰落等等，使得发射机和接收机之间的传播路径非常复杂。无线信道并不像有线信道固定并可预见，而是具有很大的随机性，这就对接收机的设计提出了很大的挑战。

在现有的通信系统中，为了能在接收端准确的恢复发射端的发送信号人们采用各种措施来抵抗多径效应对传输信号的影响，就需要在接收信息时，对信道的参数进行估计，获得精确的信道状态信息，然后利用精确的信道状态信息，在接收端进行信道均衡(Channel Equalization)以正确地解调出该数据信号的发射信号。

目前的信道估计方法主要如下：在数据信号中增加一定长度的导频信号(PilotSignal)，该导频信号的发射信号由网络协议预先确定，接收机根据接收到的信号中的导频信号的接收信号以及接收机预知的导频信号发射值，按照以下函数式(1)计算估算获得当前信道的信道状态信息：

其中，为信号经过的信道的信道状态参数，r为接收机接收到导频信号的接收值，p为接收机已知的导频信号的发射值。

在接收端根据导频信号得到信道状态参数后，应用该信道状态参数进行信道均衡，主要是根据以下函数式：对接收到的数据信号进行恢复均衡，以解调恢复该数据信号的发射信号，其中，S为数据信号的发射信号，r为数据信号的接收信号。

由于在信号调制中不同的信号调制方式对应的调制系数不一样，现有技术的数据信道均衡中，数据信号、导频信号采用同一调制方式，从而避免在数据发射过程中由于调制系数不同而导致信道估计的误差。

另外，在现有技术中，为了确保导频信号的准确性，决定了导频信号一般采用低阶调制的调制方式，而同时随着数据通信技术发展，需要传输的数据越来越大，采用低阶调制方式对数据信号进行调制不利于无线资源的充分应用，容易造成无线网络数据量大，影响网络传输的效率。

发明内容

本发明实施例第一目的在于提供一种信道均衡方法，应用该技术方案能够提高信道均衡的精确度，提高数据通信效果。

本发明实施例第二目的在于提供一种通信设备，应用该技术方案能够提高信道均衡的精确度，提高数据通信效果。

本发明实施例第三目的在于提供另一种通信设备，应用该技术方案能够提高信道均衡的精确度，提高数据通信效果。

第一方面，本发明实施例提供的一种信道均衡方法，包括：

接收机接收调制系数的信息，所述调制系数包括：导频调制系数、以及数据调制系数；

接收机接收通信信号，所述通信信号包括：导频信号、以及数据信号；

接收机根据接收的所述导频信号、已知导频发射信号、以及所述导频调制系数，获得所述通信信号经过的信道的初始信道状态信息；

接收机根据所述数据调制系数以及导频调制系数，调整所述初始信道状态信息，获得所述信道的各最终信道状态信息；

接收机根据各所述最终信道状态信息，对接收的所述数据信号进行信道均衡，解调恢复获得所述数据信号的发射信号。

结合第一方面，在第一种实现方式下，所述通信信号为：多输入多输出通信信号；

步骤：根据接收的所述导频信号、已知导频发射信号、以及所述导频调制系数，获得所述通信信号经过的信道的初始信道状态信息，包括：

所述接收机根据以下函数式，计算获得所述接收机的各接收天线对应的第一信道、第二信道的初始信道状态信息：

其中，所述第一信道、第二信道分别为第i接收天线对应的天线方图的发射信号增益B₀(θ)、发射信号增益B₂(θ)对应的信道，

所述B₀(θ)、B₂(θ)相互正交，

所述i为所述接收机的接收天线的序号，

所述分别为：第i接收天线的所述第一信道、第二信道的初始信道状态信息；

所述R₀为：所述导频调制系数，

所述p₁(n)、p₂(n)分别为：为接收机已知的、发射机发出的两导频发射信号流；所述r_i1(n)、r_i2(n)分别为：所述第i接收天线在所述第一信道、第二信道收到的所述导频信号，所述n为所述导频信号的任一子载波序号，所述N为所述导频信号的子载波长度。

