專利名稱：一種噪聲功率估計(jì)方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動(dòng)通信系統(tǒng)領(lǐng)域，特別涉及一種噪聲功率估計(jì)方法和裝置，采用本發(fā)明能夠在復(fù)雜信道環(huán)境中快速、準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期演進(jìn)系統(tǒng)中噪聲功率估計(jì)的目的。
背景技術(shù)：
移動(dòng)通信系統(tǒng)中，噪聲功率估計(jì)對(duì)接收端信號(hào)處理起著極為重要的作用。目前已知的對(duì)噪聲估計(jì)存在嚴(yán)重依賴的基帶信號(hào)處理算法包括信道均衡、Turbo譯碼、信道估計(jì)、數(shù)字解調(diào)、小區(qū)切換等。 針對(duì)正交頻分復(fù)用(簡(jiǎn)稱，0FDM)系統(tǒng)的噪聲估計(jì)，業(yè)界重點(diǎn)包含時(shí)域估計(jì)與頻域估計(jì)兩類。時(shí)域估計(jì)方案的代表，如中國(guó)專利201010190896. 6所載的技術(shù)方案，將基于參考信號(hào)計(jì)算得到的頻域信道響應(yīng)轉(zhuǎn)換至?xí)r域，將預(yù)先設(shè)定的有效信道窗口以外的抽頭視為噪聲抽頭，統(tǒng)計(jì)所述抽頭的平均功率作為噪聲功率估計(jì)。該方案的弊端在于，首先，當(dāng)實(shí)際信道存在最小時(shí)間分辨率以下的信道響應(yīng)時(shí)(在實(shí)際應(yīng)用中接近100%的發(fā)生概率)，其時(shí)域信道響應(yīng)將存在顯著的功率泄漏，導(dǎo)致預(yù)先設(shè)定的信道窗口以外仍然可能存在較強(qiáng)的信道抽頭貢獻(xiàn)，噪聲功率估計(jì)的立論基礎(chǔ)失效，估值會(huì)大于真實(shí)值；其次，隨著信號(hào)質(zhì)量的降低，接收定時(shí)同步精度隨之下降，本方案基于預(yù)設(shè)的有效信道窗口極可能由于同步偏差而造成錯(cuò)誤統(tǒng)計(jì)；最后，本方案需要將常規(guī)OFDM系統(tǒng)的頻域信道響應(yīng)經(jīng)離散快速付氏變換(簡(jiǎn)稱，IFFT)轉(zhuǎn)換到時(shí)域，引入了額外的處理負(fù)擔(dān)，不利于接收機(jī)功耗控制。鑒于時(shí)域估計(jì)方案的上述弊端，業(yè)界又提出了頻域估計(jì)方案。頻率估計(jì)方案的代表，如中國(guó)專利200910088753. I所載技術(shù)方案，基于參考信號(hào)獲取頻域信道響應(yīng)，基于預(yù)設(shè)置或?qū)崟r(shí)獲取的信道相干時(shí)間與相干帶寬，將相干時(shí)間與相干帶寬范圍組成的相干塊內(nèi)的信道估計(jì)結(jié)果實(shí)施加權(quán)平均，估計(jì)出參考信號(hào)接收功率(簡(jiǎn)稱，RSRP)，將參考信號(hào)的總功率減去該RSRP，即獲得噪聲功率估計(jì)。該方案核心弊端在于，首先，無(wú)論是預(yù)設(shè)置還是實(shí)時(shí)獲取的信道相干時(shí)間與相干帶寬，其存在錯(cuò)誤估計(jì)風(fēng)險(xiǎn)，預(yù)設(shè)置不能滿足復(fù)雜多變的無(wú)線傳輸信道特征，實(shí)時(shí)獲取在信號(hào)質(zhì)量不佳時(shí)并不可靠，一旦相干塊選擇有誤，基于相干塊的噪聲功率估計(jì)精度無(wú)法獲得保證；其次，接收機(jī)不可避免的存在定時(shí)與頻率誤差，所述誤差將干擾相干塊內(nèi)的RSRP測(cè)量偏小，從而導(dǎo)致噪聲功率估計(jì)偏大；最后，本方案依賴的參考信號(hào)在一個(gè)相干塊內(nèi)的數(shù)量較為有限，以第三代合作組織(簡(jiǎn)稱，3GPP)長(zhǎng)期演進(jìn)(簡(jiǎn)稱，LTE)系統(tǒng)為例，一個(gè)典型相干塊一物理資源塊(簡(jiǎn)稱，PRB，對(duì)應(yīng)時(shí)域上經(jīng)歷0. 5ms，頻域上經(jīng)歷180kHz)中的參考信號(hào)數(shù)量通常僅為4個(gè)，如此有限的樣本并不足以支撐噪聲功率的準(zhǔn)確估計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容
為解決以上問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種噪聲功率估計(jì)方法及裝置，能夠在信號(hào)質(zhì)量處于接收機(jī)靈敏度處及復(fù)雜信道環(huán)境中，快速、準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)噪聲功率估計(jì)。本發(fā)明的一種噪聲功率估計(jì)方法，接收目標(biāo)物理信道并解析、重構(gòu)出的類參考信號(hào)信息，利用類參考信號(hào)信息確定噪聲功率粗略估計(jì)值；結(jié)合噪聲功率粗略估計(jì)值與包括參考信號(hào)接收功率、類參考信號(hào)功率或確定的資源分配信息在內(nèi)的輔助信息，搜索與識(shí)別傳輸帶寬內(nèi)的空閑資源單元；利用空閑資源單元功率確定噪聲功率精細(xì)估計(jì)值。