技术领域本发明涉及移动通信技术领域，特别涉及一种信道估计方法及装置。
背景技术：
LTE(长期演进)/LTE-A(LTE-Advanced)系统采用了OFDM(交频分复用)多址接入技术，其物理资源包括时频二维的OFDM符号(时域上)和若干个无线资源块(频域上)，其中每个无线资源块又由12个子载波构成。现有终端中LTE(-A)系统的信道估计一般是基于小区公共导频(CRS)来实现的，小区公共导频被间隔地镶嵌在每个无线资源块的若干个无线资源栅格(RE(资源元素))中，如图1所示。其中，k、l分别为为资源元素频域索引、资源元素时域索引，R0、R1分别为天线端口0、天线端口1内的参考符号。现有技术中，LTE(-A)接收终端的信道估计包括如下步骤：步骤1，从当前子帧接收的时频二维信号中提取出小区公共导频CRS位置处的接收信号，同时在接收终端本地生成与发送端相同的小区公共导频序列；然后将接收到的导频位置的信号除以本地生成的导频序列，获得迫零解。步骤2，将根据迫零解获得的信道估计序列进行傅立叶变换，得到时域信道的冲激响应，并估计出该迫零解所对应的最大多径时延扩展。步骤3，根据预先设定的具有鲁棒性的信道时延功率谱模型以及根据步骤2中估算出的最大多径时延扩展来确定实际的信道时延功率谱，然后确定出信道冲激响应的相关函数。步骤4，截取固定的相关函数段，对步骤1获得的迫零信道估计解进行频域LMMSE滤波，获得更加精确的信道估计解。然而，上述现有技术存在两个方面的不足：首先，在估计最大多径时延扩展方面鲁棒性不足。由于无线环境的复杂性，终端在做信道估计时往往受到噪声和邻近小区的干扰，且这种干扰是随机和时变的，而最大多径时延扩展所对应的径又往往较弱，因此当遇到稍大一些的干扰时，该径就被背景噪声所淹没了。由于最大多径时延扩展估计的不准确性导致了信道估计结果的不准确。其次，截取固定的相关函数段对迫零解进行滤波缺乏自适应性。由于在滤波时需要对被截取的相关函数段求逆运算，而求逆运算要消耗大量的硬件资源，这部分的运算往往占据了信道估计中大部分的运算量和运算复杂度。截取固定的相关函数段，对于实际多径时延扩展较小的信道来说是不合算的，因为它消耗了大量的运算而换取的性能提升又很小；而对于实际多径时延扩展较大的信道来说是不够的。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种信道估计方法及装置，使估计得到的信道最大多径时延扩展更加准确，从而提高了信道估计的准确度，提升了接收机性能；同时，信道估计方法灵活具有自适应性，可以使信道估计性能和硬件复杂度得以折中。为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种信道估计方法，包含以下步骤：接收端缓存当前子帧之前的若干子帧的最大多径时延扩展；接收端从当前子帧接收的时频二维信号中提取出接收的小区的导频位置的信号，同时生成与发送端相同的小区公共导频序列，并利用所述导频位置的信号除以所述导频序列，获取迫零解；接收端将根据迫零解获得的信道估计序列进行傅立叶变换，估计出当前子帧所对应的最大多径时延扩展；其中，信道估计序列为信道冲激响应；接收端根据迫零解估计出多普勒扩展，以根据多普勒扩展确定一加权系数序列，并将确定的加权系数序列与当前子帧以及缓存的之前若干子帧的最大多径时延扩展估计值加权相乘求和，获得加权求和后的结果作为更新的当前子帧的最大多径时延扩展估计值并进行缓存；接收端根据预先设定的信道时延功率谱形状与更新的最大多径时延扩展来确定实际的信道时延功率谱，并映射确定出所述信道冲激响应的相关函数；接收端根据更新后的最大多径时延扩展来截取对应段长的相关函数段，利用截取的相关函数段求逆，并对所述迫零解进行频域线性最小均方误差LMMSE滤波，获得信道估计解；其中，所述最大多径时延扩展的大小与截取的相关函数段的段长一一对应。