结合第一方面，在第一种实现方式下，步骤：接收机根据所述数据调制系数以及导频调制系数，调整所述初始信道状态信息，获得所述信道的各最终信道状态信息，包括：

根据以下函数式，获得所述第i接收天线对应的所述第一信道、第二信道的最终信道状态信息

所述R₁为：所述数据调制系数。

结合第一方面，在第一种实现方式下，所述导频调制系数，由发射机根据所述发射机的硬件配置信息按照预定的算法计算获得；或者，

所述导频调制系数，由所述发射机根据所述发射机的硬件配置信息、以及所述接收机反馈的当前实际信道估计状态信息，按照预定的算法计算获得。

结合第一方面，在第一种实现方式下，所述多输入多输出信号为：正交频分复用信号、或者单载波信号。

第二方面，本发明实施例提供的一种通信设备，包括：天线，用于发送、接收信号，所述接收的信号包括：接收外部发送的调制系数的信息以及发送通信信号，

所述调制系数包括：导频调制系数、以及数据调制系数，

所述通信信号包括：导频信号、以及数据信号；

存储单元，用于存储所述导频调制系数、数据调制系数、各已知导频信号；

信道估计单元，用于根据接收的所述导频信号、已知导频发射信号、以及所述导频调制系数，获得所述通信信号经过的信道的初始信道状态信息；

信道状态信息调整单元，用于根据所述数据调制系数以及导频调制系数，调整所述初始信道状态信息，获得所述信道的各最终信道状态信息；

信道均衡单元，用于根据各所述最终信道状态信息，对接收的所述数据信号进行信道均衡，解调恢复获得所述数据信号的发射信号。

结合第二方面，在第一种实现方式下，所述天线为至少两个，

所述信道估计单元，具体用于根据以下函数式，计算获得所述接收机的各接收天线对应的第一信道、第二信道的初始信道状态信息：

其中，所述第一信道、第二信道分别为第i接收天线对应的天线方图的发射信号增益B₀(θ)、发射信号增益B₂(θ)对应的信道，

所述B₀(θ)、B₂(θ)相互正交，

所述i为所述接收机的接收天线的序号，

所述分别为：第i接收天线的所述第一信道、第二信道的初始信道状态信息；

所述R₀为：所述导频调制系数，

所述p₁(n)、p₂(n)分别为：为接收机已知的、发射机发出的两导频发射信号流；所述r_i1(n)、r_i2(n)分别为：所述第i接收天线在所述第一信道、第二信道收到的所述导频信号，所述n为所述导频信号的任一子载波序号，所述N为所述导频信号的子载波长度。

结合第二方面，在第一种实现方式下，所述信道状态信息调整单元，具体用于根据以下函数式，获得所述第i接收天线对应的所述第一信道、第二信道的最终信道状态信息

所述R₁为：所述数据调制系数，

所述R₀为所述导频调制系数，

所述分别为：第i接收天线的所述第一信道、第二信道的初始信道状态信息。

第三方面，本发明实施例提供的一种通信设备，包括：

天线，用于发送、接收信号，所述接收的信号包括：接收外部发送的调制系数的信息以及发送通信信号，

所述调制系数包括：导频调制系数、以及数据调制系数，

所述通信信号包括：导频信号、以及数据信号；

存储器，用于存储所述导频调制系数、数据调制系数、各已知导频信号；

信道估计器，用于根据接收的所述导频信号、已知导频发射信号、以及所述导频调制系数，获得所述通信信号经过的信道的初始信道状态信息；

信道状态信息调整器，用于根据所述数据调制系数以及导频调制系数，调整所述初始信道状态信息，获得所述信道的各最终信道状态信息；

信道均衡器，用于根据各所述最终信道状态信息，对接收的所述数据信号进行信道均衡，解调恢复获得所述数据信号的发射信号。

结合第三方面的第一种实现方式，在第一种实现方式下，

所述天线为至少两个，

所述信道估计器，具体用于根据以下函数式，计算获得所述接收机的各接收天线对应的第一信道、第二信道的初始信道状态信息：

其中，所述第一信道、第二信道分别为第i接收天线对应的天线方图的发射信号增益B₀(θ)、发射信号增益B₂(θ)对应的信道，

所述B₀(θ)、B₂(θ)相互正交，

所述i为所述接收机的接收天线的序号，

所述分别为：第i接收天线的所述第一信道、第二信道的初始信道状态信息；

所述R₀为：所述导频调制系数，

所述p₁(n)、p₂(n)分别为：为接收机已知的、发射机发出的两导频发射信号流；所述r_i1(n)、r_i2(n)分别为：所述第i接收天线在所述第一信道、第二信道收到的所述导频信号，所述n为所述导频信号的任一子载波序号，所述N为所述导频信号的子载波长度。

结合第三方面的第一种实现方式，在第三种实现方式下，所述信道状态信息调整器，具体用于根据以下函数式，获得所述第i接收天线对应的所述第一信道、第二信道的最终信道状态信息

所述R₁为：所述数据调制系数，

所述分别为：第i接收天线的所述第一信道、第二信道的初始信道状态信息。

由上可见，应用本实施例技术方案，由于本实施例中接收机在收到包含导频信号以及数据信号的通信信号前还接收到该导频信号对应的导频调制系数以及数据信号对应的数据调制系数，故在进行信道估计时可以具体根据导频调制系数根据接收到的导频信号以及该导频信号对应的已知导频发射信号对通信信号经过的信道进行信道估计，获取信道的CSI，记为初始CSI，在根据导频信号获得信道的初始CSI后，还进一步根据收到的导频调制系数、数据调制系数对初始CSI进行调整，以获得调整后的最终CSI，以消除本实施例中通信信号中导频调制系数与数据调制系数不同而给数据信号的道均衡带来的额外的解调误差。

综上可见，相对于现有技术中固有的同一调制的导频信号、数据信号的局限。应用本实施例技术方案有利于突破导频信号、数据信号务必采用同一调制的固有限制，使得导频信号调制以及数据信号的调制可以分别根据导频信号以及数据信号各自的调制、解调以及传输要求执行，而在接收端能根据发射机预先传输过来的导频调制系数以及数据调制系数在信道估计时消除由于通信信号中的导频信号、数据信号的导频调制系数以及数据调制系数不一致而给数据信号的信道均衡带来的额外误差，确保数据信号的信道均衡的精确度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1提供的多输入多输出通信的信道均衡方法流程示意图；