本發(fā)明首先充分利用參考信號(hào)以外的可用信息，實(shí)現(xiàn)噪聲功率的粗略估計(jì)，克服因參考信號(hào)樣本不足導(dǎo)致的噪聲功率精度有限的弊端；其次，本發(fā)明結(jié)合噪聲功率粗略估值與參考信號(hào)等輔助信息，搜索與識(shí)別傳輸帶寬內(nèi)的空閑資源單元；最后，利用空閑資源單元功率確定噪聲功率精細(xì)估計(jì)值。本發(fā)明的一種噪聲功率估計(jì)裝置，包括類參考信號(hào)生成器，接收目標(biāo) 物理信道并解析、重構(gòu)出類參考信號(hào)信息；噪聲功率粗略估計(jì)器，與所述類參考信號(hào)生成器相連，基于類參考信號(hào)或基于類參考信號(hào)和/或參考信號(hào)實(shí)施噪聲粗略估計(jì)；空閑資源單元搜索器，與所述噪聲功率粗略估計(jì)器、類參考信號(hào)生成器相連，結(jié)合所述噪聲功率粗略估計(jì)器提供的噪聲功率粗略估值與參考信號(hào)和/或所述類參考信號(hào)生成器提供的類參考信號(hào)功率和/或確定分配的資源單元，搜索與識(shí)別傳輸帶寬內(nèi)的空閑資源單元；噪聲功率精細(xì)估計(jì)器，與所述空閑子載波搜索器相連，用于統(tǒng)計(jì)所述空閑子載波搜索獲得的空閑資源單元的功率，實(shí)現(xiàn)噪聲功率精細(xì)估計(jì)值。本發(fā)明利用重構(gòu)的物理信道信息，擴(kuò)充有效樣本數(shù)量，實(shí)現(xiàn)噪聲功率粗略估計(jì)的精度提升；并結(jié)合噪聲功率粗略估值與參考信號(hào)等輔助信息，搜索與識(shí)別傳輸帶寬內(nèi)的空閑資源單元；利用OFDM系統(tǒng)的子載波正交性，空閑資源單元客觀體現(xiàn)噪聲功率強(qiáng)度的理論特征，基于空閑資源單元功率確定噪聲功率精細(xì)估計(jì)值，本發(fā)明能夠在信號(hào)質(zhì)量處于接收機(jī)靈敏度處及復(fù)雜信道環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的噪聲功率估計(jì)。


圖I為本發(fā)明噪聲功率估計(jì)方法優(yōu)選實(shí)施方式流程圖；圖2為本發(fā)明噪聲功率估計(jì)裝置優(yōu)選實(shí)施方式結(jié)構(gòu)圖；圖3為現(xiàn)有技術(shù)3GPP LTE FDD系統(tǒng)常規(guī)循環(huán)前綴長(zhǎng)度時(shí)的下行小區(qū)指定參考信號(hào)映射示意圖；圖4本發(fā)明噪聲功率估計(jì)方法較佳實(shí)施例I實(shí)際RB分配狀態(tài)；圖5為本發(fā)明噪聲功率估計(jì)方法較佳實(shí)施例I識(shí)別RB分配狀態(tài)；圖6為本發(fā)明噪聲功率估計(jì)方法較佳實(shí)施例I與現(xiàn)有技術(shù)仿真對(duì)比圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明噪聲估計(jì)方法及裝置作進(jìn)一步說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)清楚的是，所舉實(shí)施例或?qū)嵤┓绞街皇潜景l(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式而已，并不成為對(duì)本發(fā)明的限制。本發(fā)明噪聲估計(jì)方法是通過(guò)以下方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的A.噪聲功率粗略估計(jì)，進(jìn)一步包括Al :判斷接收機(jī)當(dāng)前是否存在有效的歷史噪聲功率估值記錄？是，則將歷史噪聲功率估值作為噪聲功率粗略估值，跳轉(zhuǎn)步驟B ;否，則繼續(xù)執(zhí)行
可選的,所述噪聲功率估值歷史記錄有效定義為所述歷史記錄距離當(dāng)前時(shí)刻不超過(guò)預(yù)設(shè)時(shí)間T ；T取值范圍5 120s ；可選的,所述噪聲功率估值歷史記錄有效定義為所述歷史記錄距離當(dāng)前時(shí)刻不超過(guò)預(yù)設(shè)時(shí)間T且所述歷史記錄的噪聲功率估值使用期間未發(fā)生超過(guò)NI的連續(xù)誤塊；可選的，所述噪聲功率估值歷史記錄有效定義為所述歷史記錄距離當(dāng)前時(shí)刻不超過(guò)預(yù)設(shè)時(shí)間T且所述歷史記錄的噪聲功率估值使用期間未發(fā)生超過(guò)N2的連續(xù)重傳誤塊；T取值范圍5 120s ；N1取值范圍5 10 ；N2取值范圍3 5 ;A2 :接收機(jī)接收目標(biāo)物理信道并解析、重構(gòu)出類參考信號(hào)信息
