[发明专利]信道估计方法与装置以及生成导频序列的方法与装置

说明书

技术领域

本发明涉及多输入多输出正交频分复用系统，尤其涉及多输入多输出超宽带系统的信道估计方法与装置以及生成导频序列的方法与装置。

背景技术

对基于导频的信道估计可按照导频插入位置分为前导频信道估计和梳状导频信道估计两种方式，前者适于慢衰落信道，而后者适于时变信道。通常多天线超宽带系统选择前导频信道估计方法，因为多天线超宽带系统所处的环境主要是室内，信道可视为准静态，也可视为慢衰落信道，同时还因为多天线超宽带信道的频率选择性衰落非常严重，会导致梳状导频信道估计不能很好的反映信道，而前导频信道估计可以对信道进行较为准确的估计。

现有技术中的第一种前导频信道估计方法是这样实现的：假设多输入多输出(Multiple Input Multiple Output，MIMO)系统的发射天线个数为N，首先构造导频序列，对发射天线i，在子载波k上发送导频数据，而其它所有发射天线在子载波k上发送零信号，对下一子载波k，天线i+1可发送导频数据，而其它所有发射天线发送零信号，依此类推将导频子载波分成N组，发射天线i只在属于第i组子载波的导频位置处发送导频信号，在其它导频位置处发送零信号，接收端从发射天线i估计出第i组子载波的频率响应系数，而其它导频位置的频率响应可由内插法得到，最后通过最大似然估计算法计算求出发射天线i与接收天线之间的信道频率响应。

现有技术中的第二种前导频信道估计方法是这样实现的：假设MIMO系统的发射天线个数为N。在数据帧的前面加入N个正交频分复用(OrthogonalFrequency Division Multiplex，OFDM)符号周期的导频序列{X_i(k)，k＝0，1，…Ns-1，i＝1，2，...N}，第i个符号周期在第i根天线上发送导频数据X_i(k)，其它天线上发送零信号，从而得出所有发射天线的导频数据，然后计算出发射天线i与接收天线之间的信道频率响应。

由于第一种前导频信道估计是在没有导频数据的位置处通过内插法估算该位置的信道频域响应，这样降低了信道估计的精确度。第二种前导频信道估计方法虽然不需要用内插法来计算信道响应频率，并且在同一时刻只能是单天线发射单天线接收，具有较高的精确度，但在同一时刻不能充分利用MIMO系统无线信道中的相关特性。因此，现有技术的缺陷是信道估计的精确度不高，或者当前导频信道估计的精确度高时，多输入多输出系统中多个天线的优越特性没有得到充分利用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种信道估计方法与装置，该方法及装置在提高信道估计精确度的同时能够充分利用多输入多输出系统的特性。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种信道估计方法，该方法包括：

预置导频数据，再对该导频数据进行调制，并对调制生成的信号进行空时分组编码生成正交导频序列，再将所述正交导频序列分别送入给发射端；

发射端分别对输入的正交导频序列进行快速反傅立叶变换再发送给接收端，接收端对收到的变换数据进行快速傅立叶变换得到接收信号；

计算正交导频序列的共轭转置矩阵，再将该共轭转置矩阵与接收信号相乘，并将相乘的结果除以信号采样值的功率和时隙数得到信道的估计值。

可选地，在计算得到信道估计值之后进一步包括：

对信道的估计值进行快速反傅立叶变换运算得到信道冲激响应序列，并统计该信道冲激响应序列的实际时域多径数，再判断实际时域多径数是否大于门限多径数，如果是，根据门限多径数对冲激响应序列作截短处理，再对截短后的信道冲激响应序列作快速傅立叶变换得到信道的频域响应，否则结束流程。

可选地，在所述对信道的估计值进行快速反傅立叶变换运算得到信道冲激响应序列步骤之前进一步包括：

统计多输入多输出信道采样后的最大多径数，再将该值最大多径数设置为门限多径数。

根据上述信道估计方法，本发明提供了一种信道估计装置，该装置包括：

编码器，用于预置导频数据，以及对该导频数据进行调制，再将调制生成的信号进行空时分组编码，并将编码生成的正交导频序列分别发送给发射单元；

发射单元，用于分别对输入的正交导频序列进行快速反傅立叶变换并发送给接收单元；

接收单元，用于对收到的数据进行快速傅立叶变换得到接收信号；

信道估计单元，用于获取正交导频序列和接收信号，以及计算正交导频序列的共轭转置矩阵，再根据正交导频序列的共轭转置矩阵和接收信号得到信道的估计值。

可选地，编码器包括：

信息调制单元，用于预置导频数据，再对所述导频数据进行调制；