图2为本发明实施例2提供的Single RF天线的结构示意图；

图3为本发明实施例2提供的Single RF天线中的发射信号的增益B₀(θ)、B₁(θ)、B₂(θ)的幅度信息示意图；

图4为本发明实施例2提供的多输入多输出通信的信道均衡方法流程示意图；

图5为本发明实施例3提供的通信设备结构示意图；

图6为本发明实施例4提供的通信设备结构示意图；

图7为本发明实施例5提供的通信设备结构示意图；

图8为本发明实施例6提供的通信设备结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

参见图1所示，本实施例提供了一种多输入多输出通信的信道均衡方法，该方法主要包括以下的流程：

步骤101：接收机接收调制系数信息。

在本实施例中，发射机在发射包含业务数据信号以及导频信号的通信信号前，首先将在待发送的通信对应的调制系数信息发送至对端的接收机，以便接收机在收到通信信号前先收到该通信信号对应的调制系数信息。

该调制系数包括：导频调制系数、以及数据调制系数。其中导频调制系数为发射机在调制通信信号中的导频信号时采用的调制系数，数据调制系数为发射机在调制通信信号中的数据信号时采用的调制系数。

在本实施中，在进行通信信号的调制时，位于数据信号前的导频信号的调制方与数据信号的调制方式相互独立，而无需按照相同的调制方式、相同的调制系数进行信号调制。

譬如：本实施例的通信信号中的导频信号可以但不限于双相移相键控(BinaryPhase Shift Keying，简称BPSK)调制，其调制系数为R0，数据信号采用相正交振幅调制(Quadrature Amplitude Modulation，简称QAM)，其调制系数为R1。

步骤102：接收机接收通信信号。

发射机在向接收机发送当前待发送的通信信号对应的调制系数信息后，将该通信信号发送出去。

在接收机端，接收机接收该通信信号，该通信信号帧中包括导频信号以及导频信号后的数据信号，帧结构如下：

导频信号

数据信号

步骤103：接收机根据接收的导频信号、已知导频信号以及导频调制系数，获得通信信号经过的各信道的初始信道状态信息。

接收机收到通信信号后，根据接收的通信信号中的导频信号、该导频信号对应的已知导频发射信号以及导频系数，对本通信信号经过的信道进行信道估计，得到该信道的初始信道状态信息(Channel State Information，简称CSI)。

步骤104：接收机根据数据调制系数、以及导频调制系数，调整各信道的各初始信道状态信息，获得通信号经过的各信道的各最终信道状态信息。

接收机根据通信信号中的导频信号，进行信道估计获得初始CSI后，在本步骤中还根据导频调制系数以及数据调制系数进一步调整信道的初始CSI，以消除由于导频调制系数、数据调制系数不同而给信道均衡带来的额外偏差。而在本步骤中，还进一步利用数据调制系数以及导频调制系数对初始CSI进行调整，已得到调整后的最终CSI，以利用最终CSI对数据信号进行信道均衡。

步骤105：接收机根据最终信道状态信息，对数据信号进行信道均衡，解调恢复数据信号的发射信号。

接收机应用调整后的最终CSI，对通信信号中的数据信号进行信道均衡，解调获得该数据信号的发射信号。

具体的信道均衡方法可以但不限于参见现有技术的任一信道均衡技术方案。

由上可见，应用本实施例技术方案，由于本实施例中接收机在收到包含导频信号以及数据信号的通信信号前还接收到该导频信号对应的导频调制系数以及数据信号对应的数据调制系数，故在进行信道估计时可以具体根据导频调制系数根据接收到的导频信号以及该导频信号对应的已知导频发射信号对通信信号经过的信道进行信道估计，获取信道的CSI，记为初始CSI，在根据导频信号获得信道的初始CSI后，还进一步根据收到的导频调制系数、数据调制系数对初始CSI进行调整，以获得调整后的最终CSI，以消除本实施例中通信信号中导频调制系数与数据调制系数不同而给数据信号的道均衡带来的额外的解调误差。

综上可见，相对于现有技术中固有的同一调制的导频信号、数据信号的局限。应用本实施例技术方案有利于突破导频信号、数据信号务必采用同一调制的固有限制，使得导频信号调制以及数据信号的调制可以分别根据导频信号以及数据信号各自的调制、解调以及传输要求执行，而在接收端能根据发射机预先传输过来的导频调制系数以及数据调制系数在信道估计时消除由于通信信号中的导频信号、数据信号的导频调制系数以及数据调制系数不一致而给数据信号的信道均衡带来的额外误差，确保数据信号的信道均衡的精确度。

实施例2：

本实施例以如何对单射频通道的MIMO(Single RF MIMO)发射机发出的MIMO信号进行接收并对接收的MIMO信号进行信道均衡为例，对本发明技术方案进行进一步的详细分析。

Single RF MIMO的发射机中仅具备一射频链路通道。在Single RF MIMO网络中，其Single RF天线的结构如图2示。

由图2见，在Single RF MIMO的通信设备仅设置有一天线实体201，又称天线激励阵子201(active element)，该天线激励阵子201通过射频链路可以发送信号以及接收来自基带的信号，如图中的S0；