優(yōu)選的，所述類參考信號(hào)，包括攜帶循環(huán)冗余校驗(yàn)的目標(biāo)物理信道對(duì)應(yīng)的資源單元(簡(jiǎn)稱，RE)；優(yōu)選的，所述重構(gòu)意為接收方針對(duì)目標(biāo)物理信道實(shí)施信道均衡、數(shù)字解調(diào)、解速率匹配、信道譯碼、循環(huán)冗余校驗(yàn)(簡(jiǎn)稱，CRC)等完整接收流程，當(dāng)循環(huán)冗余校驗(yàn)正確時(shí)，成功獲取該物理信道映射的傳輸信道比特信息，并將該傳輸信道比特依據(jù)配置信息依次經(jīng)附加CRC、信道編碼、速率匹配、加擾、調(diào)制、層映射、預(yù)編碼、資源單元映射等步驟實(shí)現(xiàn)類參考信號(hào)的獲?。豢蛇x的，所述類參考信號(hào)，包括目標(biāo)物理信道對(duì)應(yīng)的資源單元；可選的，所述重構(gòu)意為接收方針對(duì)目標(biāo)物理信道實(shí)施信道均衡、數(shù)字解調(diào)，并基于數(shù)字解調(diào)的硬判決結(jié)果恢復(fù)類參考信號(hào)；可選的，所述類參考信號(hào)，包括同步信號(hào)對(duì)應(yīng)的資源單元；本步驟中，目標(biāo)物理信道頻域數(shù)據(jù)解析所需要使用的噪聲估計(jì)值，沿用最近歷史記錄的噪聲估值；A3 :基于類參考信號(hào)或者基于類參考信號(hào)和參考信號(hào)實(shí)施噪聲粗略估計(jì)；可選的，本步驟使用的噪聲粗略估計(jì)方案，基于類參考信號(hào)，使用最小二乘(簡(jiǎn)稱，LS)或線性最小均方誤差(簡(jiǎn)稱，LMMSE)或極大似然(簡(jiǎn)稱，ML)信道估計(jì)方法，獲取頻域信道估計(jì)，將頻域信道響應(yīng)轉(zhuǎn)換至?xí)r域，將包含最強(qiáng)功率抽頭的預(yù)設(shè)范圍以外的信道響應(yīng)抽頭功率的平均值作為噪聲功率粗略估計(jì)值；可選的，本步驟使用的噪聲粗略估計(jì)方案，基于類參考信號(hào)，使用LS或LMMSE或ML信道估計(jì)方法，獲取頻域信道估計(jì)，基于預(yù)設(shè)置的信道相干時(shí)間與信道相干帶寬，將相干時(shí)間與相干帶寬范圍組成的相干塊內(nèi)的信道估計(jì)結(jié)果實(shí)施線性平均，估計(jì)出參考信號(hào)接收功率(簡(jiǎn)稱，RSRP)，將參考信號(hào)的總功率減去該RSRP，即獲得噪聲功率粗略估計(jì)值；可選的，本步驟使用的噪聲粗略估計(jì)方案，基于類參考信號(hào)和參考信號(hào)，使用最小二乘(簡(jiǎn)稱，LS)或線性最小均方誤差(簡(jiǎn)稱，LMMSE)或極大似然(簡(jiǎn)稱，ML)信道估計(jì)方法，獲取頻域信道估計(jì)，將頻域信道響應(yīng)轉(zhuǎn)換至?xí)r域，將包含最強(qiáng)功率抽頭的預(yù)設(shè)范圍以外的信道響應(yīng)抽頭功率的平均值作為噪聲功率粗略估計(jì)值；可選的，本步驟使用的噪聲粗略估計(jì)方案，基于類參考信號(hào)和參考信號(hào)，使用LS或LMMSE或ML信道估計(jì)方法，獲取頻域信道估計(jì)，基于預(yù)設(shè)置的信道相干時(shí)間與信道相干帶寬，將相干時(shí)間與相干帶寬范圍組成的相干塊內(nèi)的信道估計(jì)結(jié)果實(shí)施線性平均，估計(jì)出參考信號(hào)接收功率(簡(jiǎn)稱，RSRP)，將參考信號(hào)的總功率減去該RSRP，即獲得噪聲功率粗略估計(jì)值；優(yōu)選的，在類參考信號(hào)和參考信號(hào)合并使用前，需要將類參考信號(hào)和參考信號(hào)間的發(fā)射功率差pwrOffset進(jìn)行均衡，即在實(shí)施信道估計(jì)前，需要將本地重構(gòu)的類參考信號(hào)RE功率減去pwrOffset ；pwrOffset定義為發(fā)送方參考信號(hào)的資源單元功率減去類參考信號(hào)資源單元功率；可選的，所述pwrOffset的獲取方式為依據(jù)相應(yīng)信令通知確定pwrOffset ；可選的，所述pwrOffset的獲取方式為將參考信號(hào)的資源單元平均功率減去類參考信號(hào)資源單元平均功率，計(jì)算出pwrOffset ；
優(yōu)選的，所述pwrOffset的獲取方式為將參考信號(hào)的資源單元平均功率減去類參考信號(hào)資源單元平均功率，計(jì)算的pwrOffset與對(duì)應(yīng)歷史pwrOffset實(shí)施一階線性濾波后獲得；所述一階線性濾波器如下pwrOffset' = pwrOffset0* a +PwrOffset1* (I- a ), 0 < a <1其中，pwrOffset。為對(duì)應(yīng)歷史pwrOffset !PwrOffset1 為最新計(jì)算的 pwrOffset ；pwrOffset'為濾波輸出；B.