CN100518150C - 基于构造矩阵的信道估计方法及其实现装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于构造矩阵的信道估计方法及其实现装置，该方法包括如下步骤：根据当前接收到的导频、前缀和判决反馈等信息确定出构造矩阵的维数，并按照构造规则生成构造矩阵；利用构造矩阵计算得到估计矩阵；根据本地的参考导频信号和当前接收到的导频信号，按照互相关矢量生成规则产生互相关矢量；将估计矩阵左乘互相关矢量得到估计矢量，对估计矢量进行处理并选择有用的数据载波信道估计结果并输出；本方法的实现装置包括有控制器、构造矩阵产生器、矩阵求逆器、互相关矢量产生器、乘法器、快速傅里叶变换器和信道估计结果选择器。采用本发明能降低信道估计的实现复杂度，提高信道估计检测性能，并且计算量小，实现简单。

Description

基于构造矩阵的信道估计方法及其实现装置

技术领域

本发明涉及一种无线移动通信系统中的信道估计方法及其实现装置，尤其是涉及一种正交频分复用通信系统中的信道估计方法及其实现装置。

背景技术

作为一种多载波传输模式，正交频分复用(OFDM)通过将一组高速传输的数据流转换为一组低速并行传输的数据流，使系统对多径衰落信道频率选择性的敏感度大大降低，而循环前缀的引入，又进一步增强了系统抗符号间干扰(ISI)的能力。除此之外的带宽利用率高、实现简单等特点使OFDM在无线通信流域的应用越来越广，而信道估计作为OFDM系统的关键技术也成为通信领域研究的热点，受到越来越多的关注。

信道估计的一个简单实现为：利用最小二乘(LS)原则获得导频载波的信道估计后，再通过线性插值获取数据载波的信道估计。这种方法实现简单，但是对噪声特别敏感，其性能一般无法满足当代无线通信系统的要求。

1997年，在美国菲尼克斯举办的第47届IEEE车载技术会议上，YupingZhao和Aiping Huang发表了题为“A Novel Channel Estimation Method forOFDM Mobile Communication Systems Based on Pilot Signals andTransform-Domain Processing”的论文(详情见Proc.IEEE 47th Vehiculartechnology conference，phoenix，USA，May proc.IEEE  47^thVTC.，1997，3：2089～2093)，该论文提出一种基于变换域的信道估计方法：设总载波数目为N，导频数目为M，接收机首先利用LS估计获得M个导频载波的信道估计，然后对这M个信道估计结果进行离散傅里叶变换(DFT)，接着对变换后的结果进行零填充使数据长度为N，最后进行N点的逆离散傅里叶变换(IDFT)，获得结果就是N个载波信道频域响应的估计。该方法实现简单，性能优良。但是该方法对导频载波的插入方式要求非常严格：导频载波必须均匀排列，总载波数目N除以导频间隔M必须是整数。而在实用的基于OFDM的通信系统中，很多系统都不满足这个要求，这就限制了该算法的应用。例如，以基于IEEE802.16协议的OFDMA系统为例，当载波分配方式为PUSC(部分子信道应用方式)时，导频不是均匀分布的，当载波分配方式为FUSC(全部子信道应用方式)时，可变导频集合中的是导频载波均匀分布的，但是总载波数目N除以导频间隔M不是整数，另外，FUSC模式下还有固定导频集合，而它们的导频载波不是均匀分布的。

中国专利说明书“正交频分复用系统中的信道估计方法”(专利申请号：CN03118746；专利公开号1437338；专利公开日：2003年8月20日)，提出一种对导频插入方式比前述论文较为宽松的信道估计方法：设总载波数目为N，导频数目为M，接收机首先利用LS估计获得M个导频载波的粗信道估计，然后利用线性最小均方误差(LMMSE)原则获得M个导频载波的细信道估计，接着根据多速率采样的原理，在每个导频载波的信道估计结果后都填充一定数目的“0”，最后把填零后的数据通过一个低通滤波器就可以获得所有N个载波的信道估计。该方法不要求总载波数目N除以导频数目M必须是整数，但仍然要求导频分布是严格均匀的，这对很多通信系统来说，要求仍显严格。另外，在利用LMMSE原则获得导频载波的细信道估计结果时，需要事先知道信道的自相关矩阵，接收信号的信噪比等先验信息，而通常估计这些先验信息的方法都比较复杂，进而增大了信道估计实现的复杂度。

PCT专利说明书“CHANNEL ESTIMATION FOR OFDM SYSTEMS”(PCT专利申请号：PCT/IB2002/004609；WIPO公开号：WO 2004/034663)，提出一种根据信道的功率延时分布和信噪比等信息设计滤波器的方法，接收机利用LS估计获得所有导频载波的信道估计，并把该结果输入设计的滤波器获得所有载波的信道估计。该方法表面上对导频载波的插入方式没有要求，但是滤波器设计的复杂度和导频载波的分布有直接的关系，与导频载波分布均匀相比，导频载波分布不均匀时滤波器的设计难度和复杂度要比前者大很多。另外，该方法也需要知道信道的功率延时分布和信噪比等先验信息，而这些信息的估计通常也比较复杂，从而进一步增大了信道估计实现的复杂度。

美国专利说明书“Iterative maximum likehood channel estimation andsignal detection for OFDM systems”(专利申请号：20020150037)，提出一种从时域对OFDM系统进行信道估计的方法，首先利用导频求得信道的冲激响应，然后利用FFT(快速傅里叶变换)获得所有载波的频域响应，这个过程可以递推进行。但是，该方法对计算能力与存储空间都比较高，每一次递推中，都需要两次点数为N(载波总数目)的IFFT(逆快速傅里叶变换)、两次点数为L(L是循环前缀的样点数目)的DFT以及一次点数为L的IDFT，在递推过程中，该算法还要求对解调的数据进行硬判决，因此该算法也过于复杂，在实际工作中难以应用。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种基于构造矩阵的信道估计方法及其实现装置，采用本发明能降低信道估计的实现复杂度，提高信道估计检测性能，并且计算量小，实现简单。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于构造矩阵的信道估计方法，该方法包括如下步骤：

(a)根据当前接收到的用于信道冲激响应长度估计的信息确定出构造矩阵的维数，并按照构造规则生成构造矩阵，所述构造规则为

$T=\left(\begin{array}{cccc}t\left(0\right),& t^{*}\left(1\right),& ...& t^{*}(L-1)\\ t\left(1\right),& t\left(0\right),& ...& t^{*}(L-2)\\ .& .& & .\\ .& .& & .\\ .& .& & .\\ t(L-1),& t(L-2),& ...& t\left(0\right)\end{array}\right)$

其中， $t\left(p\right)=\underset{t\⋐P}{\mathrm{\Σ}}{\left|X\left(k\right)\right|}^2{W}_N^{-\mathrm{kp}},$ P＝0，1，…，L-1，T表示构造矩阵，t^*(p)表示t(p)的共轭，k表示载波的偏置，P表示导频载波偏置的集合，X(k)表示本地的参考导频信号， $W_N^{-\mathrm{kp}}=\exp \left(j\frac{2\mathrm{\πkp}}{N}\right)$ 表示逆傅里叶变换因子，N表示列长，L表示构造矩阵的维数；

(b)利用步骤(a)得到的构造矩阵计算得到估计矩阵，该估计矩阵为构造矩阵的逆矩阵或广义逆矩阵；

(c)根据本地的参考导频信号和当前接收到的导频信号，按照互相关矢量生成规则产生互相关矢量，所述互相关矢量生成规则为

R＝[r(0)，......，r(L-1)]

