CN103379054B - 信道估计方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种信道估计方法，包括：计算时域冲击响应估计；和，利用时域冲击响应估计计算所有子载波的频域信道响应估计。其中，计算时域冲击响应估计时，利用选择出的导频子载波的频域信道响应估计组成向量，并且使用与选择出的导频子载波具有对应关系的子矩阵生成系数矩阵，再将所述系数矩阵与所述向量相乘，得到时域冲击响应估计。本发明还公开了一种信道估计装置。利用本发明，不仅实现简单，还能提升信道估计的性能。

Description

信道估计方法及装置

技术领域

本发明属于通信领域，尤其涉及信道估计方法及装置。

背景技术

无线信道的基本特征是其复杂多变的传播环境。由于空间随机分布的反射体或散射体，使得无线信号到达接收机时有着不同的延迟和衰耗版本，这种时间域的多径扩展现象导致无线信号在频率域出现选择性衰落，下文中称为频率选择性衰落。由于收发机或者传播环境的变化，使得单一频率的无线信号到达接收机时频率模糊，这种频率域的弥散现象导致无线信号在时间域出现选择性衰落，下文称为时间选择性衰落。无线通信***设计的首要目标就是对抗上述这些衰落现象。

在无线局域网***中，由于发射机与接收机位置通常固定，传播环境也通常以极慢速率变化，因此时间选择性衰落并不显著。但无线局域网***为了获得较高的接入带宽，都需要占用较大的频带资源(例如20MHz)，这样一来，即使传播信道分布的空间反射体或散射体较小，也会出现显著的频率选择性衰落。

正交频分复用(OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术是无线局域网***的基础技术。为了准确检测、解调OFDM***中每个子载波的符号，克服频率选择性衰落带来的影响，接收机需要准确估计出每个子载波上的频域信道特征H_k，其中k是子载波索引。

无线局域网***因为其低廉的成本要求和功耗要求，信道估计算法通常选用借助导频符号的最小二乘(LS)信道估计。LS信道估计如下：y_k＝H_k·p_k+n_k。其中，p_k表示子载波k上的导频符号，n_k是子载波k上的高斯白噪声，y_k是子载波k上的接收符号。LS信道估计可得到

LS信道估计只能获得有导频符号的子载波的频域信道特征。对于没有导频符号的子载波，可以借助频域距离最近的两个导频子载波插值获得。无线局域网***通常采用如下插值方法：

第一、线性插值。

考虑无线信道频域特征及计算复杂度，无线局域网***通常采用简单的线性插值算法，但其性能较差，在无线局域网信道环境下，会带来2dB以上的功率损耗。图1示出了LS信道估计+线性插值的信道估计性能，采用64QAM、5/6码率传输，2发2收。图1中横坐标表示信噪比(SNR，Signal to Noise Ratio)，纵坐标表示误帧率(FER，Frame Error Rate)，实线表示理想信道估计，虚线表示LS信道估计，可以看出LS信道估计相比理想信道估计性能损失2至3dB。

第二、维纳内插。

从最小均方误差的角度考虑，维纳内插是最佳的插值方法。LS信道估计+维纳内插应优于LS信道估计+线性内插。但维纳内插需要预知信道相关特性，也需要矩阵求逆运算，实现较为复杂。

第三、FFT内插。

结合无线局域网***采用的OFDM技术特征，FFT内插也是一种简单易行的提高信道估计质量的方法。借助OFDM***已有的FFT与IFFT计算模块，设***中子载波的总数为M，导频子载波的总数为N，可先用N点IFFT变换将N个导频子载波的频域信道响应估计变换为N点时域冲击响应估计，即相当于使用设置好的N点IFFT矩阵将所有N个导频子载波的频域信道估计变换为N点时域冲击响应，再用M点FFT变换将N点时域冲击响应估计变换为M点频域信道响应估计，即相当于使用设置好的M点FFT矩阵将N点时域冲击响应估计变换为M点频域信道响应估计，从而获得所有子载波的频域信道响应估计。然而，在实际的OFDM***中，考虑到邻频道泄露(ACLR)的指标要求，OFDM频域子载波两端会预留一定数量的虚拟子载波不传输符号，作为保护隔离。因为实际***无法获知虚拟子载波处的频域信道估计，算法性能会受到严重影响。