結(jié)合噪聲功率粗略估值與參考信號(hào)和/或類參考信號(hào)功率和/或確定分配的資源單元，搜索與識(shí)別傳輸帶寬內(nèi)的空閑資源單元；可選的，空閑資源單元的搜索方法為搜索傳輸帶寬內(nèi)資源單元功率不高于噪聲功率粗略估計(jì)值預(yù)設(shè)門限thl的資源單元，將其識(shí)別為空閑資源單元；可選的，空閑資源單元的搜索方法為搜索傳輸帶寬內(nèi)資源單元功率滿足不高于噪聲功率粗略估計(jì)值預(yù)設(shè)門限thl或低于RSRP預(yù)設(shè)門限th2的資源單元，將其識(shí)別為空閑資源單元；可選的，空閑資源單元的搜索方法為搜索傳輸帶寬內(nèi)資源單元功率滿足不高于噪聲功率粗略估計(jì)值預(yù)設(shè)門限thl或低于RSRP預(yù)設(shè)門限th2或低于類參考信號(hào)功率預(yù)設(shè)門限th3的資源單元，將其識(shí)別為空閑資源單元；優(yōu)選的，空閑資源單元的搜索方法為以O(shè)FDM系統(tǒng)資源分配集合為單位，計(jì)算非參考信號(hào)與非預(yù)留RE位置的資源單元平均功率，資源單元平均功率不高于噪聲功率粗略估計(jì)值預(yù)設(shè)門限thl，則將該資源分配集合內(nèi)所有非參考信號(hào)與非預(yù)留RE位置的資源單元識(shí)別為空閑資源單元；優(yōu)選的，空閑資源單元的搜索方法為以O(shè)FDM系統(tǒng)資源分配集合為單位，計(jì)算非參考信號(hào)與非預(yù)留RE位置的資源單元平均功率，資源單元平均功率滿足不高于噪聲功率粗略估計(jì)值預(yù)設(shè)門限thl或低于RSRP預(yù)設(shè)門限th2，則將該資源分配集合內(nèi)所有非參考信號(hào)與非預(yù)留RE位置的資源單元識(shí)別為空閑資源單元；優(yōu)選的，空閑資源單元的搜索方法為以O(shè)FDM系統(tǒng)資源分配集合為單位，計(jì)算非參考信號(hào)與非預(yù)留RE位置的資源單元平均功率，資源單元平均功率滿足低于噪聲功率粗略估計(jì)值預(yù)設(shè)門限thl或低于RSRP預(yù)設(shè)門限th2或低于類參考信號(hào)功率預(yù)設(shè)門限th3，則將該資源分配集合內(nèi)所有非參考信號(hào)與非預(yù)留RE位置的資源單元識(shí)別為空閑資源單元；優(yōu)選的，空閑資源單元的搜索方法為以O(shè)FDM系統(tǒng)資源分配集合為單位，計(jì)算非參考信號(hào)與非預(yù)留RE位置的資源單元平均功率，資源單元平均功率滿足低于噪聲功率粗略估計(jì)值預(yù)設(shè)門限thl或低于RSRP預(yù)設(shè)門限th2或低于確定分配的資源單元平均功率預(yù)設(shè)門限th3，則將該資源分配集合內(nèi)所有非參考信號(hào)與非預(yù)留RE位置的資源單元識(shí)別為空閑資源單元；優(yōu)選的，空閑資源單元的搜索方法為以O(shè)FDM系統(tǒng)資源分配集合為單位，計(jì)算非參考信號(hào)與非預(yù)留RE位置的資源單元平均功率，資源單元平均功率滿足低于噪聲功率粗略估計(jì)值預(yù)設(shè)門限thl或低于確定分配的資源單元平均功率預(yù)設(shè)門限th3，則將該資源分配集合內(nèi)所有非參考信號(hào)與非預(yù)留RE位置的資源單元識(shí)別為空閑資源單元；優(yōu)選的，包括接收方確定分配的資源單元不視為空閑資源單元；本步驟中，預(yù)設(shè)門限thl取值范圍-3 3dB，th2取值范圍6 15dB，th3取值范圍 10 20dB。
C.利用空閑資源單元功率確定噪聲功率精細(xì)估計(jì)值，并以該估值更新歷史記錄?？蛇x的，所述噪聲功率精細(xì)估計(jì)值方法為將各空閑資源單元的自動(dòng)增益控制(簡(jiǎn)稱，AGC)增益消除，在線性域?qū)Ω骺臻e資源單元的功率實(shí)施線性平均，轉(zhuǎn)換到log域獲得噪聲功率精細(xì)估計(jì)值；可選的，所述噪聲功率精細(xì)估計(jì)值方法為將各相同AGC增益檔位下獲取的空閑資源單元功率在log域?qū)嵤┚€性平均，消除掉AGC增益影響后，再總體實(shí)施線性平均獲得噪聲功率精細(xì)估計(jì)值；下面分別以較佳實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明較佳實(shí)施例I :本發(fā)明應(yīng)用于3GPP LTE頻分雙工(簡(jiǎn)稱，F(xiàn)DD)系統(tǒng)的終端接收機(jī)，小區(qū)傳輸帶寬配置為20MHz。3GPP LTE FDD系統(tǒng)無(wú)線幀長(zhǎng)10ms，被劃分為10個(gè)子幀，每個(gè)子幀包含奇數(shù)編號(hào)時(shí)隙與偶數(shù)編號(hào)時(shí)隙各一。系統(tǒng)的最小資源配置單位為資源單元(Resource Element，簡(jiǎn)稱，RE)，RE由時(shí)間軸上的時(shí)隙OFDM符號(hào)編號(hào)I及子載波編號(hào)k共同確定；特定物理信道向RE映射以資源塊(Resource Block，簡(jiǎn)稱，RB)為單位，即所謂的資源分配集合為RB。RB的時(shí)域跨度為0. 5ms，頻域跨度為180kHz (對(duì)應(yīng)15kHz子載波間隔時(shí)= 12個(gè)子載波，7. 5kHz子載波間隔時(shí)的〃f =24個(gè)子載波)。特定RE所在的RB編號(hào)nPKB的確定方法如下式所示
k
prb = -Ib