其中， $r\left(p\right)=\underset{k\⋐P}{\mathrm{\Σ}}Y\left(k\right)X^{*}\left(k\right)W_N^{-\mathrm{kp}},$ P＝0，…，L-1，R表示互相关矢量，X^*(k)表示X(k)的共轭，k表示载波的偏置，P表示导频载波偏置的集合，X(k)表示本地的参考导频信号，Y(k)表示接收到的导频信号， $W_N^{-\mathrm{kp}}=\exp \left(j\frac{2\mathrm{\πkp}}{N}\right)$ 表示逆傅里叶变换因子，N表示列长，L表示构造矩阵的维数；

(d)将所述估计矩阵左乘所述互相关矢量得到估计矢量，对估计矢量进行快速傅里叶变换得到系统所有载波的信道估计结果；

(e)从步骤(d)得到的信道估计结果中，选择有用的数据载波信道估计结果并输出。

进一步地，本发明还具有如下特点：所述用于信道冲激响应长度估计的信息为导频或前缀或判决反馈信息。

进一步地，本发明还具有如下特点：所述用于信道冲激响应长度估计的信息包括有导频和前缀。

进一步地，本发明还具有如下特点：所述用于信道冲激响应长度估计的信息包括有导频、前缀和判决反馈信息。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于构造矩阵的信道估计方法的实现装置，该实现装置包括有控制器、构造矩阵产生器、矩阵求逆器、互相关矢量产生器、乘法器、快速傅里叶变换器和信道估计结果选择器，所述控制器根据用于信道冲激响应长度估计的信息确定出构造矩阵的维数，所述构造矩阵产生器用于按照构造规则生成构造矩阵，所述矩阵求逆器用于对构造矩阵求逆得到估计矩阵，所述互相关矢量产生器用于按照互相关矢量生成规则产生互相关矢量，所述乘法器用于将估计构造矩阵左乘互相关矢量得到估计矢量，所述快速傅里叶变换器用于对估计矢量进行快速傅里叶变换得到系统所有载波的信道估计结果，所述信道估计结果选择器用于从系统所有载波的信道估计结果中选择有用的数据载波信道估计结果并输出。

为了解决上述技术问题，本发明提供了第二种基于构造矩阵的信道估计方法，该方法包括有如下步骤：

(a)利用计算机离线仿真若干用于信道冲激响应长度估计的信息的输入，确定出各自构造矩阵的维数，根据构造规则生成一组维数各不相同的构造矩阵，并分别计算出相应的估计矩阵，该估计矩阵为构造矩阵的逆矩阵或广义逆矩阵，然后分别存储所得到的估计矩阵，所述构造规则为

$T=\left(\begin{array}{cccc}t\left(0\right),& t^{*}\left(1\right),& ...& t^{*}(L-1)\\ t\left(1\right),& t\left(0\right),& ...& t^{*}(L-2)\\ .& .& & .\\ .& .& & .\\ .& .& & .\\ t(L-1),& t(L-2),& ...& t\left(0\right)\end{array}\right)$

其中， $t\left(p\right)=\underset{t\⋐P}{\mathrm{\Σ}}{\left|X\left(k\right)\right|}^2{W}_N^{-\mathrm{kp}},$ P＝0，1，…，L-1，T表示构造矩阵，t^*(p)表示t(p)的共轭，k表示载波的偏置，P表示导频载波偏置的集合，X(k)表示本地的参考导频信号， $W_N^{-\mathrm{kp}}=\exp \left(j\frac{2\mathrm{\πkp}}{N}\right)$ 表示逆傅里叶变换因子，N表示列长，L表示构造矩阵的维数，所述用于信道冲激响应长度估计的信息包括有导频、前缀和判决反馈；

(b)接收机上线运行，根据当前接收到的导频、前缀和判决反馈信息获得信道冲激响应长度的一个估计，从步骤(a)中得到的一组估计矩阵中选择维数和信道冲激响应长度最匹配的估计矩阵作为当前估计矩阵；

(c)根据本地的参考导频信号和当前接收到的导频信号，按照互相关矢量生成规则产生互相关矢量，所述互相关矢量生成规则为

R＝[r(0)，......，r(L-1)]

其中， $r\left(p\right)=\underset{k\⋐P}{\mathrm{\Σ}}Y\left(k\right)X^{*}\left(k\right)W_N^{-\mathrm{kp}},$ P＝0，…，L-1，R表示互相关矢量，X^*(k)表示X(k)的共轭，k表示载波的偏置，P表示导频载波偏置的集合，X(k)表示本地的参考导频信号，Y(k)表示接收到的导频信号， $W_N^{-\mathrm{kp}}=\exp \left(j\frac{2\mathrm{\πkp}}{N}\right)$ 表示逆傅里叶变换因子，N表示列长，L表示构造矩阵的维数；

(d)将所述当前估计矩阵左乘所述互相关矢量得到估计矢量，对估计矢量进行快速傅里叶变换得到系统所有载波的信道估计结果；

(e)从步骤(d)得到的信道估计结果中，选择有用的数据载波信道估计结果并输出。

为了解决上述技术问题，本发明提供了第二种基于构造矩阵的信道估计方法的实现装置，该实现装置包括有计算机、控制器、存储器、选择器、互相关矢量产生器、乘法器、快速傅里叶变换器和信道估计结果选择器，所述控制器用于根据用于信道冲激响应长度估计的信息确定出构造矩阵的维数，所述计算机用于离线仿真生成一组维数不同的估计矩阵，所述存储器用于存储一组维数不同的估计矩阵，所述选择器用于根据控制器确定构造矩阵的维数选择维数最匹配的估计矩阵作为当前估计矩阵并输出，所述互相关矢量产生器用于按照互相关矢量生成规则产生互相关矢量，所述乘法器用于将当前估计矩阵左乘互相关矢量得到估计矢量，所述快速傅里叶变换器用于对估计矢量进行快速傅里叶变换得到系统所有载波的信道估计结果，所述信道估计结果选择器用于从系统所有载波的信道估计结果中选择有用的数据载波信道估计结果并输出。

为了解决上述技术问题，本发明提供了第三种基于构造矩阵的信道估计方法，该方法包括有如下步骤：

(a)利用计算机离线仿真若干用于信道冲激响应长度估计的信息的输入，确定出各自构造矩阵的维数，根据构造规则生成一组维数各不相同的构造矩阵，并分别计算出相应的估计矩阵，该估计矩阵为构造矩阵的逆矩阵或广义逆矩阵，然后根据变换公式生成估计变换矩阵，分别存储所得到的估计变换矩阵，所述构造规则为

$T=\left(\begin{array}{cccc}t\left(0\right),& t^{*}\left(1\right),& ...& t^{*}(L-1)\\ t\left(1\right),& t\left(0\right),& ...& t^{*}(L-2)\\ .& .& & .\\ .& .& & .\\ .& .& & .\\ t(L-1),& t(L-2),& ...& t\left(0\right)\end{array}\right)$

其中， $t\left(p\right)=\underset{t\⋐P}{\mathrm{\Σ}}{\left|X\left(k\right)\right|}^2{W}_N^{-\mathrm{kp}},$ P＝0，1，…，L-1，T表示构造矩阵，t^*(p)表示t(p)的共轭，k表示载波的偏置，P表示导频载波偏置的集合，X(k)表示本地的参考导频信号， $W_N^{-\mathrm{kp}}=\exp \left(j\frac{2\mathrm{\πkp}}{N}\right)$ 表示逆傅里叶变换因子，N表示列长，L表示构造矩阵的维数，所述用于信道冲激响应长度估计的信息包括有导频、前缀和判决反馈；