发明内容

有鉴于此，本发明的一个目的是提供实现简单且性能好的信道估计方法及装置。

为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种信道估计方法，该方法包括：

计算时域冲击响应估计；和，

利用时域冲击响应估计计算所有子载波的频域信道响应估计；

其中，所述计算时域冲击响应估计包括：

选择要使用的导频子载波；

利用选择出的导频子载波的频域信道响应估计组成向量；

利用从预设的傅里叶变换FFT矩阵中选择出的、且与选择出的导频子载波具有对应关系的子矩阵生成系数矩阵；

将所述系数矩阵与所述向量相乘，得到时域冲击响应估计。

一种实施例中，该方法还包括：计算部分或全部导频子载波的频域信道响应估计。

一种实施例中，将选择出的L个导频子载波的频域信道响应估计按序排列组成所述向量；其中L≤K，K为导频子载波的总数，L大于或等于时域冲击响应的长度。

可选的，当L＜K时，每隔个导频子载波，选择一个导频子载波。

一种实施例中，该方法还包括：将所有K个导频子载波分成的个分组，其中每个分组包括L个导频子载波，且L＜K，L大于或等于时域冲击响应的长度；

针对部分或所有分组，分别执行所述计算时域冲击响应估计的步骤；

所述利用时域冲击响应估计计算所有子载波的频域信道响应估计，包括：对得到的所有时域冲击响应估计进行加权平均，得到最终的时域冲击响应估计，利用所述最终的时域冲击响应估计计算所有子载波的频域信道响应估计。

可选的，将选择出的L个导频子载波的频域信道响应估计按序排列组成所述向量。

可选的，所述生成系数矩阵时：

从所述预设的FFT矩阵中选择行号索引与所述L个导频子载波的子载波索引相同的L行元素；

从所述L行元素中选择列号索引与要计算的时域冲击响应估计的位置索引相同的L列元素，或者，从所述L行元素中选择列号索引与要计算的时域冲击响应估计的位置索引有固定偏移关系的L列元素；

利用选择出的L²个元素组成子矩阵；

对子矩阵求逆，得到系数矩阵。

可选的，生成系数矩阵时：

对所述预设的FFT矩阵进行转置；

从转置后的FFT矩阵中选择列号索引与所述L个导频子载波的子载波索引相同的L列元素；

从所述L列元素中选择行号索引与要计算的时域冲击响应估计的位置索引相同的L行元素，或者，从所述L列元素中选择行号索引与要计算的时域冲击响应估计的位置索引有固定偏移关系的L列元素；

利用选择出的L²个元素组成子矩阵；

对子矩阵求逆，得到系数矩阵。

可选的，所述生成系数矩阵时：

从所述预设的FFT矩阵中选择行号索引与所述L个导频子载波的子载波索引相同的L行元素；

从所述L行元素中选择列号索引与要计算的时域冲击响应估计的位置索引相同的M列元素，或者，从所述L行元素中选择列号索引与要计算的时域冲击响应估计的位置索引具有固定偏移关系的M列元素，其中M≤L；

利用选择出的L×M个元素组成子矩阵；

对子矩阵求伪逆，得到系数矩阵。

可选的，所述生成系数矩阵时：

对所述预设的FFT矩阵进行转置；

从转置后的FFT矩阵中选择列号索引与所述L个导频子载波的子载波索引相同的L列元素；

从所述L列元素中选择行号索引与要计算的时域冲击响应估计的位置索引相同的M行元素，或者，从所述L列元素中选择行号索引与要计算的时域冲击响应估计的位置索引具有固定偏移关系的M行元素，其中M≤L；

利用选择出的L×M个元素组成子矩阵；

对子矩阵求伪逆，得到系数矩阵。

一种实施例中，所述预设的FFT矩阵为N×N的矩阵，其中N为子载波的总数。

可选的，使用所述预设的FFT矩阵，对时域冲击响应估计进行FFT变换，计算所有子载波的频域信道响应估计。

一种信道估计装置，该装置包括：

第一单元，用于计算时域冲击响应估计；和，

第二单元，用于利用时域冲击响应估计计算所有子载波的频域信道响应估计；

其中所述第一单元包括：

第一模块，用于选择要使用的导频子载波，利用选择出的导频子载波的频域信道响应估计组成向量；

第二模块，用于利用从预设的傅里叶变换FFT矩阵选择出的、且与选择出的导频子载波具有对应关系的子矩阵生成系数矩阵；

第三模块，用于将所述系数矩阵与所述向量相乘，得到时域冲击响应估计。

一种实施例中，该装置还包括：第三单元，用于计算部分或全部导频子载波的频域信道响应估计。

一种实施例中，所述第一模块将选择出的L个导频子载波的频域信道响应估计按序排列成所述向量；其中且L≤K，K为导频子载波的总数，L大于或等于时域冲击响应的长度。

可选的，当L＜K时，所述第一模块每隔个导频子载波，选择一个导频子载波。

一种实施例中，该装置还包括：第四单元，用于将所有K个导频子载波分成的个分组，其中每个分组中包括L个导频子载波，且L＜K，L大于或等于时域冲击响应的长度；

所述第一单元针对部分或所有分组，分别执行计算时域冲击响应估计的操作；

所述第二单元先对得到的所有时域冲击响应估计进行加权平均，得到最终的时域冲击响应估计，再利用最终的时域冲击响应估计计算所有子载波的频域信道响应估计。

可选的，所述第一模块，将选择出的L个导频子载波的频域信道响应估计按序排列组成所述向量。

可选的，所述第二模块包括：

第一选择子模块，从所述预设的FFT矩阵中选择行号索引与所述L个导频子载波的子载波索引相同的L行元素；

第二选择子模块，从所述L行元素中选择列号索引与要计算的时域冲击响应估计的位置索引相同的L列元素，或者从所述L行元素中选择列号索引与要计算的时域冲击响应估计的位置索引有固定偏移关系的L列元素；