在天线激励阵子201的旁边对称设置有两个寄生阵子202(Parasitic Element)。各寄生阵子202不带有射频链路，不能够直接发送和接收信号，而通过调节本身的电抗(Reactance)而调节发送信号的模式。各寄生阵子202与激励阵子201之间的间距固定为d：其中，θ为入射信号和天线阵列之间的夹角。在各寄生阵子202前设置有控制电路203，可以用过调整该控制电路203，而调节输入信号s₀，s₁而实现寄生阵子202的电抗，从而调整通过各寄生阵子202与激励阵子201之间的耦合而实现数据发送。在Single RF MIMO系统中传输的数据流主要为两路数据流，一数据流由上述的射频链路传输；另一数据流通过寄生阵子202与激励阵子201之间耦合实现。

对于图2所示的ingle RF天线结构，出射角度为θ的远场信号记为G(θ)，其可以表示为：

其中，

其中，Z_s为寄生阵子202的源阻抗(source impedance)，xL₁，xL₂分别为图2中位于激励阵子201旁边的寄生阵子202的可调电感，j代表虚数；

其中Z_ii为任一激励阵子201或者寄生阵子202的自阻抗，Z_ij为激励阵子201或者寄生阵子202之间的互阻抗，i，j＝0，1，2。天线阵列的结构确定后，z的值可以根据电路原理根据现有技术获得；

λ为波长；υ_s为代表天线增益，其值可以由射频链路的放大器进行调节。

将函数式式(1)进一步展开可以得到：

上函数式(2)中，发射信号的增益B₀(θ)、B₁(θ)、B₂(θ)的幅度信息如图3所示，其中

由图3可见，从图中可以看出，B₀(θ)和B₁(θ)基本一致，通过计算B₀(θ)和B₁(θ)之间的能量分布可以得到：

其中c＝0.9612，

另外从图中和计算可以得到，B₂(θ)与B₀(θ)、以及B₁(θ)分别正交。

将函数式(3)代入函数式(2)可以得到函数式(4)：

由函数式(4)，我们看到，我们可以通过调节υ_s，使xL₁、xL₂满足以下条件：

其中，R₀为调制系数，该调制系数在信道均衡上，用于弥补发射信号中相互正交的两增益B₀(θ)与B₂(θ)之间功率的不平衡，在理想信道下取R₀＝3.71。而在发射端进行信道调制时，调制系数R₀的取值还由发射机的硬件决定，且在发射端可以实现的调制系数的取值一般不是连续值。

由上面的描述可以看出，在本实施例的Single RF MIMO通信网络中，由于发射信号的增益B₀(θ)与B₂(θ)，故函数式(4)中的发射信号s₀、s₁可以看做是通过相互正交的信道到达接收机，从而在接收端可以采用传统MIMO的方式进行接收处理。换一种说法，即在Single RF MIMO通信网络中，可以将B₀(θ)、B₂(θ)分别看作两根虚拟的发射天线，每根发射天线上发送的数据分别为s₀和s₁。相应地，在接收端任一天线分别接收到数据s₀和s₁。

以下以在Single RF MIMO通信网络实现本发明的信道均衡技术方案为例进行进一步的说明：

发射机根据自身硬件的测量(还可以但不限于结合当前与接收机之间的信道的CSI)，获得调制导频信号时应采用的导频调制系数，记为R₀，获得调制数据信号时应采用的数据调制系数，记为R₁。发射机向接收机发送调制系数信息，通知接收端当前的导频调制系数以及数据调制系数。发射机向接收机发送该调制系数信息的方式可以但不限于采用信令或者通知的方式发送。

发射机利用导频调制系数R₀、以及数据调制系数R₁，进行信号调制。调制得到的帧结构如下：

导频信号P(n)

数据信号

在本实施例中导频信号的数据长度N、数据信号的数据长度M的长度可以根据需要设置。譬如，可以但不限于与长期演变(Long Term Evolution，简称LTE)架构兼容，将N设为144，将M设为4048。

发射机在对导频信号进行调制编码时，导频信号可以但不限于使用采用四相相移键控信号(Quadrature Phase Shift Keying，简称QPSK)或者二进制相移键控(BinaryPhase Shift Keying，简称BPSK)进行信号调制，以保证根据导频信号进行信道估计的准确性。

发射机根据当前数据信号的业务需求以及网络要求选择确定的调制方式对数据信号进行调制，其调制方式可以但不限于为QPSK或者BPSK调制，其调制阶数可以但不限于高于导频信号的调制阶数。

根据函数式(4)所示，本实施例的Single RF MIMO网络系统中的导频p₁(n)和p₂(n)的构造如下：

其中B₀(θ)和B₂(θ)为正交的天线方向图中两正交信道的发射增益，p(n)为伪随机序列，可以用于信道估计和同步。B₀(θ)，B₂(θ)以及R₀分别根据事先生成的电抗值xL₁，xL₂生成。

参见图4所示，在接收机端，接收机的处理流程主要包括以下的步骤：

步骤401：接收机接收调制系数信息。

本步骤与实施例1中的步骤101同理。

步骤402：接收机接收MIMO信号。

本实施例以接收机有2个天线(第一天线、第二天线)为例，对于具有超过2根以上的天线的接收机的MIMO信号的接收的情况类似。

对于第一天线，第一天线对应的天线方图的发射信号增益B₀(θ)和B₂(θ)的信道分别为h₁₁和h₁₂，第一天线通过信道h₁₁以及信道h₁₂分别收到的两路导频信号流分别可以表示为函数式(5)：