所述变换公式为

Q＝F×P

其中，Q表示估计变换矩阵，P表示估计矩阵，F表示N×L的傅里叶变换矩阵， $F={\left(W_N^{\mathrm{ij}}\right)}_{N\×L},$ i＝0，…，N-1；j＝0，…，L-1，N表示列长，L表示构造矩阵的维数；

(b)根据当前接收到的导频、前缀和判决反馈信息获得信道冲激响应长度的一个估计，从步骤(a)中得到的一组估计变换矩阵中选择维数和信道冲激响应长度最匹配的估计变换矩阵作为当前估计变换矩阵；

(c)根据本地的参考导频信号和当前接收到的导频信号，按照互相关矢量生成规则产生互相关矢量，所述互相关矢量生成规则为

R＝[r(0)，......，r(L-1)]

其中， $r\left(p\right)=\underset{k\⋐P}{\mathrm{\Σ}}Y\left(k\right)X^{*}\left(k\right)W_N^{-\mathrm{kp}},$ P＝0，…，L-1，R表示互相关矢量，X^*(k)表示X(k)的共轭，k表示载波的偏置，P表示导频载波偏置的集合，X(k)表示本地的参考导频信号，Y(k)表示接收到的导频信号， $W_N^{-\mathrm{kp}}=\exp \left(j\frac{2\mathrm{\πkp}}{N}\right)$ 表示逆傅里叶变换因子，N表示列长，L表示构造矩阵的维数；

(d)将所述当前估计变换矩阵左乘所述互相关矢量得到系统所有载波的信道估计结果；

(e)从步骤(d)得到的信道估计结果中，选择有用的数据载波信道估计结果并输出。

为了解决上述技术问题，本发明提供了第三种基于构造矩阵的信道估计方法的实现装置，该实现装置包括有控制器、计算机、存储器、选择器、互相关矢量产生器、乘法器和信道估计结果选择器，所述控制器根据用于信道冲激响应长度估计的信息确定出构造矩阵的维数，所述计算机用于生成估计变换矩阵，所述存储器用于存储一组维数不同的估计变换矩阵，所述选择器用于根据控制器确定构造矩阵的维数选择维数最匹配的估计变换矩阵作为当前估计变换矩阵并输出，所述互相关矢量产生器用于按照互相关矢量生成规则产生互相关矢量，所述乘法器用于将当前估计变换矩阵左乘互相关矢量得到系统所有载波的信道估计结果，所述信道估计结果选择器用于从系统所有载波的信道估计结果中选择有用的数据载波信道估计结果并输出。

为了解决上述技术问题，本发明提供了第四种基于构造矩阵的信道估计方法，该方法包括有如下步骤：

(a)利用接收机所有接收到的用于信道冲激响应长度估计的信息确定出各自构造矩阵的维数，根据构造规则生成一组维数各不相同的构造矩阵，并分别计算出相应的估计矩阵，该估计矩阵为构造矩阵的逆矩阵或广义逆矩阵，然后分别存储所得到的估计矩阵，所述构造规则为

$T=\left(\begin{array}{cccc}t\left(0\right),& t^{*}\left(1\right),& ...& t^{*}(L-1)\\ t\left(1\right),& t\left(0\right),& ...& t^{*}(L-2)\\ .& .& & .\\ .& .& & .\\ .& .& & .\\ t(L-1),& t(L-2),& ...& t\left(0\right)\end{array}\right)$

其中， $t\left(p\right)=\underset{t\⋐P}{\mathrm{\Σ}}{\left|X\left(k\right)\right|}^2{W}_N^{-\mathrm{kp}},$ P＝0，1，…，L-1，T表示构造矩阵，t^*(p)表示t(p)的共轭，k表示载波的偏置，P表示导频载波偏置的集合，X(k)表示本地的参考导频信号， $W_N^{-\mathrm{kp}}=\exp \left(j\frac{2\mathrm{\πkp}}{N}\right)$ 表示逆傅里叶变换因子，N表示列长，L表示构造矩阵的维数，所述用于信道冲激响应长度估计的信息包括有导频、前缀和判决反馈；

(b)根据当前接收到的用于信道冲激响应长度估计的信息获得信道冲激响应长度的一个估计，从步骤(a)中得到的一组估计矩阵中选择维数和信道冲激响应长度最匹配的估计矩阵作为当前估计矩阵；

(c)根据本地的参考导频信号和当前接收到的导频信号，按照互相关矢量生成规则产生互相关矢量，所述互相关矢量生成规则为

R＝[r(0)，......，r(L-1)]

其中， $r\left(p\right)=\underset{k\⋐P}{\mathrm{\Σ}}Y\left(k\right)X^{*}\left(k\right)W_N^{-\mathrm{kp}},$ P＝0，…，L-1，R表示互相关矢量，X^*(k)表示X(k)的共轭，k表示载波的偏置，P表示导频载波偏置的集合，X(k)表示本地的参考导频信号，Y(k)表示接收到的导频信号， $W_N^{-\mathrm{kp}}=\exp \left(j\frac{2\mathrm{\πkp}}{N}\right)$ 表示逆傅里叶变换因子，N表示列长，L表示构造矩阵的维数；

(d)将所述当前估计矩阵左乘所述互相关矢量得到估计矢量，对估计矢量进行快速傅里叶变换得到系统所有载波的信道估计结果；

(e)从步骤(d)得到的信道估计结果中，选择有用的数据载波信道估计结果并输出。

为了解决上述技术问题，本发明提供了第四种基于构造矩阵的信道估计方法的实现装置，该实现装置包括有控制器、构造矩阵产生器、矩阵求逆器、存储器、选择器、互相关矢量产生器、乘法器、快速傅里叶变换器和信道估计结果选择器，所述控制器根据用于信道冲激响应长度估计的信息确定出构造矩阵的维数，所述构造矩阵产生器用于按照构造规则生成构造矩阵，所述矩阵求逆器用于对构造矩阵求逆得到估计矩阵，所述存储器用于存储一组维数不同的估计矩阵，所述选择器用于根据控制器确定构造矩阵的维数选择维数最匹配的估计矩阵作为当前估计矩阵并输出，所述互相关矢量产生器用于按照互相关矢量生成规则产生互相关矢量，所述乘法器用于将当前估计矩阵左乘互相关矢量得到估计矢量，所述快速傅里叶变换器用于对估计矢量进行快速傅里叶变换得到系统所有载波的信道估计结果，所述信道估计结果选择器用于从系统所有载波的信道估计结果中选择有用的数据载波信道估计结果并输出。

为了解决上述技术问题，本发明提供了第五种基于构造矩阵的信道估计方法，该方法包括有如下步骤：

(a)利用接收机所有接收到的所有用于信道冲激响应长度估计的信息确定出各自构造矩阵的维数，根据构造规则生成一组维数各不相同的构造矩阵，并分别计算出相应的估计矩阵，该估计矩阵为构造矩阵的逆矩阵或广义逆矩阵，然后根据变换公式生成估计变换矩阵，分别存储所得到的估计变换矩阵，所述构造规则为

$T=\left(\begin{array}{cccc}t\left(0\right),& t^{*}\left(1\right),& ...& t^{*}(L-1)\\ t\left(1\right),& t\left(0\right),& ...& t^{*}(L-2)\\ .& .& & .\\ .& .& & .\\ .& .& & .\\ t(L-1),& t(L-2),& ...& t\left(0\right)\end{array}\right)$