本发明的实施方式还提供了一种信道估计装置，应用于接收端，包含：缓存模块、提取模块、生成模块、迫零解获取模块、最大多径时延扩展估计模块、多普勒扩展估计模块、加权系数序列确定模块、更新模块、相关函数确定模块、相关函数段截取模块、信道估计解获取模块；所述缓存模块，用于缓存当前子帧之前的若干子帧的最大多径时延扩展与更新的当前子帧的最大多径时延扩展估计值；所述提取模块，用于从当前子帧接收的时频二维信号中提取出接收的小区的导频位置的信号；所述生成模块，用于生成与发送端相同的小区公共导频序列；所述迫零解获取模块，用于利用所述导频位置的信号除以所述导频序列，获取迫零解；所述最大多径时延扩展估计模块，用于将根据迫零解获得的信道估计序列进行傅立叶变换，估计出当前子帧所对应的最大多径时延扩展；其中，信道估计序列为信道冲激响应；所述多普勒扩展估计模块，用于根据迫零解估计出多普勒扩展；所述加权系数序列确定模块，用于根据多普勒扩展确定一加权系数序列；所述更新模块，用于将确定的加权系数序列与当前子帧以及缓存的之前若干子帧的最大多径时延扩展估计值加权相乘求和，获得加权求和后的结果作为更新的当前子帧的最大多径时延扩展估计值；所述相关函数确定模块，用于根据预先设定的信道时延功率谱形状与更新的最大多径时延扩展来确定实际的信道时延功率谱，并映射确定出所述信道冲激响应的相关函数；所述相关函数段截取模块，用于根据更新后的最大多径时延扩展来截取对应段长的相关函数段；其中，所述最大多径时延扩展的大小与截取的相关函数段的段长一一对应；所述信道估计解获取模块，用于利用截取的相关函数段求逆，并对所述迫零解进行频域线性最小均方误差LMMSE滤波，获得信道估计解。本发明实施方式相对于现有技术而言，是基于多普勒扩展对最大多径时延扩展估计进行防抖动处理，具体地说，是当前子帧的最大多径时延扩展估计值不再仅取决于当前子帧的情况，而是由当前子帧和之前若干子帧加权确定，减少了由于突发噪声、干扰等的影响，使估计的信道最大多径时延扩展更加准确，从而提高了信道估计的准确度，提升了接收机性能；而且，基于最大多径时延扩展自适应地截取相关函数段，使信道估计方法灵活具有自适应性，可以使信道估计性能和硬件复杂度得以折中。另外，在所述接收端缓存当前子帧之前的若干子帧的最大多径时延扩展的步骤中，可以仅缓存一个综合最大多径时延扩展值；其中，该综合最大多径时延扩展值是综合当前子帧之前的若干子帧所估计的最大多径时延扩展值的结果。采用该方案，接收端内部缓存的综合后的当前子帧最大多径时延扩展估计值，已经包含了之前若干子帧的信息，这样，不但可以提高信道的估计性能，而且更节省存储空间。另外，在所述接收端根据更新后的最大多径时延扩展来截取对应段长的相关函数段的步骤前，可以包含以下步骤：预先保存最大多径时延扩展与相关函数段的段长映射表；在所述接收端根据更新后的最大多径时延扩展来截取对应段长的相关函数段的步骤中，接收端根据所述映射表与更新后的最大多径时延扩展来截取对应段长的相关函数段。也就是说，在工程实现中可以预先保存最大多径时延扩展与相关函数段的段长映射表来实现，即根据最大多径时延扩展落入哪个取值范围区间，映射到对应的相关函数段长，方法简单，易于实现。附图说明图1是现有技术中的CRS导频图案；图2是根据本发明第一实施方式的信道估计方法流程示意图；图3是根据本发明第二实施方式的信道估计方法流程示意图；图4是根据本发明第三实施方式的信道估计装置结构示意图。具体实施方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。