其中，p₁(n)、p₂(n)分别为：为接收机已知的、发射机发出的两导频发射信号流，R₀为导频调制系数，n为导频序列序号，上式中的h₁₁、h₁₂分别为信道h₁₁、h₁₂的CSI。

同理，第二天线对应的天线方图的发射信号增益B₀(θ)和B₂(θ)的信道分别为h₂₁、h₂₂，第一天线通过信道h₂₁以及信道h₂₂分别收到的两路导频信号流分别可以表示为函数式(5’)：

步骤403：接收机根据接收的导频信号、已知导频信号以及导频调制系数，获得MIMO信号经过的各信道的初始信道状态信息。

对于接收机的第一天线，对函数式(5)进行时域相关，得到函数式(6)：

根据函数式(6)得到信道h₁₁、h₁₂的CSI估计值见以下函数式：

对于接收机的第二天线，对函数式(5’)进行时域相关，得到函数式(6’)：

根据函数式(6’)得到信道h₂₁、h₂₂的CSI估计值见以下函数式：

至此，利用接收机各天线接收到的导频信号分别获得各天线对应的天线方图B₀(θ)和B₂(θ)的信道的初始CSI。

步骤404：接收机根据数据调制系数、以及导频调制系数，调整各信道的各初始信道状态信息，获得MIMO信号经过的各信道的各最终信道状态信息。

在本实施例中，由于Single RF MIMO架构本身的限制，在导频信号以及数据信号调制时的调制系数不相同，在接收机侧，接收机利用第一导频发射信号p₁(n)以及第二导频发射信号p₂(n)获得的各信道h₁₁、h₁₂、h₂₁、h₂₂的初始CSI后，在本步骤中进一步对各信道h₁₁、h₁₂、h₂₁、h₂₂的初始CSI进行调整，具体根据以下函数式(7)调整，获得信道h₁₁、h₁₂、h₂₁、h₂₂的最终CSI： 以及

步骤405：接收机根据最终信道状态信息，对数据信号进行信道均衡，解调恢复数据信号的发射信号。

在获得各个信道的经调整后的最终CSI后，根据各信道的CSI，对数据信号进行信道均衡，解调恢复数据信号的发射信号。本步骤可以但不限于采用现有技术执行。

由上可见，应用本实施例技术方案，除了具备实施例1中的有益效果外，还特别适用于在Single RF MIMO射频架构，确保在Single RF MIMO射频架构中由于Single RF MIMO射频架构的固有硬件局限，而导频调制系数与数据调制系数不一致的情形，消除由于MIMO信号中导频调制系数、数据调制系数不一致给数据信号的信道均衡带来的额外误差，确保该情形下的信道均衡的精确性，由于推广Single RF MIMO射频架构的应用，提高通信效果。

需要说明的是，本实施例技术方案中的MIMO信号可以但不限于为单载波信号，也可以为多载波信号，譬如正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，简称OFDM)信号等。其根据导频信号进行各信道的CSI估计以及CSI调整的技术方案与上同理。

实施例3：

参见图5所示，本实施例提供了一种通信设备，该通信设备主要包括以下部件：天线501、存储单元502、信道估计单元503、信道状态信息调整单元504以及信道均衡单元505。各部分的连接关系以及工作原理如下：

天线501，作为本通信设备的射频部件，用于发送、接收信号。

在本实施例中，本通信设备通过天线501接收的信号包括：接收发射机在发送包含导频信号以及数据信号之前发送到本通信设备的调制系数信息，其中调制系数信息包括：导频调制系数、以及数据调制系数。天线501在收到调制系数信息时，将导频调制系数、以及数据调制系数存储至存储单元502。

本通信设备作为接收端其天线501接收的通信信息号还包括：包含导频信号以及数据信号的通信信号，其中导频信号、数据信号对应的导频调制系数、数据调制系数可以但不限于相异。

存储单元502用于存储数据，其存储的数据包括：本接收机即将收到的通信信号中的导频信号以及数据信号分别导频调制系数、数据调制系数、以及该即将收到的通信信号中的导频信号的导频发射信号。

信道估计单元503，与天线501连接，用于在天线501收到包含导频信号以及数据信号的通信信号后，根据存储单元502中存储的导频调制系数、导频发射信号以及当前收到的导频信号，对信号经过的信达进行信道估计，获得各信道的初始CSI。进一步的原理可以但不限于参见实施例1、2中的步骤103、步骤403的记载。

信道状态信息调整单元504，与信道估计单元503电连接，用于在信道估计单元503获得各信道的初始CSI后，根据存储单元502中存储的导频调制系数以及数据调制系数，调整各信道的CSI，获得各信道的最终CSI，将各信道的最终CSI输入至信道均衡单元505。

信道均衡单元505，与天线501以及信道状态信息调整单元504分别电连接，用于根据各信道的最终CSI，对当前天线501收到的通信信号中的数据信号进行信道均衡，解调恢复获得数据信号的发射信号。