生成子模块，利用选择出的L²个元素组成所述子矩阵，并对所述子矩阵求逆，得到所述系数矩阵。

可选的，所述第二模块包括：

第一选择子模块，对所述预设的FFT矩阵进行转置，从转置后的FFT矩阵中选择列号索引与所述L个导频子载波的子载波索引相同的L列元素；

第二选择子模块，从所述L列元素中选择行号索引与要计算的时域冲击响应估计的位置索引相同的L行元素，或者从所述L列元素中选择行号索引与要计算的时域冲击响应估计的位置具有固定偏移关系的L行元素；

生成模块，利用选择出的L²个元素组成所述子矩阵，并对所述子矩阵求逆，得到所述系数矩阵。

可选的，所述第二模块包括：

第一选择子模块，从预设的FFT矩阵中选择行号索引与L个导频子载波的子载波索引相同的L行元素；

第二选择子模块，从所述L行元素中选择列号索引与要计算的时域冲击响应估计的位置索引相同的M列元素，或者，从所述L行元素中选择列号索引与要计算的时域冲击响应估计的位置索引具有固定偏移关系的M列元素，其中M≤L；

生成子模块，利用选择出的L×M个元素组成所述子矩阵，并对所述子矩阵求伪逆，得到所述系数矩阵。

可选的，所述第二模块包括：

第一选择子模块，对FFT矩阵进行转置，从转置后的FFT矩阵中选择列号索引与所述L个导频子载波的子载波索引相同的L列元素；

第二选择子模块，从所述L列元素中选择行号索引与要计算的时域冲击响应估计的位置索引相同的M行元素，或者，从所述L列元素中选择行号索引与要计算的时域冲击响应估计的位置索引具有固定偏移关系的M行元素，其中M≤L；

生成模块，利用选择出的L×M个元素组成所述子矩阵，并对所述子矩阵求伪逆，得到所述系数矩阵。

一种实施例中，所述预设的FFT矩阵为N×N的矩阵，其中N为子载波的总数。

可选的，所述第二单元使用所述预设的FFT矩阵，对时域冲击响应估计进行FFT变换，计算所有子载波的频域信道响应估计。

为了上述以及相关的目的，一个或多个实施例包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明某些示例性方面，并且其指示的仅仅是各个实施例的原则可以利用的各种方式中的一些方式。其它的益处和新颖性特征将随着下面的详细说明结合附图考虑而变得明显，所公开的实施例是要包括所有这些方面以及它们的等同。

说明书附图

图1为LS信道估计+线性插值的信道估计性能示意图；

图2是本发明信道估计方法的流程图；

图3是本发明实施例的信道估计性能的示意图；

图4是本发明信道估计装置的结构示意图；

图5是本发明实施例四中信道估计装置的结构示意图；

图6是本发明实施例五中信道估计装置的结构示意图。

具体实施方式

以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的组件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本发明的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。

图2是本发明信道估计方法的流程图，该流程包括：

步骤21：计算时域冲击响应估计。

步骤22：利用时域冲击响应估计计算所有子载波的频域信道响应估计。

其中，上述步骤21具体包括：

步骤211：选择要使用的导频子载波。

步骤212：利用选择出的导频子载波的频域信道响应估计组成向量。

步骤213：利用从预设的FFT矩阵中选择出的、且与选择出的导频子载波具有对应关系的子矩阵生成系数矩阵。

步骤214：将所述系数矩阵与所述向量相乘，得到时域冲击响应估计。

绝大多数情况下，时域冲击响应估计的长度远小于导频子载波的数量，所以已有的信道估计算法中，固定使用所有导频子载波、和维度与导频子载波数量相同的矩阵计算时域冲击响应估计，相当于在计算过程中引入了大量冗余信息，这不仅使得计算变得复杂，还会降低信道估计的性能。

本发明提供的信道估计方法，在计算时域冲击响应估计时，选择性的使用导频子载波的频域信道响应估计组成向量，并且使用与选择出的导频子载波具有对应关系的子矩阵生成系数矩阵，相当于去除了所使用矩阵中的冗余信息，这一方面降低了计算的复杂度，另一方面能够在时间域滤除一部分噪声，提高信道估计的性能。