本发明的第一实施方式涉及一种信道估计方法，具体流程如图2所示，包含以下步骤：步骤201，接收端缓存当前子帧之前的若干子帧的最大多径时延扩展，并设置最大多径时延扩展与相关函数段的段长映射表。为叙述方便，将“当前子帧之前的若干子帧”简称为“之前若干子帧”。在本实施方式中，接收端缓存预设数目的之前若干子帧；其中，该预设数目为大于1的整数；且在映射表中，最大多径时延扩展的取值范围区间与相关函数段长一一对应，即最大多径时延扩展落入哪个取值范围区间便映射到对应的相关函数段长。步骤202，接收端从当前子帧接收的时频二维信号中提取出接收的小区的导频位置的信号，并利用该导频位置的信号获取迫零解。具体地说，在本步骤中，在提取出接收的小区的导频位置的信号的同时生成与发送端相同的小区公共导频序列，并利用导频位置的信号除以该导频序列，获取迫零解。本步骤为现有技术，在此不再赘述。步骤203，接收端将根据迫零解获得的信道估计序列进行傅立叶变换，估计出当前子帧所对应的最大多径时延扩展和多普勒扩展。其中，信道估计序列为信道冲激响应。本步骤为现有技术，在此不再赘述。在本步骤中，接收端通过对导频序列进行共轭相乘获取相位差的方式估计出多普勒扩展。估计多普勒扩展为现有技术，在此不再赘述。在实际应用时，接收端还可以通过比较当前子帧中当前时隙与预设的比较时隙的信道冲激响应的相位差获取多普勒扩展。步骤204，接收端基于多普勒扩展获取更新的当前子帧的最大多径时延扩展值并进行缓存。具体地说，在本步骤中，包含以下子步骤：步骤2041，接收端根据多普勒扩展确定一加权系数序列。其中，该加权系数序列为k为加权系数，T为所缓存的之前若干子帧的最大多径时延扩展的缓存长度，每一个加权系数对应于一个子帧的最大多径时延扩展，k0对应当前子帧的最大多径时延扩展，k1对应当前子帧之前一个子帧的最大多径时延扩展，以此类推。而且，该加权序列有如下特征：首先，该加权系数序列累计等于1，即其次，该加权系数序列中的k0是多普勒扩展的单调递增函数，前T-1个系数ki是多普勒扩展的单调递减函数。即对于k0来说，由多普勒扩展Dopple(1)获得的k0(1)和由多普勒扩展Dopple(2)获得的k0(2)，若Dopple(1)>Dopple(2)，则k0(1)>k0(2)。对于(kT-1,kT-2,...,k1)则是相反的情况。步骤2042，接收端将确定的加权系数序列与当前子帧以及缓存的之前若干子帧的最大多径时延扩展估计值加权相乘求和，获得加权求和后的结果作为更新的当前子帧的最大多径时延扩展估计值并进行缓存。在本步骤中，接收端缓存更新的当前子帧的最大多径时延扩展估计值的方式为：将所有保存的之前子帧的最大多径时延扩展向后移动一位，将之前第T个子帧的最大多径时延扩展移除，将更新的当前子帧的最大多径时延扩展估计值移入。总的来说，在步骤204中，对信道估计性能的提升表现在两个方面：首先，当前子帧的最大多径时延扩展估计值不再仅取决于当前子帧的情况，而是由当前子帧和之前若干子帧加权确定，因此提高了估计的准确程度，减少了由于突发噪声、干扰等的影响。其次，采用的加权系数是相对与多普勒扩展自适应的，多普勒扩展反映的是接收端(即移动终端，简称“UE”)运动速度的快慢，当多普勒扩展较大时意味着UE的运动速度快，其多径环境变化也比较剧烈，因此加权系数序列中给予当前子帧更多的权重；反之，若多普勒扩展较小意味着UE的运动速度慢，其多径环境变化也比较缓慢，因此加权系数序列中给予之前子帧更多的权重。自适应的加权使得最大多径的估计更具有鲁棒性。步骤205，接收端根据预先设定的信道时延功率谱形状与更新的最大多径时延扩展来确定实际的信道时延功率谱，并映射确定出信道冲激响应的相关函数。