其中， $t\left(p\right)=\underset{t\⋐P}{\mathrm{\Σ}}{\left|X\left(k\right)\right|}^2{W}_N^{-\mathrm{kp}},$ P＝0，1，…，L-1，T表示构造矩阵，t^*(p)表示t(p)的共轭，k表示载波的偏置，P表示导频载波偏置的集合，X(k)表示本地的参考导频信号， $W_N^{-\mathrm{kp}}=\exp \left(j\frac{2\mathrm{\πkp}}{N}\right)$ 表示逆傅里叶变换因子，N表示列长，L表示构造矩阵的维数，所述用于信道冲激响应长度估计的信息包括有导频、前缀和判决反馈；

所述变换公式为

Q＝F×P

其中，Q表示估计变换矩阵，P表示估计矩阵，F表示N×L的傅里叶变换矩阵， $F={\left(W_N^{\mathrm{ij}}\right)}_{N\×L},$ i＝0，…，N-1；j＝0，…，L-1，N表示列长，L表示构造矩阵的维数；

(b)根据当前接收到的用于信道冲激响应长度估计的信息获得信道冲激响应长度的一个估计，从步骤(a)中得到的一组估计变换矩阵中选择维数和信道冲激响应长度最匹配的估计变换矩阵作为当前估计变换矩阵；

(c)根据本地的参考导频信号和当前接收到的导频信号，按照互相关矢量生成规则产生互相关矢量，所述互相关矢量生成规则为

R＝[r(0)，......，r(L-1)]

其中， $r\left(p\right)=\underset{k\⋐P}{\mathrm{\Σ}}Y\left(k\right)X^{*}\left(k\right)W_N^{-\mathrm{kp}},$ P＝0，…，L-1，R表示互相关矢量，X^*(k)表示X(k)的共轭，k表示载波的偏置，P表示导频载波偏置的集合，X(k)表示本地的参考导频信号，Y(k)表示接收到的导频信号， $W_N^{-\mathrm{kp}}=\exp \left(j\frac{2\mathrm{\πkp}}{N}\right)$ 表示逆傅里叶变换因子，N表示列长，L表示构造矩阵的维数；

(d)将所述当前估计变换矩阵左乘所述互相关矢量得到系统所有载波的信道估计结果；

(e)从步骤(d)得到的信道估计结果中，选择有用的数据载波信道估计结果并输出。

为了解决上述技术问题，本发明提供了第五种基于构造矩阵的信道估计方法的实现装置，该实现装置包括有控制器、构造矩阵产生器、矩阵求逆器、估计变换矩阵生成器、存储器、选择器、互相关矢量产生器、乘法器和信道估计结果选择器，所述控制器根据用于信道冲激响应长度估计的信息确定出构造矩阵的维数，所述构造矩阵产生器用于按照构造规则生成构造矩阵，所述矩阵求逆器用于对构造矩阵求逆得到估计矩阵，所述估计变换矩阵生成器用于根据变换公式生成估计变换矩阵，所述存储器用于存储一组维数不同的估计变换矩阵，所述选择器用于根据控制器确定构造矩阵的维数选择维数最匹配的估计变换矩阵作为当前估计变换矩阵并输出，所述互相关矢量产生器用于按照互相关矢量生成规则产生互相关矢量，所述乘法器用于将当前估计变换矩阵左乘互相关矢量得到系统所有载波的信道估计结果，所述信道估计结果选择器用于从系统所有载波的信道估计结果中选择有用的数据载波信道估计结果并输出。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

A，采用本发明所述的方法只需要根据导频、前缀或者判决反馈等信息获得信道冲激响应长度的一个粗略估计即可，而不需要知道信道的自相关矩阵、功率延时分布和信噪比等先验知识；

B，本发明的方法对导频插入方式要求宽松，没有导频必须均匀插入的要求，对存储空间要求不高，计算量小，实现简单，是一种性能优良、实现简单的信道估计方法。

附图说明

图1是包含本发明中实现装置的接收机结构示意图；

图2是本发明中一个实现装置的结构示意图；

图3是本发明中另一个实现装置的结构示意图；

图4是本发明中又一个实现装置的结构示意图；

图5是本发明中针对图2所示实现装置的一种估计方法的流程示意图；

图6是本发明中针对图3所示实现装置的另一种估计方法的流程示意图；

图7是本发明中针对图4所示实现装置的又一种估计方法的流程示意图。

具体实施方式

为深入了解本发明，下面结合附图及具体实施例对本发明进行详细说明。

如图1所示，包含本发明中实现装置的接收机由前端处理模块101、FFT(快速傅里叶变换)模块102、信道估计器103(即为本发明中实现装置)、信道补偿模块104和解调解码模块105组成，前端处理模块101通过接收天线接收射频信号，然后对接收信号进行下变频、模数转换、去循环前缀等处理，最后，数据被输出到FFT模块102。FFT模块102对输入的数据进行快速傅里叶变换，这样数据由时域变换到了频域，然后FFT模块102把来自数据载波的数据输出到信道补偿模块104，来自导频载波的数据输出到信道估计器103。信道补偿模块104接收FFT模块102输出的用户数据和信道估计器103输出的数据载波信道估计，并利用数据载波的信道估计对用户数据进行幅度和相位上的补偿。最后，数据被输出到解调解码模块105进行后续处理。

图2所示的是本发明中的一种实现装置，它与图5所示的方法相对应，图5所示的基于构造矩阵的信道估计方法，包括如下步骤：

步骤501，根据接收机当前接收到的用于信道冲激响应长度估计的信息确定构造矩阵T的维数，根据如下式子(1)产生构造矩阵T，

$T=\left(\begin{array}{cccc}t\left(0\right),& t^{*}\left(1\right),& ...& t^{*}(L-1)\\ t\left(1\right),& t\left(0\right),& ...& t^{*}(L-2)\\ .& .& & .\\ .& .& & .\\ .& .& & .\\ t(L-1),& t(L-2),& ...& t\left(0\right)\end{array}\right)---\left(1\right)$

其中， $t\left(p\right)=\underset{t\⋐P}{\mathrm{\Σ}}{\left|X\left(k\right)\right|}^2{W}_N^{-\mathrm{kp}},$ P＝0，1，…，L-1，T表示构造矩阵，t^*(p)表示t(p)的共轭，k表示载波的偏置，P表示导频载波偏置的集合，X(k)表示本地的参考导频信号， $W_N^{-\mathrm{kp}}=\exp \left(j\frac{2\mathrm{\πkp}}{N}\right)$ 表示逆傅里叶变换因子，N表示列长，L表示构造矩阵的维数；

所述用于信道冲激响应长度估计的信息可为导频或前缀或判决反馈，也可为导频和前缀，或是导频、前缀和判决反馈结合考虑确定出构造矩阵T的维数，由于本方法中构造矩阵T的维数就是对信道冲激响应进行长度估计的长度，所以各种利用前缀，导频或判决反馈的信息确定信道冲激响应的长度的方法，均可用于本发明中确定构造矩阵T的维数，例如利用前缀确定信道冲激响应长度的方法分为如下几种：接收的前缀除以发送的前缀；逆傅里叶变换，并且在逆傅里叶变换后，还可以对数据进行低通滤波处理；设置一个门限，大于门限的数据长度就是信道估计的长度，门限可以是一个固定门限，也可以是一个自适应门限；利用导频确定信道冲激响应长度的方法与利用前缀的方法相似，只是前缀数据一般一帧最多只有一个，而导频数据则可能每个符号都有，这样，还可以利用多个接收的符号求平均获得更准确的结果；利用判决反馈的信息前缀确定信道冲激响应长度的方法可分为几种：对接收的用户数据进行硬判决解调；对硬判决解调的信息进行调制，调制方式和发射端采用的方式相同；接收的用户数据除以硬判决解调的信息，还可以对数据进行逆傅里叶变换，并且在逆傅里叶变换后，还可以对数据进行低通滤波处理；设置一个门限，大于门限的数据长度就是信道估计的长度，门限可以是一个固定门限，也可以是一个自适应门限，还可以把多个接收符号信道估计长度的估计结果进行平均。此外，还可以根据系统的性能要求和复杂度要求，将导频和前缀，或导频、前缀和判决反馈三者结合考虑，确定出信道冲激响应的长度，即确定出构造矩阵T的维数。

