[发明专利]一种信道估计方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别涉及一种信道估计方法和装置。

背景技术

在正交频分复用(OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing)和全球微波接入互操作性(WiMAX，World Interoperability for MicrowaveAccess)等利用多载波传输的高速通信系统中，常以导频为基础进行信道估计，具体为：在发送端信号的某些固定位置插入一些已知的导频信号或训练序列，在接收端利用这些导频信号或训练序列进行信道估计。由于多载波系统的各个子载波信道具有时域和频域的二维结构，因而在进行信道估计时，可以同时在时间轴和频率轴两个方向上插入导频符号。

目前，在进行时域和频域二维的信道估计时，常采用基于二维滤波理论的信道估计方法，比如，采用二维维纳(Wiener)滤波器进行信道估计，下面具体介绍二维Wiener滤波信道估计方法，该方法主要包括以下步骤：

步骤一：根据导频所在位置的发送和接收信号，估计出导频所在位置的信道系数。

在本步骤中，导频所在位置可以由导频子载波的频域位置l′和时域位置k′共同表示，将在(l′，k′)导频所在位置上的发送信号表示为S_l′，k′，而本步骤中的接收信号R_l′，k′不仅包括发送信号经信道H_l′，k′传输后的信号H_l′，k′S_l′，k′，还包括噪声N_l′，k′，因而估计得到的导频所在位置的信道系数如公式(1)所示：

其中，pilot为由导频所在位置组成的集合，“∈”表示属于某个集合。

步骤二：确定二维Wiener滤波系数向量。

二维Wiener滤波器的设计实际上就是确定滤波器系数，本步骤通过信道的离散时频互相关函数和平均信噪比来确定出二维Wiener滤波器的系数。具体地，由二维Wiener滤波系数w_{l′，k′，l，k}组成的二维Wiener滤波系数向量二维Wiener滤波系数向量可以由公式(2)来定义：

W_l，k＝Θ_l，kΦ^-1，(l，k)∈data  (2)

其中，data为由数据位置组成的集合，Φ^-1是信道自相关矩阵Φ的广义求逆，这里，中的各元素为导频所在位置的信道自相关函数，可表示为：Θ_l，k为数据所在位置和导频所在位置的信道互相关矩阵Θ中的一个列向量，可以通过信道统计特性直接得到，这里的各元素为数据所在位置和导频所在位置的信道互相关函数，可表示为：符号表示任意元素。

自相关函数与互相关函数有如公式(3)所示的关系：

其中，E(|S_l′，k′|²)表示发送的导频符号S_l′，k′的平均能量，δ²为噪声的方差。因而，如果获得信道的互相关矩阵Θ和导频符号的平均信噪比就可以确定出二维Wiener滤波系数向量。

步骤三：利用所有导频所在位置的信道系数和二维Wiener滤波系数向量，估计任意时频位置处的信道响应。

在本步骤中，对导频所在位置的信道系数进行二维Wiener滤波，也就是将每一个导频所在位置的信道系数乘以相应二维Wiener滤波系数向量中的二维Wiener滤波系数w_{l′，k′，l，k}，叠加后，即可估计任意时频位置(l，k)处的信道响应：

这里，Г_l，k表示在实际估计时，一个估计区域中所有的导频所在位置的集合。

从公式(2)和(3)可以看出，在确定二维Wiener滤波系数时，必须知道信道的自相关函数，而求信道的自相关函数需要先求出平均信噪比而在无线信道中，平均信噪比是在变化的，所以需要实时测量平均信噪比，然后利用公式(3)实时计算Φ^-1，再利用公式(2)求出Wiener滤波系数。因而，当滤波器系数向量的维数很大时，计算复杂度会很高，难以实现信道估计。

因此，目前信道估计方法和装置，计算量较大。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种信道估计方法和装置，以降低信道估计的计算量，从而降低系统实现的复杂度。

本发明实施例还提供一种信道估计的装置，该装置能够降低计算量。