其中，预先设定的信道时延功率谱形状可以为以下任意一种：矩形、指数形或者三角形，分别对应于矩形谱、指数谱与三角谱。利用最大多径时延扩展确定相关函数是现有技术，在此不再赘述。本实施方式中的信道估计方法灵活具有自适应性，对于实际多径时延扩展较小、相关带宽较大的信道来说，缩短了相关矩阵的大小，节省了运算和硬件消耗；对于实际多径时延扩展较大、相关带宽较小的信道来说增加了相关矩阵的大小，从而获得更大的性能增益。由于这种自适应的算法是和实际信道的最大多径时延扩展相匹配的，可以获得更好的信道估计性能和硬件复杂度的折中。步骤206，接收端根据映射表与更新后的最大多径时延扩展来截取对应段长的相关函数段，利用截取的相关函数段求逆，并对迫零解进行频域LMMSE(线性最小均方误差)滤波，获得信道估计解；其中，最大多径时延扩展的大小与截取的相关函数段的段长一一对应。具体来说，最大多径时延扩展大的，截取较短的相关函数段，反之最大多径时延扩展小的，则截取较长的相关函数段。在无线通信中，最大多径时延扩展同相关带宽成反比关系，因此根据估计出的最大多径时延扩展来自适应地调整相关函数的段长可以在信道估计性能和硬件开销中取得平衡，当实际的相关带宽较小时，可以减少不必要的硬件开销。与现有技术相比，是基于多普勒扩展对最大多径时延扩展估计进行防抖动处理，减少了由于突发噪声、干扰等的影响，使估计的信道最大多径时延扩展值更加准确，从而提高了信道估计的准确度，提升了接收机性能；而且，基于最大多径时延扩展自适应地截取相关函数段，使信道估计方法灵活具有自适应性，可以使信道估计性能和硬件复杂度得以折中。本发明的第二实施方式涉及一种信道估计方法。第二实施方式与第一实施方式大致相同，主要区别之处在于：在第一实施方式中，接收端缓存多个之前若干子帧的最大多径时延扩展，提高了信道估计性能。而在本发明第二实施方式中，接收端仅缓存一个综合最大多径时延扩展值，这样，不但可以提高信道的估计性能，而且更节省存储空间。具体地说，在本实施方式中，包含步骤301～306，其中，步骤302、303、305与306分别与第一实施方式中的步骤202、203、205与206相似，在此不再赘述。下面仅对不同之处进行介绍：步骤301中，接收端仅缓存一个综合最大多径时延扩展值。其中，该综合最大多径时延扩展值是综合当前子帧之前的若干子帧所估计的最大多径时延扩展值的结果。接收端内部缓存的综合后的当前子帧最大多径时延扩展估计值，已经包含了之前若干子帧的信息，这样，不但可以提高信道的估计性能，而且更节省存储空间。具体地说，在本步骤中，若是首次缓存，则缓存若干个子帧的最大多径时延扩展，并利用加权系数序列与缓存的若干个子帧的最大多径时延扩展进行加权求和，获取所述综合最大多径时延扩展值，再释放缓存的若干个子帧的最大多径时延扩展；其中，加权系数序列为否则，仅缓存当前子帧之前的一个子帧的最大多径时延扩展，其中，加权系数序列为(k1,k0)，该序列由多普勒扩展确定。步骤304中，若非首次缓存，加权系数序列则只有两个值，即(k1,k0)，其中，k1对应综合最大多径时延扩展。而接收端缓存更新的当前子帧的最大多径时延扩展估计值的方式为：将原先保存的之前子帧的综合最大多径时延扩展删除，而将更新后的当前子帧的最大多径时延扩展填入(称为当前子帧的综合最大多径时延扩展)。由于UE内部缓存的综合后的当前子帧最大多径时延扩展估计值，已经包含了之前若干子帧的信息，因此同样可以提升信道估计性能，但更节省存储空间。上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包含相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。