本发明中预设的FFT矩阵具有通常的含义，例如，假设对列向量x_N进行FFT运算，则可以按照如下公式进行：X_N＝F_Nx_N。其中的F_N就是N点FFT矩阵。

下面给出本发明信道估计方法的实施例。

【实施例一】

本实施例一的应用场景包括：***中的子载波总数为N，包括虚拟、导频及直流保护子载波；导频子载波的总数为K，N个子载波对应的子载波索引分别为0，1，…，N-1；预设N×N的FFT矩阵。

本实施例一中的信道估计方法包括如下步骤1～步骤5。

步骤1：计算所有导频子载波的频域信道响应估计H_K。

作为可选的实施方式，估计方法可以是简单、低复杂度的LS信道估计，也可以是其他性能更好的估计方法。

步骤2：选择L个导频子载波，将选择出的导频子载波的频域信道响应估计按序排列为列向量H_L，其中L≤K，且L大于或等于时域冲击响应的长度。时域冲击响应的长度是接收端可以估计出来的。

作为可选的实施方式，当L＜K时，每隔个导频子载波，选择一个导频子载波，选择出的L个导频子载波的子载波索引为l₀，l₁，…，l_L-1，l_k∈[0 N-1]。

步骤3：从N×N的FFT矩阵中选择出L×L的子矩阵，使用该子矩阵生成系数矩阵F^-1。

作为第一种可选的实施方式，先从N×N的FFT矩阵中选择行号索引与选择出的L个导频子载波的子载波索引相同的L行元素，即选择行号索引为l₀，l₁，…，l_L-1的L行元素，然后从L行元素中选择列号索引与要计算的时域冲击响应估计的位置索引相同的元素，再利用选择出的L²个元素组成子矩阵，最后对子矩阵求逆得到系数矩阵。这里的时域冲击响应估计的位置索引，包括同步误差，也包括***自身滤波器带来的影响，接收端可以依据***设计估计出来。

作为第二种可选的实施方式，先从N×N的FFT矩阵中选择行号索引与选择出的L个导频子载波的子载波索引相同的L行元素，即选择行号索引为l₀，l₁，…，l_L-1的L行元素，然后从L行元素中选择列号索引与要计算的时间域冲击响应估计的位置索引有固定偏移关系δ的元素，再利用选择出的L²个元素组成子矩阵，最后对子矩阵求逆得到系数矩阵。上述δ是预先设置的固定值。

作为第三种可选的实施方式，先从N×N的FFT矩阵中选择行号索引与L个导频子载波的子载波索引相同的L行元素，即选择行号索引为l₀，l₁，…，l_K-1的L行元素，然后从L行元素中选择列号索引与要计算的时域冲击响应估计的位置索引相同的M列元素，或者，从L行元素中选择列号索引与要计算的时域冲击响应估计的位置索引具有固定偏移关系δ的M列元素，再利用选择出的L×M个元素组成子矩阵，最后对子矩阵求伪逆得到系数矩阵。上述M≤L。

步骤4：利用公式h_L＝F^-1·H_L计算时域冲击响应估计h_L。

步骤5：利用N×N的FFT矩阵对时域冲击响应估计做N点FFT运算，得到所有子载波上的频域信道估计。

本实施例一中，在只需选择部分导频子载波的情况下，在步骤1中也可以只计算部分导频子载波的频域信道响应估计，而不必将所有导频子载波的频域信道响应估计都计算出来。

【实施例二】

本实施例二的应用场景包括：***中的子载波总数为N，包括虚拟、导频及直流保护子载波；导频子载波的总数为K，N个子载波对应的子载波索引分别为0，1，…，N-1；预设N×N的FFT矩阵。

本实施例一中的信道估计方法包括如下步骤1～步骤5。

步骤1：计算所有导频子载波的频域信道响应估计H_K。

作为可选的实施方式，估计方法可以是简单、低复杂度的LS信道估计，也可以是其他性能更好的估计方法。

步骤2：选择L个导频子载波，将选择出的导频子载波的频域信道响应估计按序排列为行向量H_L，其中L≤K，且L大于等于时域冲击响应的长度。

作为可选的实施方式，当L＜K时，可以每隔个导频子载波选择一个导频子载波，选择出的L个导频子载波的子载波索引为l₀，l₁，…，l_L-1，l_k∈[0 N-1]。

步骤3：对N×N的FFT矩阵进行转置，从转置后的FFT矩阵中选择出L×L的子矩阵，利用该子矩阵生成系数矩阵F^-1。

作为第一种可选的实施方式，先从转置后的FFT矩阵中选择列号索引与选择出的L个导频子载波的子载波索引相同的L列元素，即选择列号索引为l₀，l₁，…，l_L-1的L列元素，然后从L列元素中选择行号索引与要计算的时域冲击响应估计的位置索引相同的元素，再利用选择出的L²个元素组成子矩阵，最后对子矩阵求逆得到系数矩阵。