由上可见，应用本实施例技术方案，由于本实施例中通信设备在收到包含导频信号以及数据信号的通信信号前还接收到该导频信号对应的导频调制系数以及数据信号对应的数据调制系数，并将导频调制系数以及数据调制系数预存在存储单元502中，故在信道估计单元503进行信道估计时可以具体根据导频调制系数根据接收到的导频信号以及该导频信号对应的已知导频发射信号对通信信号经过的信道进行信道估计，获取信道的CSI，记为初始CSI，在信道估计单元503根据导频信号获得信道的初始CSI后，然后由信道状态信息调整单元504还进一步根据收到的导频调制系数、数据调制系数对初始CSI进行调整，以获得调整后的最终CSI，以消除本实施例中通信信号中导频调制系数与数据调制系数不同而给数据信号的道均衡带来的额外的解调误差。

综上可见，相对于现有技术中固有的同一调制的导频信号、数据信号的局限。应用本实施例技术方案能突破导频信号、数据信号务必采用同一调制的固有限制，使得发射端对导频信号调制以及数据信号的调制可以分别根据导频信号以及数据信号各自的调制、解调以及传输要求执行，而在本通信设备能根据发射机预先传输过来的导频调制系数以及数据调制系数在信道估计时消除由于通信信号中的导频信号、数据信号的导频调制系数以及数据调制系数不一致而给数据信号的信道均衡带来的额外误差，确保数据信号的信道均衡的精确度。

实施例4：

参见图6所示，本实施例提供一种通信设备，该通信设备与实施3所不同之处主要在于：

在本实施例的通信设备中设置有至少两根天线601，本实施例通信设备为多输入多输出通信设备。

作为实施例1的进一步详细介绍，在本实施例的通信设备中的信道估计单元603具体用于根据以下函数式，计算获得所述接收机的各接收天线601对应的第一信道、第二信道的初始信道状态信息：

其中，第一信道、第二信道分别为第i接收天线对应的天线601方图的发射信号增益B₀(θ)、发射信号增益B₂(θ)对应的信道，

所述B₀(θ)、B₂(θ)相互正交，

所述i为所述接收机的接收天线601的序号，

所述分别为：第i接收天线601的所述第一信道、第二信道的初始信道状态信息，

所述R₀为：所述导频调制系数，

所述r_i1(n)、r_i2(n)分别为：所述第i接收天线601在所述第一信道、第二信道收到的所述导频信号，所述n为所述导频信号的任一子载波序号，所述N为所述导频信号的子载波长度。

作为实施例1的进一步详细介绍，在本实施例的通信设备中的信道状态信息调整单元604，具体用于根据以下函数式，获得所述第i接收天线601对应的所述第一信道、第二信道的最终信道状态信息

其中R₁为：数据调制系数。

由上可见，应用本实施例技术方案，其除了具备实施例3所述的有益效果外，本实施例的通信设备还进一步特别适用于MIMO通信网络，特别适用于接收来自于Single RFMIMO射频架构的MIMO信号，确保在Single RF MIMO射频架构中由于Single RF MIMO射频架构的固有硬件局限，而导频调制系数与数据调制系数不一致的情形，消除由于MIMO信号中导频调制系数、数据调制系数不一致给数据信号的信道均衡带来的额外误差，确保该情形下的信道均衡的精确性，由于推广Single RF MIMO射频架构的应用，提高通信效果。

实施例5：

参见图7所示，本实施例提供了一种通信设备，该通信设备主要包括以下部件：天线501、存储器702、信道估计器703、信道状态信息调整器704以及信道均衡器705。各部分的连接关系以及工作原理如下：

天线501，作为本通信设备的射频部件，用于发送、接收信号。

在本实施例中，本通信设备通过天线501接收的信号包括：接收发射机在发送包含导频信号以及数据信号之前发送到本通信设备的调制系数信息，其中调制系数信息包括：导频调制系数、以及数据调制系数。天线501在收到调制系数信息时，将导频调制系数、以及数据调制系数存储至存储器702。

本通信设备作为接收端其天线501接收的通信信息号还包括：包含导频信号以及数据信号的通信信号，其中导频信号、数据信号对应的导频调制系数、数据调制系数可以但不限于相异。

存储器702用于存储数据，其存储的数据包括：本接收机即将收到的通信信号中的导频信号以及数据信号分别导频调制系数、数据调制系数、以及该即将收到的通信信号中的导频信号的导频发射信号。

信道估计器703，与天线501连接，用于在天线501收到包含导频信号以及数据信号的通信信号后，根据存储器702中存储的导频调制系数、导频发射信号以及当前收到的导频信号，对信号经过的信达进行信道估计，获得各信道的初始CSI。进一步的原理可以但不限于参见实施例1、2中的步骤103、步骤403的记载。

信道状态信息调整器704，与信道估计器703电连接，用于在信道估计器703获得各信道的初始CSI后，根据存储器702中存储的导频调制系数以及数据调制系数，调整各信道的CSI，获得各信道的最终CSI，将各信道的最终CSI输入至信道均衡器705。

信道均衡器705，与天线501以及信道状态信息调整器704分别电连接，用于根据各信道的最终CSI，对当前天线501收到的通信信号中的数据信号进行信道均衡，解调恢复获得数据信号的发射信号。

由上可见，应用本实施例技术方案，由于本实施例中通信设备在收到包含导频信号以及数据信号的通信信号前还接收到该导频信号对应的导频调制系数以及数据信号对应的数据调制系数，并将导频调制系数以及数据调制系数预存在存储器702中，故在信道估计器703进行信道估计时可以具体根据导频调制系数根据接收到的导频信号以及该导频信号对应的已知导频发射信号对通信信号经过的信道进行信道估计，获取信道的CSI，记为初始CSI，在信道估计器703根据导频信号获得信道的初始CSI后，然后由信道状态信息调整器704还进一步根据收到的导频调制系数、数据调制系数对初始CSI进行调整，以获得调整后的最终CSI，以消除本实施例中通信信号中导频调制系数与数据调制系数不同而给数据信号的道均衡带来的额外的解调误差。