步骤502，根据本地的参考信号和当前接收到的导频信号产生互相关矢量R，R的长度等于构造矩阵T的维数L，根据如下式子(2)计算互相关矢量R，

R＝[r(0)，......，r(L-1)]             (2)

其中， $r\left(p\right)=\underset{k\⋐P}{\mathrm{\Σ}}Y\left(k\right)X^{*}\left(k\right)W_N^{-\mathrm{kp}},$ P＝0，…，L-1，R表示互相关矢量，X^*(k)表示X(k)的共轭，k表示载波的偏置，P表示导频载波偏置的集合，X(k)表示本地的参考导频信号，Y(k)表示接收到的导频信号， $W_N^{-\mathrm{kp}}=\exp \left(j\frac{2\mathrm{\πkp}}{N}\right)$ 表示逆傅里叶变换因子，N表示列长，L表示构造矩阵的维数。

步骤503，计算构造矩阵T的逆矩阵T^-1，即为估计矩阵，如果构造矩阵T不可逆，可以用其广义逆矩阵代替作为估计矩阵，矩阵求逆的方法可采用高斯消元法，若不可逆，则求广义逆矩阵的方法常用方法有特征值分解法，奇异值分解法等；

步骤504，根据如下式子(3)计算估计矢量S，

S＝T^-1×R    (3)

即为估计矩阵T^-1左乘互相关矢量R，此时估计矢量S长度为L；

步骤505，求估计矢量S的N点FFT(快速傅里叶变换)，得到N个载波的信道估计结果，N指的是系统所有载波的数目；

步骤506，从N个载波的信道估计中选择有用的数据载波信道估计并输出，N指的是系统所有载波的数目。

在本发明中，T的维数等于信道信道冲激响应的长度；以基于IEEE802.16协议的OFDMA系统为例，可以根据前缀信息获得信道冲激响应长度的一个估计。本发明并不限制利用导频、前缀和判决反馈等信息确定构造矩阵T维数的方法。仿真表明，本方法对信道冲激响应长度的准确性不敏感。

图2所示的基于构造矩阵的信道估计方法的实现装置包括有控制器201、构造矩阵产生器202、矩阵求逆器203、互相关矢量产生器204、乘法器205、快速傅里叶变换器(FFT变换器)206和信道估计结果选择器207，控制器201可以根据接收到的用于信道冲激响应长度估计的信息确定构造矩阵T的维数；构造矩阵T的维数等于信道冲激响应的长度，利用接收到的用于信道冲激响应长度估计的信息(如导频、前缀或判决反馈等信息)可以获得信道冲激响应长度的估计，仿真表明，本发明的信道估计器对信道冲激响应长度估计的准确性要求不高；构造矩阵产生器202根据控制器确定的构造矩阵维数按照式子(1)产生相应维数的构造矩阵T；矩阵求逆器203是对矩阵T求其逆矩阵作为估计矩阵，如果矩阵T不可逆，则可以用其广义逆矩阵代替；互相关矢量产生器204是根据本地的参考导频信号和接收到的导频信号产生互相关矢量R；乘法器205是计算估计矢量S，S是矩阵T^{- 1}(T的逆矩阵)与互相关矢量R的乘积；快速傅里叶变换器206是对估计矢量S求N点的快速傅里叶变换，这里N指的是所有载波的数目；信道估计结果选择器207是从N个载波的信道估计结果中选择有用数据载波的信道估计并输出。

图3所示的是本发明中另一种实现装置，它与图6所示的方法相对应，图6所示的基于构造矩阵的信道估计方法，包括如下步骤：

事先可利用计算机离线仿真若干用于信道冲激响应长度估计的信息(包括有导频、前缀或判决反馈等)的输入，确定出各自构造矩阵的维数，然后再根据前述式子(1)生成一组维数各不相同的构造矩阵，并分别计算出相应的估计矩阵P，该估计矩阵为构造矩阵的逆矩阵或广义逆矩阵，然后分别存储所得到的估计矩阵P；也可利用接收机所接收到的所有用于信道冲激响应长度估计的信息(包括有导频、前缀或判决反馈等)确定出各自构造矩阵的维数，根据前述式子(1)生成一组维数各不相同的构造矩阵，并分别计算出相应的估计矩阵P，该估计矩阵为构造矩阵的逆矩阵或广义逆矩阵，然后分别存储所得到的估计矩阵P；

步骤601，根据当前接收的导频、前缀或判决反馈等信息，从事先存储的一组估计矩阵中选择输出维数最匹配的矩阵P，由于根据接收到的导频、前缀和判决反馈等信息可以获得信道冲激响应长度的一个估计，因此可根据估计的信道冲激响应长度，从保存的一组估计矩阵P中选择维数和估计的信道冲激响应长度最接近的矩阵P输出，本发明不限制利用导频、前缀和判决反馈等信息确定构造矩阵T维数的方法；

步骤602，根据本地的参考信号和当前接收到的导频信号，由前述式子(2)计算互相关矢量R，R的长度等于构造矩阵T的维数L；

步骤603，根据如下式子(4)计算估计矢量S，

S＝P×R    (4)

即估计矩阵P左乘互相关矢量R，此时估计矢量S长度为L；

步骤604，求估计矢量S的N点FFT(快速傅里叶变换)，得到N个载波的信道估计结果，N指的是系统所有载波的数目；

步骤605，从N个载波的信道估计中选择有用的数据载波信道估计并输出，N指的是系统所有载波的数目。

图3所示的基于构造矩阵的信道估计方法的实现装置包括有存储器301、控制器302、选择器303、互相关矢量产生器304、乘法器305、快速傅里叶变换器306和信道估计结果选择器307，存储器301用于存储一组维数不同的估计矩阵P；控制器302用于根据当前接收的导频、前缀和判决反馈等信息等确定估计矩阵的维数，确定估计矩阵P维数的方法可以与图2中确定构造矩阵T维数的方法相同；选择器303用于根据控制器确定的估计矩阵维数选择输出维数最匹配的估计矩阵；互相关矢量产生器304用于根据本地的参考导频信号和接收到的导频信号产生互相关矢量R；乘法器305用于计算估计矢量S，S是估计矩阵P左乘互相关矢量R；快速傅里叶变换器(FFT)306用于求估计矢量S的N点快速傅里叶变换；信道估计结果选择器307用于从N个载波的信道估计结果中选择有用数据载波的信道估计并输出。

本实现装置还可包括生成估计矩阵P的构造矩阵产生器、矩阵求逆器或可离线仿真生成估计矩阵的计算机。

图4所示的是本发明中另一种实现装置，它与图7所示的方法相对应，图7所示的基于构造矩阵的信道估计方法，包括如下步骤：

事先可利用接收机所接收到的所有导频、前缀和判决反馈等信息确定出各自构造矩阵的维数，根据前述式子(1)生成一组维数各不相同的构造矩阵，并分别计算出相应的估计矩阵，该估计矩阵为构造矩阵的逆矩阵或广义逆矩阵，然后根据变换公式生成估计变换矩阵，分别存储所得到的估计变换矩阵；也可利用计算机离线仿真若干导频、前缀和判决反馈等信息的输入，确定出各自构造矩阵的维数，然后再根据前述式子(1)生成一组维数各不相同的构造矩阵，并分别计算出相应的估计矩阵P，该估计矩阵为构造矩阵的逆矩阵或广义逆矩阵，然后根据变换公式生成估计变换矩阵，分别存储所得到的估计变换矩阵；其中变换公式如下式(5)