作为第二种可选的实施方式，先从转置后的FFT矩阵中选择列号索引与选择出的L个导频子载波的子载波索引相同的L列元素，即选择列号索引为l₀，l₁，…，l_L-1的L列元素，然后从L列元素中选择行号索引与要计算的时域冲击响应估计的位置索引有固定偏移关系δ的元素，再利用选择出的L²个元素组成子矩阵，最后对子矩阵求逆得到系数矩阵。

作为第三种可选的实施方式，先从转置后的FFT矩阵中选择列号索引与L个导频子载波的子载波索引相同的L列元素，即选择列号索引为l₀，l₁，…，l_K-1的L列元素，然后从L列元素中选择行号索引与要计算的时域冲击响应估计的位置索引相同的M行元素，或者从L列元素中选择行号索引与要计算的时域冲击响应估计的位置索引具有固定偏移关系δ的M行元素，再利用选择出的L×M个元素组成子矩阵，最后对子矩阵求伪逆得到系数矩阵。上述M≤L。

步骤4：利用公式h_L＝H_L·F^-1计算时域冲击响应估计h_L。

步骤5：利用N×N的FFT矩阵，对时域冲击响应估计做N点FFT运算，得到所有子载波上的频域信道估计。

本实施例二中，在只需选择部分导频子载波的情况下，在步骤1中也可以只计算部分导频子载波的频域信道响应估计，而不必将所有导频子载波的频域信道响应估计都计算出来。

【实施例三】

本实施例三的应用场景包括：***中的子载波总数为N，包括虚拟、导频及直流保护子载波；导频子载波的总数为K，N个子载波对应的子载波索引分别为0，1，…，N-1；预设N×N的FFT矩阵。

本实施例三中的信道估计方法包括如下步骤1～步骤7。

步骤1：计算所有导频子载波的频域信道响应估计H_K。

作为可选的实施方式，本步骤中，估计方法可以是简单、低复杂度的LS信道估计，也可以是其他性能更好的估计方法。

步骤2：将所有导频子载波分为组，每一组中包括L个导频子载波，其中L＜K，且L大于等于时域冲击响应的长度。

步骤3：针对每个分组，选择L个导频子载波，将选择出的导频子载波的频域信道响应估计按序排列为列向量H_L。

步骤4：针对每个分组，分别从N×N的FFT矩阵中选择出一个L×L子矩阵，对所述子矩阵求逆得到系数矩阵F^-1。

这里针对每个分组生成系数矩阵时，可以选择实施例一步骤3中介绍的三种可选的实施方式。

步骤5：针对每个分组，分别计算时域冲击响应估计h_L，计算公式为h_L＝F^-1·H_L。

步骤6：将多个分组的时域冲击响应估计进行加权平均，得到最终的时域冲击响应估计。

作为一种可选的实施方式，可以为每个分组选择相同的权重，即相当于将多个分组的时域冲击响应估计直接进行平均。

步骤7：使用N×N的FFT矩阵对最终的时域冲击响应估计做N点FFT运算，得到所有子载波上的频域信道估计。

本实施例三中，针对每个分组计算时域冲击响应估计时，以选择出的导频子载波的频域信道响应估计组成列向量为例，当组成行向量时，上述步骤4中针对每个分组生成系数矩阵时，可以选择实施例二步骤3中介绍的三种可选的实施方式，上述步骤5中使用如下公式计算时域冲击响应估计：h_L＝H_L·F^-1。

本实施例三中，还可以只针对部分分组计算时域冲击响应估计。

利用本发明的信道估计方法，与LS+线性插值算法相比，可获得大于1.5dB的增益，图3示出了本发明实施例的信道估计性能，其中较粗实线为理想信道估计，较细实线为本发明实施例的信道估计，虚线为LS+线性插值算法的信道估计。

图4是本发明信道估计装置的结构示意图。

本发明信道估计装置包括：第一单元41和第二单元42。

第一单元41，用于计算时域冲击响应估计。

第二单元42，利用时域冲击响应估计计算所有子载波的频域信道响应估计。

其中，第一单元41包括：第一模块411、第二模块412和第三模块413。

第一模块411，用于选择出要使用的导频子载波，利用选择出的导频子载波的频域信道响应估计组成向量。

第二模块412，用于利用从预设的FFT矩阵选择出的、且与选择出的导频子载波具有对应关系的子矩阵生成系数矩阵。

第三模块413，将系数矩阵与向量相乘，得到时域冲击响应估计。

下面给出本发明信道估计装置的实施例。

【实施例四】

本实施例四的应用场景包括：***中的子载波总数为N，包括虚拟、导频及直流保护子载波；导频子载波的总数为K，N个子载波对应的子载波索引分别为0，1，…，N-1；预设N×N的FFT矩阵。