本发明第三实施方式涉及一种信道估计装置，应用于接收端，如图4所示，包含：缓存模块、提取模块、生成模块、迫零解获取模块、最大多径时延扩展估计模块、多普勒扩展估计模块、加权系数序列确定模块、更新模块、相关函数确定模块、相关函数段截取模块、信道估计解获取模块。缓存模块，用于缓存当前子帧之前的若干子帧的最大多径时延扩展与更新的当前子帧的最大多径时延扩展估计值。在本实施方式中，缓存模块通过将所有保存的之前子帧的最大多径时延扩展向后移动一位、并将之前第T个子帧的最大多径时延扩展移除，将更新的当前子帧的最大多径时延扩展估计值移入。提取模块，用于从当前子帧接收的时频二维信号中提取出接收的小区的导频位置的信号。生成模块，用于生成与发送端相同的小区公共导频序列。迫零解获取模块，用于利用导频位置的信号除以导频序列，获取迫零解。最大多径时延扩展估计模块，用于将根据迫零解获得的信道估计序列进行傅立叶变换，估计出当前子帧所对应的最大多径时延扩展。其中，信道估计序列为信道冲激响应。多普勒扩展估计模块，用于根据迫零解估计出多普勒扩展。在本实施方式中，多普勒扩展估计模块可以通过对导频序列进行共轭相乘获取相位差的方式估计出多普勒扩展，或者通过比较当前子帧中当前时隙与预设的比较时隙的信道冲激响应的相位差获取多普勒扩展。加权系数序列确定模块，用于根据多普勒扩展确定一加权系数序列。更新模块，用于将确定的加权系数序列与当前子帧以及缓存的之前若干子帧的最大多径时延扩展估计值加权相乘求和，获得加权求和后的结果作为更新的当前子帧的最大多径时延扩展估计值。相关函数确定模块，用于根据预先设定的信道时延功率谱形状与更新的最大多径时延扩展来确定实际的信道时延功率谱，并映射确定出信道冲激响应的相关函数。相关函数段截取模块，用于根据更新后的最大多径时延扩展来截取对应段长的相关函数段；其中，最大多径时延扩展的大小与截取的相关函数段的段长一一对应。而且，相关函数段截取模块内预先保存有最大多径时延扩展与相关函数段的段长映射表，以供根据该映射表与更新后的最大多径时延扩展来截取对应段长的相关函数段。信道估计解获取模块，用于利用截取的相关函数段求逆，并对迫零解进行频域LMMSE滤波，获得信道估计解。不难发现，本实施方式为与第一实施方式相对应的系统实施例，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。值得一提的是，本实施方式中所涉及到的各模块均为逻辑模块，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本发明的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。本发明第四实施方式涉及一种信道估计装置。第四实施方式与第三实施方式大致相同，主要区别之处在于：在第三实施方式中，缓存模块缓存多个之前若干子帧的最大多径时延扩展，提高了信道估计性能。而在本发明第四实施方式中，缓存模块仅缓存一个综合最大多径时延扩展值；其中，该综合最大多径时延扩展值是综合了当前子帧之前的若干子帧所估计的最大多径时延扩展值的结果。这样，不但可以提高信道估计性能，还可以节省存储空间。由于第二实施方式与本实施方式相互对应，因此本实施方式可与第二实施方式互相配合实施。第二实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，在第二实施方式中所能达到的技术效果在本实施方式中也同样可以实现，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第二实施方式中。本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。