Q＝F×P    (5)

其中，Q表示估计变换矩阵，P表示估计矩阵，F表示N×L的傅里叶变换矩阵， $F={\left(W_N^{\mathrm{ij}}\right)}_{N\×L},$ i＝0，…，N-1；j＝0，…，L-1，N表示列长，L表示构造矩阵的维数；

步骤701，根据当前接收的导频、前缀、判决反馈等信息，从事先存储的一组估计变换矩阵中选择输出列数最匹配的估计变换矩阵Q，确定估计变换矩阵Q的列数的方法与前面所述确定构造矩阵T维数的方式相同，本发明不限制确定估计变换矩阵Q的列数的方法；

步骤702，根据本地的参考信号和接收到的导频信号，由前述式子(2)计算互相关矢量R，R的长度等于构造矩阵T的维数L；

步骤703，根据如下式子(6)计算估计矢量S，

S＝Q×R    (6)

即为估计变换矩阵Q左乘互相关矢量R，此时估计矢量S长度为N，N指的是系统所有载波的数目；

步骤704，从N个载波的信道估计中选择有用的数据载波信道估计并输出，N指的是系统所有载波的数目。

图4所示的基于构造矩阵的信道估计方法的实现装置包括有存储器401、控制器402、选择器403、互相关矢量产生器404、乘法器405和信道估计结果选择器406，存储器401用于存储一组行数为N、列数不同的估计变换矩阵Q；控制器402用于根据当前接收到的导频、前缀和判决反馈等信息确定估计变换矩阵的列数，其方式与图2中确定构造矩阵T的维数的方法相同；选择器403用于根据控制器402所确定的估计变换矩阵列数输出列数最匹配的估计变换矩阵Q；互相关矢量产生器404用于根据本地的参考导频信号和接收到的导频信号产生互相关矢量R；乘法器405用于根据前述式子(6)计算估计矢量S，S是估计变换矩阵Q左乘互相关矢量R，此时矢量S长度为N，S即为所有N个载波的信道估计结果；信道估计结果选择器406用于从N个载波的信道估计结果中选择有用数据载波的信道估计并输出。

本实现装置还可包括生成估计变换矩阵Q的构造矩阵产生器、矩阵求逆器和估计变换矩阵生成器或可离线仿真生成估计变换矩阵的计算机。

上面是对本发明的若干实施例进行描述，熟悉本技术领域的人员应理解，对本发明的实施例的各种修正和变化都落在本发明的构思及权利要求限定范围内。

Claims (15)

1、一种基于构造矩阵的信道估计方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

(a)根据当前接收到的用于信道冲激响应长度估计的信息确定出构造矩阵的维数，并按照构造规则生成构造矩阵，所述构造规则为

$T=\left(\begin{array}{cccc}t\left(0\right),& t^{*}\left(1\right),& ...& t^{*}(L-1)\\ t\left(1\right),& t\left(0\right),& ...& t^{*}(L-2)\\ .& .& & .\\ .& .& & .\\ .& .& & .\\ t(L-1),& t(L-2),& ...& t\left(0\right)\end{array}\right)$

其中， $t\left(p\right)=\underset{k\⋐P}{\mathrm{\Σ}}{\left|X\left(k\right)\right|}^2{W}_N^{-\mathrm{kp}},$ P＝0，1，…，L-1，T表示构造矩阵，t^*(p)表示t(p)的共轭，k表示载波的偏置，P表示导频载波偏置的集合，X(k)表示本地的参考导频信号， $W_N^{-\mathrm{kp}}=\exp \left(j\frac{2\mathrm{\πkp}}{N}\right)$ 表示逆傅里叶变换因子，N表示列长，L表示构造矩阵的维数；

(b)利用步骤(a)得到的构造矩阵计算得到估计矩阵，该估计矩阵为构造矩阵的逆矩阵或广义逆矩阵；

(c)根据本地的参考导频信号和当前接收到的导频信号，按照互相关矢量生成规则产生互相关矢量，所述互相关矢量生成规则为

R＝[r(0)，......，r(L-1)]

其中， $r\left(p\right)=\underset{k\⋐P}{\mathrm{\Σ}}Y\left(k\right)X^{*}\left(k\right)W_N^{-\mathrm{kp}},$ P＝0，…，L-1，R表示互相关矢量，X^*(k)表示X(k)的共轭，k表示载波的偏置，P表示导频载波偏置的集合，X(k)表示本地的参考导频信号，Y(k)表示接收到的导频信号， $W_N^{-\mathrm{kp}}=\exp \left(j\frac{2\mathrm{\πkp}}{N}\right)$ 表示逆傅里叶变换因子，N表示列长，L表示构造矩阵的维数；

(d)将所述估计矩阵左乘所述互相关矢量得到估计矢量，对估计矢量进行快速傅里叶变换得到系统所有载波的信道估计结果；

(e)从步骤(d)得到的信道估计结果中，选择有用的数据载波信道估计结果并输出。

2、根据权利要求1所述的基于构造矩阵的信道估计方法，其特征在于：所述用于信道冲激响应长度估计的信息为导频。

3、根据权利要求1所述的基于构造矩阵的信道估计方法，其特征在于：所述用于信道冲激响应长度估计的信息为前缀。

4、根据权利要求1所述的基于构造矩阵的信道估计方法，其特征在于：所述用于信道冲激响应长度估计的信息为判决反馈。

5、根据权利要求1所述的基于构造矩阵的信道估计方法，其特征在于：所述用于信道冲激响应长度估计的信息包括导频和前缀。

6、根据权利要求5所述的基于构造矩阵的信道估计方法，其特征在于：所述用于信道冲激响应长度估计的信息还包括判决反馈。

7、一种如权利要求1所述的基于构造矩阵的信道估计方法的实现装置，其特征在于：该实现装置包括有控制器、构造矩阵产生器、矩阵求逆器、互相关矢量产生器、乘法器、快速傅里叶变换器和信道估计结果选择器，所述控制器根据用于信道冲激响应长度估计的信息确定出构造矩阵的维数，所述构造矩阵产生器用于按照构造规则生成构造矩阵，所述矩阵求逆器用于对构造矩阵求逆得到估计矩阵，所述互相关矢量产生器用于按照互相关矢量生成规则产生互相关矢量，所述乘法器用于将估计构造矩阵左乘互相关矢量得到估计矢量，所述快速傅里叶变换器用于对估计矢量进行快速傅里叶变换得到系统所有载波的信道估计结果，所述信道估计结果选择器用于从系统所有载波的信道估计结果中选择有用的数据载波信道估计结果并输出。

8、一种基于构造矩阵的信道估计方法，其特征在于，该方法包括有如下步骤：

(a)利用计算机离线仿真若干用于信道冲激响应长度估计的信息的输入，确定出各自构造矩阵的维数，根据构造规则生成一组维数各不相同的构造矩阵，并分别计算出相应的估计矩阵，该估计矩阵为构造矩阵的逆矩阵或广义逆矩阵，然后分别存储所得到的估计矩阵，所述构造规则为

$T=\left(\begin{array}{cccc}t\left(0\right),& t^{*}\left(1\right),& ...& t^{*}(L-1)\\ t\left(1\right),& t\left(0\right),& ...& t^{*}(L-2)\\ .& .& & .\\ .& .& & .\\ .& .& & .\\ t(L-1),& t(L-2),& ...& t\left(0\right)\end{array}\right)$