图5是本发明实施例四中信道估计装置的结构示意图，该装置包括：第一单元51、第二单元52和第三单元53。

第一单元51具体包括：第一模块511、第二模块512和第三模块513。

第一模块511，用于选择出要使用的L个导频子载波，将这L个导频子载波的频域信道响应估计按序排列成列向量H_L。上述L≤K，L大于等于时域冲击响应的长度。可选的，在L＜K时，第一模块511可以每隔个导频子载波，选择一个导频子载波。

作为第一种可选的实施方式，第二模块512包括：第一选择子模块5121、第二选择子模块5122和生成模块5123。

第一选择子模块5121，从预设的FFT矩阵中选择行号索引与选择出的L个导频子载波的子载波索引相同的L行元素。

第二选择子模块5122，从第一选择子模块5121选择出的L行元素中，选择列号索引与要计算的时域冲击响应估计的位置索引相同的L列元素，或者从第一选择子模块5121选择出的L行元素中，选择列号索引与要计算的时域冲击响应估计的位置索引有固定偏移关系δ的L列元素。

生成子模块5123，利用选择出的L²个元素组成子矩阵，并对子矩阵求逆，得到系数矩阵F^-1。

作为第二种可选的实施方式，第二模块512包括：第一选择子模块5121、第二选择子模块5122和生成模块5123。

第一选择子模块5121，用于从预设的FFT矩阵中选择行号索引与选择出的L个导频子载波的子载波索引相同的L行元素。

第二选择子模块5122，用于从L行元素中选择列号索引与要计算的时域冲击响应估计的位置索引相同的M列元素，或者，从L行元素中选择列号索引与时域冲击响应估计的位置索引具有固定偏移关系δ的M列元素，其中M≤L。

生成子模块5123，用于利用选择出的L×M个元素组成子矩阵，并对子矩阵求伪逆，得到系数矩阵F^-1。

第三模块513，通过将系数矩阵与列向量相乘，得到时域冲击响应估计。第三模块513利用公式h_L＝F^-1·H_L计算时域冲击响应估计h_L。

第二单元52，用于使用预设的FFT矩阵对时域冲击响应估计进行FFT变换，得到所有子载波的频域信道响应估计。

第三单元53，用于计算部分或全部导频子载波的频域信道响应估计。

本实施例四中以使用选择出的导频子载波的频域信道响应估计组成列向量为例，如果组成行向量，信道估计装置的结构与图5所示的相同，只是第一模块511将选择出的L个导频子载波的频域信道响应估计按序排列成行向量H_L，第一选择子模块5121先对FFT进行转置，再基于转置后的FFT矩阵执行相应操作，第三模块513利用公式h_L＝H_L·F^-1计算时域冲击响应估计h_L。

【实施例五】

本实施例五的应用场景包括：***中的子载波总数为N，包括虚拟、导频及直流保护子载波；导频子载波的总数为K，N个子载波对应的子载波索引分别为0，1，…，N-1；预设N×N的FFT矩阵。

图6为本发明实施例五中信道估计装置的结构示意图，该装置包括：第一单元61、第二单元62、第三单元63和第四单元64。

第四单元64，用于将所有K个导频子载波分成的个分组，其中每个分组中包括L个导频子载波，且L＜K，L大于或等于时域冲击响应的长度。

第一单元61，用于针对所有或全部分组，分别计算时域冲击响应估计。

第一单元61具体包括：第一模块611、第二模块612和第三模块613。

第一模块611，用于选择要使用的L个导频子载波，将选择出的L个导频子载波的频域信道响应估计按序排列成列向量H_L。

第二模块612，用于从预设的FFT矩阵中选择出与L个导频子载波具有对应关系的子矩阵，并利用子矩阵生成系数矩阵F^-1。

作为第一种可选的实施方式，第二模块612包括：第一选择子模块6121、第二选择子模块6122和生成模块6123。

第一选择子模块6121，从预设的FFT矩阵中选择行号索引与选择出的L个导频子载波的子载波索引相同的L行元素。

第二选择子模块6122，从第一选择子模块6121选择出的L行元素中，选择列号索引与要计算的时域冲击响应估计的位置索引相同的L列元素，或者选择列号索引与要计算的时域冲击响应估计的位置索引有固定偏移关系δ的L列元素。

生成子模块6123，利用选择出的L²个元素组成子矩阵，并对子矩阵求逆，得到系数矩阵F^-1。

作为第二种可选的实施方式，第二模块612包括：第一选择子模块6121、第二选择子模块6122和生成模块6123。

第一选择子模块6121，用于从预设的FFT矩阵中选择行号索引与选择出的L个导频子载波的子载波索引相同的L行元素。

第二选择子模块6122，用于从L行元素中选择列号索引与要计算的时域冲击响应估计的位置索引相同的M列元素，或者，从L行元素中选择列号索引与时域冲击响应估计的位置索引具有固定偏移关系δ的M列元素，其中M≤L。