综上可见，相对于现有技术中固有的同一调制的导频信号、数据信号的局限。应用本实施例技术方案能突破导频信号、数据信号务必采用同一调制的固有限制，使得发射端对导频信号调制以及数据信号的调制可以分别根据导频信号以及数据信号各自的调制、解调以及传输要求执行，而在本通信设备能根据发射机预先传输过来的导频调制系数以及数据调制系数在信道估计时消除由于通信信号中的导频信号、数据信号的导频调制系数以及数据调制系数不一致而给数据信号的信道均衡带来的额外误差，确保数据信号的信道均衡的精确度。

实施例6：

参见图8所示，本实施例提供一种通信设备，该通信设备与实施5所不同之处主要在于：

在本实施例的通信设备中设置有至少两根天线601，本实施例通信设备为多输入多输出通信设备。

作为实施例1的进一步详细介绍，在本实施例的通信设备中的信道估计器803具体用于根据以下函数式，计算获得所述接收机的各接收天线601对应的第一信道、第二信道的初始信道状态信息：

其中，第一信道、第二信道分别为第i接收对应的天线601方图的发射信号增益B₀(θ)、发射信号增益B₂(θ)对应的信道，

所述B₀(θ)、B₂(θ)相互正交，

所述i为所述接收机的接收天线601的序号，

所述分别为：第i接收天线601的所述第一信道、第二信道的初始信道状态信息，

所述R₀为：所述导频调制系数，

所述r_i1(n)、r_i2(n)分别为：所述第i接收天线601在所述第一信道、第二信道收到的所述导频信号，所述n为所述导频信号的任一子载波序号，所述N为所述导频信号的子载波长度。

作为实施例1的进一步详细介绍，在本实施例的通信设备中的信道状态信息调整器804，具体用于根据以下函数式，获得所述第i接收天线601对应的所述第一信道、第二信道的最终信道状态信息

其中R₁为：数据调制系数。

由上可见，应用本实施例技术方案，其除了具备实施例3所述的有益效果外，本实施例的通信设备还进一步特别适用于MIMO通信网络，特别适用于接收来自于Single RFMIMO射频架构的MIMO信号，确保在Single RF MIMO射频架构中由于Single RF MIMO射频架构的固有硬件局限，而导频调制系数与数据调制系数不一致的情形，消除由于MIMO信号中导频调制系数、数据调制系数不一致给数据信号的信道均衡带来的额外误差，确保该情形下的信道均衡的精确性，由于推广Single RF MIMO射频架构的应用，提高通信效果。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种信道均衡方法，其特征在于，包括：

接收机接收调制系数的信息，所述调制系数包括：导频调制系数、以及数据调制系数；

接收机接收通信信号，所述通信信号包括：导频信号、以及数据信号；

接收机根据接收的所述导频信号、已知导频发射信号、以及所述导频调制系数，获得所述通信信号经过的信道的初始信道状态信息；

接收机根据所述数据调制系数以及导频调制系数，调整所述初始信道状态信息，获得所述信道的各最终信道状态信息；

接收机根据各所述最终信道状态信息，对接收的所述数据信号进行信道均衡，解调恢复获得所述数据信号的发射信号；

所述通信信号为：多输入多输出通信信号；

步骤：根据接收的所述导频信号、已知导频发射信号、以及所述导频调制系数，获得所述通信信号经过的信道的初始信道状态信息，包括：

所述接收机根据以下函数式，计算获得所述接收机的各接收天线对应的第一信道、第二信道的初始信道状态信息：

$\left\{\begin{array}{c}{\hat{h}}_{i1}=\frac{{{\hat{r}}_{i1}}^{\left(1\right)}+{{\hat{r}}_{i2}}^{\left(1\right)}}{2}\\ {\hat{h}}_{i2}=\frac{{{\hat{r}}_{i1}}^{\left(2\right)}+{{\hat{r}}_{i2}}^{\left(2\right)}}{2R_0}\end{array}\right.,$

其中，所述第一信道、第二信道分别为第i接收天线对应的天线方图的发射信号增益B₀(θ)、发射信号增益B₂(θ)对应的信道，

所述B₀(θ)、B₂(θ)相互正交，

所述i为所述接收机的接收天线的序号，

所述分别为：第i接收天线的所述第一信道、第二信道的初始信道状态信息；

$\left\{\begin{array}{c}{{\hat{r}}_{i1}}^{\left(1\right)}=\frac{1}{N}\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{r}_{i1}\left(p\right)p_1\left(n\right)\≈h_{i1}\\ {{\hat{r}}_{i2}}^{\left(1\right)}=\frac{1}{N}\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{r}_{i2}\left(p\right)p_1\left(n\right)\≈h_{i2}{R}_0\\ {{\hat{r}}_{i1}}^{\left(2\right)}=\frac{1}{N}\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{r}_{i1}\left(p\right)p_2\left(n\right)\≈h_{i1}\\ {{\hat{r}}_{i2}}^{\left(2\right)}=\frac{1}{N}\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{r}_{i2}\left(p\right)p_2\left(n\right)\≈h_{i2}{R}_0\end{array}\right.,$