其中， $t\left(p\right)=\underset{k\⋐P}{\mathrm{\Σ}}{\left|X\left(k\right)\right|}^2{W}_N^{-\mathrm{kp}},$ P＝0，1，…，L-1，T表示构造矩阵，t^*(p)表示t(p)的共轭，k表示载波的偏置，P表示导频载波偏置的集合，X(k)表示本地的参考导频信号， $W_N^{-\mathrm{kp}}=\exp \left(j\frac{2\mathrm{\πkp}}{N}\right)$ 表示逆傅里叶变换因子，N表示列长，L表示构造矩阵的维数，所述用于信道冲激响应长度估计的信息包括有导频、前缀和判决反馈；

(b)接收机上线运行，根据当前接收到的导频、前缀和判决反馈信息获得信道冲激响应长度的一个估计，从步骤(a)中得到的一组估计矩阵中选择维数和信道冲激响应长度最匹配的估计矩阵作为当前估计矩阵；

(c)根据本地的参考导频信号和当前接收到的导频信号，按照互相关矢量生成规则产生互相关矢量，所述互相关矢量生成规则为

R＝[r(0)，......，r(L-1)]

其中， $r\left(p\right)=\underset{k\⋐P}{\mathrm{\Σ}}Y\left(k\right)X^{*}\left(k\right)W_N^{-\mathrm{kp}},$ P＝0，…，L-1，R表示互相关矢量，X^*(k)表示X(k)的共轭，k表示载波的偏置，P表示导频载波偏置的集合，X(k)表示本地的参考导频信号，Y(k)表示接收到的导频信号， $W_N^{-\mathrm{kp}}=\exp \left(j\frac{2\mathrm{\πkp}}{N}\right)$ 表示逆傅里叶变换因子，N表示列长，L表示构造矩阵的维数；

(d)将所述当前估计矩阵左乘所述互相关矢量得到估计矢量，对估计矢量进行快速傅里叶变换得到系统所有载波的信道估计结果；

(e)从步骤(d)得到的信道估计结果中，选择有用的数据载波信道估计结果并输出。

9、一种如权利要求8所述的基于构造矩阵的信道估计方法的实现装置，其特征在于：该实现装置包括有计算机、控制器、存储器、选择器、互相关矢量产生器、乘法器、快速傅里叶变换器和信道估计结果选择器，所述控制器用于根据用于信道冲激响应长度估计的信息确定出构造矩阵的维数，所述计算机用于离线仿真生成一组维数不同的估计矩阵，所述存储器用于存储一组维数不同的估计矩阵，所述选择器用于根据控制器确定构造矩阵的维数选择维数最匹配的估计矩阵作为当前估计矩阵并输出，所述互相关矢量产生器用于按照互相关矢量生成规则产生互相关矢量，所述乘法器用于将当前估计矩阵左乘互相关矢量得到估计矢量，所述快速傅里叶变换器用于对估计矢量进行快速傅里叶变换得到系统所有载波的信道估计结果，所述信道估计结果选择器用于从系统所有载波的信道估计结果中选择有用的数据载波信道估计结果并输出。

10、一种基于构造矩阵的信道估计方法，其特征在于，该方法包括有如下步骤：

(a)利用计算机离线仿真若干用于信道冲激响应长度估计的信息的输入，确定出各自构造矩阵的维数，根据构造规则生成一组维数各不相同的构造矩阵，并分别计算出相应的估计矩阵，该估计矩阵为构造矩阵的逆矩阵或广义逆矩阵，然后根据变换公式生成估计变换矩阵，分别存储所得到的估计变换矩阵，所述构造规则为

$T=\left(\begin{array}{cccc}t\left(0\right),& t^{*}\left(1\right),& ...& t^{*}(L-1)\\ t\left(1\right),& t\left(0\right),& ...& t^{*}(L-2)\\ .& .& & .\\ .& .& & .\\ .& .& & .\\ t(L-1),& t(L-2),& ...& t\left(0\right)\end{array}\right)$

其中， $t\left(p\right)=\underset{k\⋐P}{\mathrm{\Σ}}{\left|X\left(k\right)\right|}^2{W}_N^{-\mathrm{kp}},$ P＝0，1，…，L-1，T表示构造矩阵，t^*(p)表示t(p)的共轭，k表示载波的偏置，P表示导频载波偏置的集合，X(k)表示本地的参考导频信号， $W_N^{-\mathrm{kp}}=\exp \left(j\frac{2\mathrm{\πkp}}{N}\right)$ 表示逆傅里叶变换因子，N表示列长，L表示构造矩阵的维数，所述用于信道冲激响应长度估计的信息包括有导频、前缀和判决反馈；

所述变换公式为

Q＝F×P

其中，Q表示估计变换矩阵，P表示估计矩阵，F表示N×L的傅里叶变换矩阵， $F={\left(W_N^{\mathrm{ij}}\right)}_{N\×L},$ i＝0，…，N-1；j＝0，…，L-1，N表示列长，L表示构造矩阵的维数；

(b)根据当前接收到的导频、前缀和判决反馈信息获得信道冲激响应长度的一个估计，从步骤(a)中得到的一组估计变换矩阵中选择维数和信道冲激响应长度最匹配的估计变换矩阵作为当前估计变换矩阵；

(c)根据本地的参考导频信号和当前接收到的导频信号，按照互相关矢量生成规则产生互相关矢量，所述互相关矢量生成规则为

R＝[r(0)，......，r(L-1)]

其中， $r\left(p\right)=\underset{k\⋐P}{\mathrm{\Σ}}Y\left(k\right)X^{*}\left(k\right)W_N^{-\mathrm{kp}},$ P＝0，…，L-1，R表示互相关矢量，X^*(k)表示X(k)的共轭，k表示载波的偏置，P表示导频载波偏置的集合，X(k)表示本地的参考导频信号，Y(k)表示接收到的导频信号， $W_N^{-\mathrm{kp}}=\exp \left(j\frac{2\mathrm{\πkp}}{N}\right)$ 表示逆傅里叶变换因子，N表示列长，L表示构造矩阵的维数；

(d)将所述当前估计变换矩阵左乘所述互相关矢量得到系统所有载波的信道估计结果；

(e)从步骤(d)得到的信道估计结果中，选择有用的数据载波信道估计结果并输出。

11、一种如权利要求10所述的基于构造矩阵的信道估计方法的实现装置，其特征在于：该实现装置包括有控制器、计算机、存储器、选择器、互相关矢量产生器、乘法器和信道估计结果选择器，所述控制器根据用于信道冲激响应长度估计的信息确定出构造矩阵的维数，所述计算机用于生成估计变换矩阵，所述存储器用于存储一组维数不同的估计变换矩阵，所述选择器用于根据控制器确定构造矩阵的维数选择维数最匹配的估计变换矩阵作为当前估计变换矩阵并输出，所述互相关矢量产生器用于按照互相关矢量生成规则产生互相关矢量，所述乘法器用于将当前估计变换矩阵左乘互相关矢量得到系统所有载波的信道估计结果，所述信道估计结果选择器用于从系统所有载波的信道估计结果中选择有用的数据载波信道估计结果并输出。

12、一种基于构造矩阵的信道估计方法，其特征在于，该方法包括有如下步骤：

(a)利用接收机所有接收到的用于信道冲激响应长度估计的信息确定出各自构造矩阵的维数，根据构造规则生成一组维数各不相同的构造矩阵，并分别计算出相应的估计矩阵，该估计矩阵为构造矩阵的逆矩阵或广义逆矩阵，然后分别存储所得到的估计矩阵，所述构造规则为

$T=\left(\begin{array}{cccc}t\left(0\right),& t^{*}\left(1\right),& ...& t^{*}(L-1)\\ t\left(1\right),& t\left(0\right),& ...& t^{*}(L-2)\\ .& .& & .\\ .& .& & .\\ .& .& & .\\ t(L-1),& t(L-2),& ...& t\left(0\right)\end{array}\right)$