SC _本實(shí)施例涉及的3GPP LTE FDD系統(tǒng)的常規(guī)循環(huán)前綴長(zhǎng)度時(shí)的下行小區(qū)指定參考信號(hào)映射，如圖3所示，圖中，各天線口展示的是時(shí)間上經(jīng)歷Ims子巾貞,頻域上經(jīng)歷180kHz的物理資源，各小方格分別對(duì)應(yīng)一個(gè)資源單元，標(biāo)注有的RE位置即對(duì)應(yīng)小區(qū)指定參考信號(hào)，黑色方格為預(yù)留資源單元?？芍?，下行時(shí)隙中，單個(gè)RB內(nèi)的單天線口可用的參考信號(hào)數(shù)量不超過(guò)4個(gè)。傳輸帶寬配置(TransmissionBandwidth Configuration)提供了小區(qū)可用的總的配置帶寬，依據(jù)用戶通信需求，網(wǎng)絡(luò)端將局部的資源塊激活(Active Resource Blocks)用于業(yè)務(wù)承載，而剩余未承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的資源塊定義為空閑資源塊?？臻e資源塊中所有非參考信號(hào)與非預(yù)留RE的位置定義為空閑資源單元。針對(duì)接收方而言，對(duì)激活資源塊的先驗(yàn)信息不能確保完整。如接收方為終端的情況，原則上終端僅具備分配給其指定資源的先驗(yàn)信息，同時(shí)在實(shí)施授權(quán)盲監(jiān)控時(shí)，甚至沒(méi)有任何資源分配先驗(yàn)信息；如接收方為網(wǎng)絡(luò)端的情況，對(duì)于所服務(wù)終端隨時(shí)可能發(fā)起的隨機(jī)接入請(qǐng)求也是沒(méi)有任何先驗(yàn)信息可用。3GPP LTE FDD系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)、時(shí)隙資源配置、參考信號(hào)、傳輸帶寬配置與激活資源塊、空閑資源塊為現(xiàn)有技術(shù)，在此不詳述，參見(jiàn)3GPP TS 36.211。A，噪聲功率粗略估計(jì)；步驟A進(jìn)一步包括Al.判斷接收機(jī)當(dāng)前是否存在有效的歷史噪聲功率估值記錄？是，則將歷史噪聲功率估值作為噪聲功率粗略估值，跳轉(zhuǎn)步驟B ;否，則繼續(xù)執(zhí)行本實(shí)施例中，接收機(jī)沒(méi)有歷史噪聲功率估值記錄，繼續(xù)執(zhí)行；A2.接收機(jī)接收目標(biāo)物理信道并解析、重構(gòu)出類參考信號(hào)信息本實(shí)施例中，所述類參考信號(hào)，包括攜帶循環(huán)冗余校驗(yàn)的物理下行共享信道(簡(jiǎn)稱，PDSCH)對(duì)應(yīng)的資源單元；所述重構(gòu)意為接收方針對(duì)目標(biāo)物理信道實(shí)施信道均衡、數(shù)字解調(diào)、信道譯碼、循環(huán)冗余校驗(yàn)等完整接收流程，當(dāng)循環(huán)冗余校驗(yàn)正確時(shí)，成功獲取該物理信道映射的傳輸信道比特信息，并將該傳輸信道比特依據(jù)配置信息依次經(jīng)加擾、調(diào)制、層映射、預(yù)編碼、資源單元映射等步驟實(shí)現(xiàn)類參考信號(hào)的獲??；所述針對(duì)目標(biāo)物理信道實(shí)施信道均衡、數(shù)字解調(diào)、信道譯碼、循環(huán)冗余校驗(yàn)等完整接收流程，系公知技術(shù)，在此不再贅述。依據(jù)3GPP TS 36. 211，PDSCH信道的生成流程為；傳輸信道比特信息作為原始碼字，依次經(jīng)傳輸塊附加CRC、碼塊分割與碼塊附件CRC、速率匹配、碼塊級(jí)聯(lián)、加擾、調(diào)制、層映射、預(yù)編碼、資源單元映射等步驟實(shí)現(xiàn)類參考信號(hào)的獲取，由于基于標(biāo)準(zhǔn)的詳細(xì)規(guī)定，在此也不再贅述。A3.基于類參考信號(hào)或者基于類參考信號(hào)和參考信號(hào)實(shí)施噪聲粗略估計(jì)；本實(shí)施例中，本步驟使用的噪聲粗略估計(jì)方案，基于類參考信號(hào)，使用最小二乘(簡(jiǎn)稱，LS)信道估計(jì)方法，獲取頻域信道估計(jì)，將頻域信道響應(yīng)轉(zhuǎn)換至?xí)r域，將包含最強(qiáng)功率抽頭的預(yù)設(shè)范圍以外的信道響應(yīng)抽頭功率的平均值作為噪聲功率粗略估計(jì)值；本實(shí)施例使用的LS信道估計(jì)方法，如下式His=Xt-Y其中，Y為特定類參考信號(hào)RE位置的接收頻域信息，X為重構(gòu)出的特定類參考信號(hào)RE位置的標(biāo)準(zhǔn)頻域信息，&s為特定類參考信號(hào)RE位置的頻域信道響應(yīng)估計(jì)，( 廣意為復(fù)共軛操作；與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)施例使用類參考信號(hào)代替常規(guī)的參考信號(hào)實(shí)施頻域信道估計(jì)，由于類參考信號(hào)來(lái)自于業(yè)務(wù)信道，具備分配集中、樣本量充實(shí)的特點(diǎn)，為頻域信道估計(jì)提供了更為充分的信息便于提取噪聲功率信息。本實(shí)施例中，重構(gòu)的roscH分配為loo個(gè)物理資源塊，以O(shè)FDM符號(hào)2為例，是包含參考信號(hào)的OFDM符號(hào)的用于信道響應(yīng)估計(jì)的樣本量的6倍。將基于類參考信號(hào)獲取的頻域信道響應(yīng)存在的空缺位置如圖3所示，類參考信道獲取的頻域信道響應(yīng)在參考信號(hào)與預(yù)留資源單元位置是空缺的，實(shí)施插值完成補(bǔ)充，最終獲得完整的頻域信道響應(yīng)。