生成子模块6123，用于利用选择出的L×M个元素组成子矩阵，并对子矩阵求伪逆，得到系数矩阵F^-1。

第三模块613，用于将系数矩阵与列向量相乘，得到时域冲击响应估计h_L。第三模块613利用公式h_L＝F^-1·H_L计算时域冲击响应估计h_L。

第二单元62，用于将得到的所有时域冲击响应估计进行加权平均，得到最终的时域冲击响应估计，再使用预设的N×N的FFT矩阵对最终的时域冲击响应估计进行FFT变换，得到所有子载波的频域信道响应估计。

第三单元63，用于计算部分或全部导频子载波的频域信道响应估计。

本实施例五中，针对部分或全部分组，分别以选择出的L个导频子载波的频域信道响应估计组成列向量为例，如果组成行向量，信道估计装置的结构与图6所示的相同，只是第一模块611针对每个分组将选择出的L个导频子载波的频域信道响应估计按序排列成行向量H_L，第一选择子模块6121先对预设的FFT矩阵进行转置，再基于转置后的FFT矩阵执行相应操作，第三模块613利用公式h_L＝H_L·F^-1计算时域冲击响应估计h_L。

应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于所述的特定顺序或层次。

在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。

上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。

Claims (18)

1.一种信道估计方法，其特征在于，该方法包括：

计算时域冲击响应估计；和，

利用时域冲击响应估计计算所有子载波的频域信道响应估计；

其中，所述计算时域冲击响应估计包括：

选择要使用的导频子载波；

利用选择出的导频子载波的频域信道响应估计组成向量；

利用从预设的傅里叶变换FFT矩阵中选择出的、且与选择出的导频子载波具有对应关系的子矩阵生成系数矩阵；

将所述系数矩阵与所述向量相乘，得到时域冲击响应估计；

将选择出的L个导频子载波的频域信道响应估计按序排列组成所述向量；其中L≤K，K为导频子载波的总数，L大于或等于时域冲击响应的长度；

所述生成系数矩阵时：

从所述预设的FFT矩阵中选择行号索引与所述L个导频子载波的子载波索引相同的L行元素；

从所述L行元素中选择列号索引与要计算的时域冲击响应估计的位置索引相同的L列元素，或者，从所述L行元素中选择列号索引与要计算的时域冲击响应估计的位置索引有固定偏移关系的L列元素；

利用选择出的L²个元素组成子矩阵；

对子矩阵求逆，得到系数矩阵。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：计算部分或全部导频子载波的频域信道响应估计。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当L<K时，每隔个导频子载波，选择一个导频子载波。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：将所有K个导频子载波分成的个分组，其中每个分组包括L个导频子载波，且L<K，L大于或等于时域冲击响应的长度；

针对部分或所有分组，分别执行所述计算时域冲击响应估计的步骤；

所述利用时域冲击响应估计计算所有子载波的频域信道响应估计，包括：对得到的所有时域冲击响应估计进行加权平均，得到最终的时域冲击响应估计，利用所述最终的时域冲击响应估计计算所有子载波的频域信道响应估计；

将选择出的L个导频子载波的频域信道响应估计按序排列组成所述向量。

5.如权利要求1或4所述的方法，其特征在于，或者，所述生成系数矩阵时：

对所述预设的FFT矩阵进行转置；

从转置后的FFT矩阵中选择列号索引与所述L个导频子载波的子载波索引相同的L列元素；

从所述L列元素中选择行号索引与要计算的时域冲击响应估计的位置索引相同的L行元素，或者，从所述L列元素中选择行号索引与要计算的时域冲击响应估计的位置索引有固定偏移关系的L列元素；

利用选择出的L²个元素组成子矩阵；

对子矩阵求逆，得到系数矩阵。

6.如权利要求1或4所述的方法，其特征在于，或者，所述生成系数矩阵时：

从所述预设的FFT矩阵中选择行号索引与所述L个导频子载波的子载波索引相同的L行元素；

从所述L行元素中选择列号索引与要计算的时域冲击响应估计的位置索引相同的M列元素，或者，从所述L行元素中选择列号索引与要计算的时域冲击响应估计的位置索引具有固定偏移关系的M列元素，其中M≤L；

利用选择出的L×M个元素组成子矩阵；

对子矩阵求伪逆，得到系数矩阵。

7.如权利要求1或4所述的方法，其特征在于，或者，所述生成系数矩阵时：

对所述预设的FFT矩阵进行转置；

从转置后的FFT矩阵中选择列号索引与所述L个导频子载波的子载波索引相同的L列元素；

从所述L列元素中选择行号索引与要计算的时域冲击响应估计的位置索引相同的M行元素，或者，从所述L列元素中选择行号索引与要计算的时域冲击响应估计的位置索引具有固定偏移关系的M行元素，其中M≤L；