其中， $t\left(p\right)=\underset{k\⋐P}{\mathrm{\Σ}}{\left|X\left(k\right)\right|}^2{W}_N^{-\mathrm{kp}},$ P＝0，1，…，L-1，T表示构造矩阵，t^*(p)表示t(p)的共轭，k表示载波的偏置，P表示导频载波偏置的集合，X(k)表示本地的参考导频信号， $W_N^{-\mathrm{kp}}=\exp \left(j\frac{2\mathrm{\πkp}}{N}\right)$ 表示逆傅里叶变换因子，N表示列长，L表示构造矩阵的维数，所述用于信道冲激响应长度估计的信息包括有导频、前缀和判决反馈；

(b)根据当前接收到的用于信道冲激响应长度估计的信息获得信道冲激响应长度的一个估计，从步骤(a)中得到的一组估计矩阵中选择维数和信道冲激响应长度最匹配的估计矩阵作为当前估计矩阵；

(c)根据本地的参考导频信号和当前接收到的导频信号，按照互相关矢量生成规则产生互相关矢量，所述互相关矢量生成规则为

R＝[r(0)，......，r(L-1)]

其中， $r\left(p\right)=\underset{k\⋐P}{\mathrm{\Σ}}Y\left(k\right)X^{*}\left(k\right)W_N^{-\mathrm{kp}},$ P＝0，…，L-1，R表示互相关矢量，X^*(k)表示X(k)的共轭，k表示载波的偏置，P表示导频载波偏置的集合，X(k)表示本地的参考导频信号，Y(k)表示接收到的导频信号， $W_N^{-\mathrm{kp}}=\exp \left(j\frac{2\mathrm{\πkp}}{N}\right)$ 表示逆傅里叶变换因子，N表示列长，L表示构造矩阵的维数；

(d)将所述当前估计矩阵左乘所述互相关矢量得到估计矢量，对估计矢量进行快速傅里叶变换得到系统所有载波的信道估计结果；

(e)从步骤(d)得到的信道估计结果中，选择有用的数据载波信道估计结果并输出。

13、一种如权利要求12所述的基于构造矩阵的信道估计方法的实现装置，其特征在于：该实现装置包括有控制器、构造矩阵产生器、矩阵求逆器、存储器、选择器、互相关矢量产生器、乘法器、快速傅里叶变换器和信道估计结果选择器，所述控制器根据用于信道冲激响应长度估计的信息确定出构造矩阵的维数，所述构造矩阵产生器用于按照构造规则生成构造矩阵，所述矩阵求逆器用于对构造矩阵求逆得到估计矩阵，所述存储器用于存储一组维数不同的估计矩阵，所述选择器用于根据控制器确定构造矩阵的维数选择维数最匹配的估计矩阵作为当前估计矩阵并输出，所述互相关矢量产生器用于按照互相关矢量生成规则产生互相关矢量，所述乘法器用于将当前估计矩阵左乘互相关矢量得到估计矢量，所述快速傅里叶变换器用于对估计矢量进行快速傅里叶变换得到系统所有载波的信道估计结果，所述信道估计结果选择器用于从系统所有载波的信道估计结果中选择有用的数据载波信道估计结果并输出。

14、一种基于构造矩阵的信道估计方法，其特征在于，该方法包括有如下步骤：

(a)利用接收机所有接收到的所有用于信道冲激响应长度估计的信息确定出各自构造矩阵的维数，根据构造规则生成一组维数各不相同的构造矩阵，并分别计算出相应的估计矩阵，该估计矩阵为构造矩阵的逆矩阵或广义逆矩阵，然后根据变换公式生成估计变换矩阵，分别存储所得到的估计变换矩阵，所述构造规则为

$T=\left(\begin{array}{cccc}t\left(0\right),& t^{*}\left(1\right),& ...& t^{*}(L-1)\\ t\left(1\right),& t\left(0\right),& ...& t^{*}(L-2)\\ .& .& & .\\ .& .& & .\\ .& .& & .\\ t(L-1),& t(L-2),& ...& t\left(0\right)\end{array}\right)$

其中， $t\left(p\right)=\underset{k\⋐P}{\mathrm{\Σ}}{\left|X\left(k\right)\right|}^2{W}_N^{-\mathrm{kp}},$ P＝0，1，…，L-1，T表示构造矩阵，t^*(p)表示t(p)的共轭，k表示载波的偏置，P表示导频载波偏置的集合，X(k)表示本地的参考导频信号， $W_N^{-\mathrm{kp}}=\exp \left(j\frac{2\mathrm{\πkp}}{N}\right)$ 表示逆傅里叶变换因子，N表示列长，L表示构造矩阵的维数，所述用于信道冲激响应长度估计的信息包括有导频、前缀和判决反馈；

所述变换公式为

Q＝F×P

其中，Q表示估计变换矩阵，P表示估计矩阵，F表示N×L的傅里叶变换矩阵， $F={\left(W_N^{\mathrm{ij}}\right)}_{N\×L},$ i＝0，…，N-1；j＝0，…，L-1，N表示列长，L表示构造矩阵的维数；

(b)根据当前接收到的用于信道冲激响应长度估计的信息获得信道冲激响应长度的一个估计，从步骤(a)中得到的一组估计变换矩阵中选择维数和信道冲激响应长度最匹配的估计变换矩阵作为当前估计变换矩阵；

(c)根据本地的参考导频信号和当前接收到的导频信号，按照互相关矢量生成规则产生互相关矢量，所述互相关矢量生成规则为

R＝[r(0)，......，r(L-1)]

其中， $r\left(p\right)=\underset{k\⋐P}{\mathrm{\Σ}}Y\left(k\right)X^{*}\left(k\right)W_N^{-\mathrm{kp}},$ P＝0，…，L-1，R表示互相关矢量，X^*(k)表示X(k)的共轭，k表示载波的偏置，P表示导频载波偏置的集合，X(k)表示本地的参考导频信号，Y(k)表示接收到的导频信号， $W_N^{-\mathrm{kp}}=\exp \left(j\frac{2\mathrm{\πkp}}{N}\right)$ 表示逆傅里叶变换因子，N表示列长，L表示构造矩阵的维数；

(d)将所述当前估计变换矩阵左乘所述互相关矢量得到系统所有载波的信道估计结果；

(e)从步骤(d)得到的信道估计结果中，选择有用的数据载波信道估计结果并输出。

15、一种如权利要求14所述的基于构造矩阵的信道估计方法的实现装置，其特征在于：该实现装置包括有控制器、构造矩阵产生器、矩阵求逆器、估计变换矩阵生成器、存储器、选择器、互相关矢量产生器、乘法器和信道估计结果选择器，所述控制器根据用于信道冲激响应长度估计的信息确定出构造矩阵的维数，所述构造矩阵产生器用于按照构造规则生成构造矩阵，所述矩阵求逆器用于对构造矩阵求逆得到估计矩阵，所述估计变换矩阵生成器用于根据变换公式生成估计变换矩阵，所述存储器用于存储一组维数不同的估计变换矩阵，所述选择器用于根据控制器确定构造矩阵的维数选择维数最匹配的估计变换矩阵作为当前估计变换矩阵并输出，所述互相关矢量产生器用于按照互相关矢量生成规则产生互相关矢量，所述乘法器用于将当前估计变换矩阵左乘互相关矢量得到系统所有载波的信道估计结果，所述信道估计结果选择器用于从系统所有载波的信道估计结果中选择有用的数据载波信道估计结果并输出。

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