本實(shí)施例中，所述插值操作使用一階線性插值，即空缺位置的頻響由其相鄰RE的均值獲取。將獲得的頻域信道響應(yīng)經(jīng)IFFT變換至?xí)r域，搜索最強(qiáng)功率抽頭位置，將所述抽頭位置前后各預(yù)定時(shí)間以外的抽頭平均功率作為噪聲功率粗略估計(jì)值。本實(shí)施例中，預(yù)定時(shí)間頻域信道響應(yīng)所處OFDM符號(hào)循環(huán)前綴的1/2。B,結(jié)合噪聲功率粗略估值與參考信號(hào)和/或類參考信號(hào)功率和/或確定分配的目標(biāo)資源單元，搜索與識(shí)別傳輸帶寬內(nèi)的空閑資源單元本實(shí)施例中，空閑資源單元的搜索方法為以O(shè)FDM系統(tǒng)資源分配集合為單位，計(jì)算非參考信號(hào)與非預(yù)留RE位置的資源單元平均功率，資源單元平均功率滿足低于噪聲功率粗略估計(jì)值預(yù)設(shè)門限thl或低于RSRP預(yù)設(shè)門限th2或低于確定分配的資源單元平均功率預(yù)設(shè)門限th3，則將該資源分配集合內(nèi)所有非參考信號(hào)與非預(yù)留RE位置的資源單元識(shí)別為空閑資源單元； 本實(shí)施例中，thl取值_2dB，th2取值5dB，th3取值IOdB ；如前所述，LTE FDD系統(tǒng)的資源分配集合為資源塊，本實(shí)施例中考慮的是目標(biāo)PDSCH物理信道所在下行子幀中的偶數(shù)編號(hào)時(shí)隙的RB。本實(shí)施例的空閑資源單元識(shí)別示意如圖4、圖5所示；本實(shí)施例中，噪聲真實(shí)配置為-98dBm ;圖4和圖5橫軸為資源塊數(shù)(Resource Block)，圖4縱軸為資源塊激活指示，“I”表示資源塊激活，“0”表示未激活，圖5縱軸為各RB對(duì)應(yīng)的非參考信號(hào)與非預(yù)留RE位置的資源單元的真實(shí)(即消除AGC增益影響后)平均功率本實(shí)施例中，實(shí)際的RB分配狀態(tài)如圖4所示，縱坐標(biāo)取值為I的為激活RB。圖5中，示出的是不同RB計(jì)算的非參考信號(hào)與非預(yù)留RE位置的資源單元的真實(shí)(即消除AGC增益影響后)平均功率；“SigmaRude-thl”意為基于噪聲功率粗略估計(jì)值及預(yù)設(shè)門限thl共同決定的判決限；“RSRP-th2”意為基于RSRP及預(yù)設(shè)門限th2共同決定的判決限；“meanPwr-th3”意為基于確定分配的資源單元平均功率及預(yù)設(shè)門限th3共同決定的判決限；平均功率低于上述任一判決限的RB均將被判決為空閑資源塊。最終將上述判決出的空閑資源塊中所有非參考信號(hào)與非預(yù)留RE位置的資源單元識(shí)別為空閑資源單元。C.利用空閑資源單元功率確定噪聲功率精細(xì)估計(jì)值，并以該估值更新歷史記錄本實(shí)施例中，所述噪聲功率精細(xì)估計(jì)值方法為將各空閑資源單元的自動(dòng)增益控制(簡(jiǎn)稱，AGC)增益消除，在線性域?qū)Ω骺臻e資源單元的功率實(shí)施線性平均，轉(zhuǎn)換到對(duì)數(shù)域(log域)獲得噪聲功率精細(xì)估計(jì)值；本發(fā)明充分利用OFDM系統(tǒng)子載波間的正交性，在空閑資源單元位置客觀體現(xiàn)帶內(nèi)噪聲功率強(qiáng)度的特征，通過(guò)有效手段搜索與識(shí)別空閑資源單元，并基于空閑資源單元功率確定噪聲功率精細(xì)估計(jì)值。本實(shí)施例中，獲取的最終噪聲精細(xì)估計(jì)值為-97. 93dB(如圖4中“sigmaPreciseEstimation”)，與真實(shí)值_98dB相比，具備顯著優(yōu)于噪聲功率粗略估值-90. 6dBm的性能表現(xiàn)。較佳實(shí)施例2
本發(fā)明應(yīng)用于3GPP LTE時(shí)分雙工(簡(jiǎn)稱，TDD)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)側(cè)3GPP LTE TDD系統(tǒng)無(wú)線幀長(zhǎng)10ms，分為2個(gè)半幀，每個(gè)半幀包含5個(gè)子幀，其中4個(gè)常規(guī)子幀同LTE FDD包含奇數(shù)編號(hào)時(shí)隙與偶數(shù)編號(hào)時(shí)隙各一，1個(gè)特殊子幀包含下行導(dǎo)頻時(shí)隙(簡(jiǎn)稱，DwPTS)、主保護(hù)間隔(簡(jiǎn)稱，GP)，上行導(dǎo)頻時(shí)隙(簡(jiǎn)稱，UpPTS)三個(gè)特殊域。LTE TDD系統(tǒng)的常規(guī)時(shí)隙上行資源網(wǎng)格網(wǎng)格特征基本與LTE FDD下行網(wǎng)格類似，也是RE為最小資源配置單位，RB為資源分配集合，RB的時(shí)域跨度為0. 5ms,頻域跨度為180kHz，但只能取值12個(gè)子載波，子載波間隔15kHz。特定RE對(duì)應(yīng)的RB編號(hào)nPKB的確
定方法如下式所示
權(quán)利要求