所述R₀为：所述导频调制系数，

所述p₁(n)、p₂(n)分别为：为接收机已知的、发射机发出的两导频发射信号流；所述r_i1(n)、r_i2(n)分别为：所述第i接收天线在所述第一信道、第二信道收到的所述导频信号，所述n为所述导频信号的任一子载波序号，所述N为所述导频信号的子载波长度。

2.根据权利要求1所述的信道均衡方法，其特征在于，

步骤：接收机根据所述数据调制系数以及导频调制系数，调整所述初始信道状态信息，获得所述信道的各最终信道状态信息，包括：

根据以下函数式，获得所述第i接收天线对应的所述第一信道、第二信道的最终信道状态信息

$\left\{\begin{array}{c}{\stackrel{\‾}{h}}_{i1}={\hat{h}}_{i1}\\ {\stackrel{\‾}{h}}_{i2}={\hat{h}}_{i2}/R_0*R_1\end{array}\right.,$

所述R₁为：所述数据调制系数。

3.根据权利要求1所述的信道均衡方法，其特征在于，

所述导频调制系数，由发射机根据所述发射机的硬件配置信息按照预定的算法计算获得；或者，

所述导频调制系数，由所述发射机根据所述发射机的硬件配置信息、以及所述接收机反馈的当前实际信道估计状态信息，按照预定的算法计算获得。

4.根据权利要求1所述的信道均衡方法，其特征在于，

所述多输入多输出信号为：正交频分复用信号、或者单载波信号。

5.一种通信设备，其特征是，包括：

天线，用于发送、接收信号，所述接收的信号包括：接收外部发送的调制系数的信息以及发送通信信号，

所述调制系数包括：导频调制系数、以及数据调制系数，

所述通信信号包括：导频信号、以及数据信号；

存储器，用于存储所述导频调制系数、数据调制系数、各已知导频信号；

信道估计器，用于根据接收的所述导频信号、已知导频发射信号、以及所述导频调制系数，获得所述通信信号经过的信道的初始信道状态信息；

信道状态信息调整器，用于根据所述数据调制系数以及导频调制系数，调整所述初始信道状态信息，获得所述信道的各最终信道状态信息；

信道均衡器，用于根据各所述最终信道状态信息，对接收的所述数据信号进行信道均衡，解调恢复获得所述数据信号的发射信号；

所述天线为至少两个，

所述信道估计器，具体用于根据以下函数式，计算获得所述接收机的各接收天线对应的第一信道、第二信道的初始信道状态信息：

$\left\{\begin{array}{c}{\hat{h}}_{i1}=\frac{{{\hat{r}}_{i1}}^{\left(1\right)}+{{\hat{r}}_{i2}}^{\left(1\right)}}{2}\\ {\hat{h}}_{i2}=\frac{{{\hat{r}}_{i1}}^{\left(2\right)}+{{\hat{r}}_{i2}}^{\left(2\right)}}{2R_0}\end{array}\right.,$

其中，所述第一信道、第二信道分别为第i接收天线对应的天线方图的发射信号增益B₀(θ)、发射信号增益B₂(θ)对应的信道，

所述B₀(θ)、B₂(θ)相互正交，

所述i为所述接收机的接收天线的序号，

所述分别为：第i接收天线的所述第一信道、第二信道的初始信道状态信息；

$\left\{\begin{array}{c}{{\hat{r}}_{i1}}^{\left(1\right)}=\frac{1}{N}\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{r}_{i1}\left(p\right)p_1\left(n\right)\≈h_{i1}\\ {{\hat{r}}_{i2}}^{\left(1\right)}=\frac{1}{N}\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{r}_{i2}\left(p\right)p_1\left(n\right)\≈h_{i2}{R}_0\\ {{\hat{r}}_{i1}}^{\left(2\right)}=\frac{1}{N}\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{r}_{i1}\left(p\right)p_2\left(n\right)\≈h_{i1}\\ {{\hat{r}}_{i2}}^{\left(2\right)}=\frac{1}{N}\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{r}_{i2}\left(p\right)p_2\left(n\right)\≈h_{i2}{R}_0\end{array}\right.,$

所述R₀为：所述导频调制系数，

所述p₁(n)、p₂(n)分别为：为接收机已知的、发射机发出的两导频发射信号流；所述r_i1(n)、r_i2(n)分别为：所述第i接收天线在所述第一信道、第二信道收到的所述导频信号，所述n为所述导频信号的任一子载波序号，所述N为所述导频信号的子载波长度。

6.根据权利要求5所述的通信设备，其特征在于，

所述信道状态信息调整器，具体用于根据以下函数式，获得所述第i接收天线对应的所述第一信道、第二信道的最终信道状态信息

$\left\{\begin{array}{c}{\stackrel{\‾}{h}}_{i1}={\hat{h}}_{i1}\\ {\stackrel{\‾}{h}}_{i2}={\hat{h}}_{i2}/R_0*R_1\end{array}\right.,$

所述R₁为：所述数据调制系数，

所述分别为：第i接收天线的所述第一信道、第二信道的初始信道状态信息。