利用选择出的L×M个元素组成子矩阵；

对子矩阵求伪逆，得到系数矩阵。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设的FFT矩阵为N×N的矩阵，其中N子载波的总数。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，使用所述预设的FFT矩阵，对时域冲击响应估计进行FFT变换，计算所有子载波的频域信道响应估计。

10.一种信道估计装置，其特征在于，该装置包括：

第一单元，用于计算时域冲击响应估计；和，

第二单元，用于利用时域冲击响应估计计算所有子载波的频域信道响应估计；

其中所述第一单元包括：

第一模块，用于选择要使用的导频子载波，利用选择出的导频子载波的频域信道响应估计组成向量；

第二模块，用于利用从预设的傅里叶变换FFT矩阵选择出的、且与选择出的导频子载波具有对应关系的子矩阵生成系数矩阵；

第三模块，用于将所述系数矩阵与所述向量相乘，得到时域冲击响应估计；

其中，所述第一模块将选择出的L个导频子载波的频域信道响应估计按序排列成所述向量；其中且L≤K，K为导频子载波的总数，L大于或等于时域冲击响应的长度；

其中，所述第二模块包括：

第一选择子模块，从所述预设的FFT矩阵中选择行号索引与所述L个导频子载波的子载波索引相同的L行元素；

第二选择子模块，从所述L行元素中选择列号索引与要计算的时域冲击响应估计的位置索引相同的L列元素，或者从所述L行元素中选择列号索引与要计算的时域冲击响应估计的位置索引有固定偏移关系的L列元素；

生成子模块，利用选择出的L²个元素组成所述子矩阵，并对所述子矩阵求逆，得到所述系数矩阵。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，该装置还包括：第三单元，用于计算部分或全部导频子载波的频域信道响应估计。

12.如权利要求10所述的装置，其特征在于，当L<K时，所述第一模块每隔个载波，选择一个导频子载波。

13.如权利要求10所述的装置，其特征在于，该装置还包括：第四单元，用于将所有K导频子载波分成的中每个分组中包括L个导频子载波，且L<K，L大于或等于时域冲击响应的长度；

所述第一单元针对部分或所有分组，分别执行计算时域冲击响应估计的操作；

所述第二单元先对得到的所有时域冲击响应估计进行加权平均，得到最终的时域冲击响应估计，再利用最终的时域冲击响应估计计算所有子载波的频域信道响应估计。

14.如权利要求10或13所述的装置，其特征在于，或者，所述第二模块包括：

第一选择子模块，对所述预设的FFT矩阵进行转置，从转置后的FFT矩阵中选择列号索引与所述L个导频子载波的子载波索引相同的L列元素；

第二选择子模块，从所述L列元素中选择行号索引与要计算的时域冲击响应估计的位置索引相同的L行元素，或者从所述L列元素中选择行号索引与要计算的时域冲击响应估计的位置具有固定偏移关系的L行元素；

生成模块，利用选择出的L²个元素组成所述子矩阵，并对所述子矩阵求逆，得到所述系数矩阵。

15.如权利要求10或13所述的装置，其特征在于，或者，所述第二模块包括：

第一选择子模块，从预设的FFT矩阵中选择行号索引与L个导频子载波的子载波索引相同的L行元素；

第二选择子模块，从所述L行元素中选择列号索引与要计算的时域冲击响应估计的位置索引相同的M列元素，或者，从所述L行元素中选择列号索引与要计算的时域冲击响应估计的位置索引具有固定偏移关系的M列元素，其中M≤L；

生成子模块，利用选择出的L×M个元素组成所述子矩阵，并对所述子矩阵求伪逆，得到所述系数矩阵。

16.如权利要求10或13所述的装置，其特征在于，或者，所述第二模块包括：

第一选择子模块，对FFT矩阵进行转置，从转置后的FFT矩阵中选择列号索引与所述L个导频子载波的子载波索引相同的L列元素；

第二选择子模块，从所述L列元素中选择行号索引与要计算的时域冲击响应估计的位置索引相同的M行元素，或者，从所述L列元素中选择行号索引与要计算的时域冲击响应估计的位置索引具有固定偏移关系的M行元素，其中M≤L；

生成模块，利用选择出的L×M个元素组成所述子矩阵，并对所述子矩阵求伪逆，得到所述系数矩阵。

17.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述预设的FFT矩阵为N×N的矩阵，其中N为子载波的总数。

18.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述第二单元使用所述预设的FFT矩阵，对时域冲击响应估计进行FFT变换，计算所有子载波的频域信道响应估计。