1.一種噪聲功率估計(jì)方法，其特征在于，接收目標(biāo)物理信道并解析、重構(gòu)出的類參考信號(hào)信息，利用類參考信號(hào)信息確定噪聲功率粗略估計(jì)值；結(jié)合噪聲功率粗略估計(jì)值與包括參考信號(hào)接收功率、類參考信號(hào)功率或確定的資源分配信息在內(nèi)的輔助信息，搜索與識(shí)別傳輸帶寬內(nèi)的空閑資源單元；利用空閑資源單元功率確定噪聲功率精細(xì)估計(jì)值。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述方法，其特征在于，所述噪聲功率粗略估計(jì)值為歷史噪聲功率估計(jì)值。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述方法，其特征在于，所述確定噪聲功率粗略估計(jì)值為，接收目標(biāo)物理信道并解析、重構(gòu)出類參考信號(hào)信息，基于類參考信號(hào)和/或參考信號(hào)實(shí)施噪聲粗略估計(jì)，得到噪聲功率粗略估計(jì)值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述方法，其特征在于，所述基于類參考信號(hào)和/或參考信號(hào)實(shí)施噪聲粗略估計(jì)，得到噪聲功率粗略估計(jì)值為，使用最小二乘LS或線性最小均方誤差LMMSE或極大似然ML信道估計(jì)方法，獲取頻域信道估計(jì)，將頻域信道響應(yīng)轉(zhuǎn)換至?xí)r域，將包含最強(qiáng) 功率抽頭的預(yù)設(shè)范圍以外的信道響應(yīng)抽頭功率的平均值作為噪聲功率粗略估計(jì)值。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述方法，其特征在于，所述基于類參考信號(hào)和/或參考信號(hào)實(shí)施噪聲粗略估計(jì)，得到噪聲功率粗略估計(jì)值為，使用最小二乘LS或線性最小均方誤差LMMSE或極大似然ML信道估計(jì)方法，獲取頻域信道估計(jì)，基于預(yù)設(shè)置的信道相干時(shí)間與信道相干帶寬，將相干時(shí)間與相干帶寬范圍組成的相干塊內(nèi)的信道估計(jì)結(jié)果實(shí)施線性平均，估計(jì)出參考信號(hào)接收功率RSRP，將參考信號(hào)資源單元的總功率減去該RSRP，即獲得噪聲功率粗略估計(jì)值。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述方法，其特征在于，所述搜索與識(shí)別傳輸帶寬內(nèi)的空閑資源單元為，搜索傳輸帶寬內(nèi)資源單元功率不高于噪聲功率粗略估計(jì)值預(yù)設(shè)門限thl的資源單元，將其識(shí)別為空閑資源單元，其中，預(yù)設(shè)門限thl取值范圍-3 3dB。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述方法，其特征在于，所述搜索與識(shí)別傳輸帶寬內(nèi)的空閑資源單元為，搜索傳輸帶寬內(nèi)資源單元功率滿足不高于噪聲功率粗略估計(jì)值預(yù)設(shè)門限thl或低于RSRP預(yù)設(shè)門限th2的資源單元，將其識(shí)別為空閑資源單元，其中，預(yù)設(shè)門限thl取值范圍-3 3dB，th2取值范圍6 15dB。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述方法，其特征在于，所述搜索與識(shí)別傳輸帶寬內(nèi)的空閑資源單元為，搜索傳輸帶寬內(nèi)資源單元功率滿足不高于噪聲功率粗略估計(jì)值預(yù)設(shè)門限thl或低于RSRP預(yù)設(shè)門限th2或低于類參考信號(hào)功率預(yù)設(shè)門限th3的資源單元，將其識(shí)別為空閑資源單元，其中，預(yù)設(shè)門限thl取值范圍-3 3dB，th2取值范圍6 15dB，th3取值范圍10 20dB。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述方法，其特征在于，所述搜索與識(shí)別傳輸帶寬內(nèi)的空閑資源單元為，以O(shè)FDM系統(tǒng)資源分配集合為單位，計(jì)算非參考信號(hào)與非預(yù)留資源單元位置的資源單元平均功率，資源單元平均功率不高于噪聲功率粗略估計(jì)值預(yù)設(shè)門限thl，則將該資源分配集合內(nèi)所有非參考信號(hào)與非預(yù)留資源單元位置的資源單元識(shí)別為空閑資源單元，其中，預(yù)設(shè)門限thl取值范圍-3 3dB。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述方法，其特征在于，所述搜索與識(shí)別傳輸帶寬內(nèi)的空閑資源單元為，以O(shè)FDM系統(tǒng)資源分配集合為單位，計(jì)算非參考信號(hào)與非預(yù)留資源單元位置的資源單元平均功率，資源單元平均功率滿足低于噪聲功率粗略估計(jì)值預(yù)設(shè)門限thl或低于RSRP預(yù)設(shè)門限th2或低于類參考信號(hào)功率預(yù)設(shè)門限th3，則將該資源分配集合內(nèi)所有非參考信號(hào)與非預(yù)留資源單元位置的資源單元識(shí)別為空閑資源單元，其中，預(yù)設(shè)門限thl取值范圍-3 3dB，th2取值范圍6 15dB。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述方法，其特征在于，所述搜索與識(shí)別傳輸帶寬內(nèi)的空閑資源單元為，以O(shè)FDM系統(tǒng)資源分配集合為單位，計(jì)算非參考信號(hào)與非預(yù)留資源單元位置的資源單元平均功率，資源單元平均功率滿足低于噪聲功率粗略估計(jì)值預(yù)設(shè)門限thl或低于RSRP預(yù)設(shè)門限th2或低于確定分配的資源單元平均功率預(yù)設(shè)門限th3，則將該資源分配集合內(nèi)所有非參考信號(hào)與非預(yù)留資源單元位置的資源單元識(shí)別為空閑資源單元，其中，預(yù)設(shè)門限thl取值范圍-3 3dB，th2取值范圍6 15dB，th3取值范圍10 20dB。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述方法，其特征在于，所述搜索與識(shí)別傳輸帶寬內(nèi)的空閑資源單元為，以O(shè)FDM系統(tǒng)資源分配集合為單位，計(jì)算非參考信號(hào)與非預(yù)留資源單元位置的資源單元平均功率，資源單元平均功率滿足低于噪聲功率粗略估計(jì)值預(yù)設(shè)門限thl或低于確定分 配的資源單元平均功率預(yù)設(shè)門限th3，則將該資源分配集合內(nèi)所有非參考信號(hào)與非預(yù)留資 源單元位置的資源單元識(shí)別為空閑資源單元，其中，預(yù)設(shè)門限thl取值范圍-3 3dB，th3取值范圍10 20dB。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述方法，其特征在于，所述搜索與識(shí)別傳輸帶寬內(nèi)的空閑資源單元包括接收方確定分配的資源單元不視為空閑資源單元。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述方法，其特征在于，所述利用空閑資源單元功率確定噪聲功率精細(xì)估計(jì)值為，將各空閑資源單元的自動(dòng)增益控制AGC消除，在線性域?qū)Ω骺臻e資源單元的功率實(shí)施線性平均，轉(zhuǎn)換到對(duì)數(shù)域獲得噪聲功率精細(xì)估計(jì)值。
15.根據(jù)權(quán)利要求I所述方法，其特征在于，所述利用空閑資源單元功率確定噪聲功率精細(xì)估計(jì)值為，將各相同自動(dòng)增益控制AGC檔位下獲取的空閑資源單元功率在對(duì)數(shù)域?qū)嵤┚€性平均，消除掉自動(dòng)增益控制AGC影響后，再總體實(shí)施線性平均獲得噪聲功率精細(xì)估計(jì)值。
16.一種噪聲功率估計(jì)裝置，其特征在于，包括 類參考信號(hào)生成器，接收目標(biāo)物理信道并解析、重構(gòu)出類參考信號(hào)信息； 噪聲功率粗略估計(jì)器，與所述類參考信號(hào)生成器相連，基于類參考信號(hào)或基于類參考信號(hào)和/或參考信號(hào)實(shí)施噪聲粗略估計(jì)； 空閑資源單元搜索器，與所述噪聲功率粗略估計(jì)器、類參考信號(hào)生成器相連，結(jié)合所述噪聲功率粗略估計(jì)器提供的噪聲功率粗略估值與參考信號(hào)和/或所述類參考信號(hào)生成器提供的類參考信號(hào)功率和/或確定分配的資源單元，搜索與識(shí)別傳輸帶寬內(nèi)的空閑資源單元; 噪聲功率精細(xì)估計(jì)器，與所述空閑子載波搜索器相連，用于統(tǒng)計(jì)所述空閑子載波搜索獲得的空閑資源單元的功率，實(shí)現(xiàn)噪聲功率精細(xì)估計(jì)值。
全文摘要
本發(fā)明涉及移動(dòng)通信系統(tǒng)領(lǐng)域，特別提供一種噪聲功率估計(jì)方法，利用接收目標(biāo)物理信道并解析、重構(gòu)出的類參考信號(hào)信息，確定噪聲功率粗略估計(jì)值；結(jié)合噪聲功率粗略估計(jì)值與包括參考信號(hào)接收功率、類參考信號(hào)功率或確定的資源分配信息在內(nèi)的輔助信息，搜索與識(shí)別傳輸帶寬內(nèi)的空閑資源單元；利用空閑資源單元功率確定噪聲功率精細(xì)估計(jì)值；本發(fā)明還提供一種噪聲功率估計(jì)裝置，包括類參考信號(hào)生成器、噪聲功率粗略估計(jì)器、空閑資源單元搜索器和噪聲功率精細(xì)估計(jì)器；本發(fā)明能夠在信號(hào)質(zhì)量處于終端接收機(jī)靈敏度處及復(fù)雜信道環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的噪聲功率估計(jì)。
文檔編號(hào)H04L25/02GK102857461SQ201110182448
公開(kāi)日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2011年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月30日
發(fā)明者譚舒, 梁小濤, 申敏 申請(qǐng)人:重慶重郵信科通信技術(shù)有限公司