一种噪声功率估计方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及移动通信系统领域，特别提供一种噪声功率估计方法，利用接收目标物理信道并解析、重构出的类参考信号信息，确定噪声功率粗略估计值；结合噪声功率粗略估计值与包括参考信号接收功率、类参考信号功率或确定的资源分配信息在内的辅助信息，搜索与识别传输带宽内的空闲资源单元；利用空闲资源单元功率确定噪声功率精细估计值；本发明专利技术还提供一种噪声功率估计装置，包括类参考信号生成器、噪声功率粗略估计器、空闲资源单元搜索器和噪声功率精细估计器；本发明专利技术能够在信号质量处于终端接收机灵敏度处及复杂信道环境中，实现准确的噪声功率估计。

【技术实现步骤摘要】
一种噪声功率估计方法及装置
本专利技术涉及移动通信系统领域，特别涉及一种噪声功率估计方法和装置，采用本专利技术能够在复杂信道环境中快速、准确地实现长期演进系统中噪声功率估计的目的。
技术介绍
移动通信系统中，噪声功率估计对接收端信号处理起着极为重要的作用。目前已知的对噪声估计存在严重依赖的基带信号处理算法包括：信道均衡、Turbo译码、信道估计、数字解调、小区切换等。针对正交频分复用(简称，OFDM)系统的噪声估计，业界重点包含时域估计与频域估计两类。时域估计方案的代表，如中国专利201010190896.6所载的技术方案，将基于参考信号计算得到的频域信道响应转换至时域，将预先设定的有效信道窗口以外的抽头视为噪声抽头，统计所述抽头的平均功率作为噪声功率估计。该方案的弊端在于，首先，当实际信道存在最小时间分辨率以下的信道响应时(在实际应用中接近100％的发生概率)，其时域信道响应将存在显著的功率泄漏，导致预先设定的信道窗口以外仍然可能存在较强的信道抽头贡献，噪声功率估计的立论基础失效，估值会大于真实值；其次，随着信号质量的降低，接收定时同步精度随之下降，本方案基于预设的有效信道窗口极可能由于同步偏差而造成错误统计；最后，本方案需要将常规OFDM系统的频域信道响应经离散快速付氏变换(简称，IFFT)转换到时域，引入了额外的处理负担，不利于接收机功耗控制。鉴于时域估计方案的上述弊端，业界又提出了频域估计方案。频率估计方案的代表，如中国专利200910088753.1所载技术方案，基于参考信号获取频域信道响应，基于预设置或实时获取的信道相干时间与相干带宽，将相干时间与相干带宽范围组成的相干块内的信道估计结果实施加权平均，估计出参考信号接收功率(简称，RSRP)，将参考信号的总功率减去该RSRP，即获得噪声功率估计。该方案核心弊端在于，首先，无论是预设置还是实时获取的信道相干时间与相干带宽，其存在错误估计风险，预设置不能满足复杂多变的无线传输信道特征，实时获取在信号质量不佳时并不可靠，一旦相干块选择有误，基于相干块的噪声功率估计精度无法获得保证；其次，接收机不可避免的存在定时与频率误差，所述误差将干扰相干块内的RSRP测量偏小，从而导致噪声功率估计偏大；最后，本方案依赖的参考信号在一个相干块内的数量较为有限，以第三代合作组织(简称，3GPP)长期演进(简称，LTE)系统为例，一个典型相干块--物理资源块(简称，PRB，对应时域上经历0.5ms，频域上经历180kHz)中的参考信号数量通常仅为4个，如此有限的样本并不足以支撑噪声功率的准确估计。
技术实现思路
为解决以上问题，本专利技术提供了一种噪声功率估计方法及装置，能够在信号质量处于接收机灵敏度处及复杂信道环境中，快速、准确地实现噪声功率估计。本专利技术的一种噪声功率估计方法，接收目标物理信道并解析、重构出的类参考信号信息，利用类参考信号信息确定噪声功率粗略估计值；结合噪声功率粗略估计值与包括参考信号接收功率、类参考信号功率或确定的资源分配信息在内的辅助信息，搜索与识别传输带宽内的空闲资源单元；利用空闲资源单元功率确定噪声功率精细估计值。本专利技术首先充分利用参考信号以外的可用信息，实现噪声功率的粗略估计，克服因参考信号样本不足导致的噪声功率精度有限的弊端；其次，本专利技术结合噪声功率粗略估值与参考信号等辅助信息，搜索与识别传输带宽内的空闲资源单元；最后，利用空闲资源单元功率确定噪声功率精细估计值。本专利技术的一种噪声功率估计装置，包括：类参考信号生成器，接收目标物理信道并解析、重构出类参考信号信息；噪声功率粗略估计器，与所述类参考信号生成器相连，基于类参考信号或基于类参考信号和/或参考信号实施噪声粗略估计；空闲资源单元搜索器，与所述噪声功率粗略估计器、类参考信号生成器相连，结合所述噪声功率粗略估计器提供的噪声功率粗略估值与参考信号和/或所述类参考信号生成器提供的类参考信号功率和/或确定分配的资源单元，搜索与识别传输带宽内的空闲资源单元；噪声功率精细估计器，与所述空闲子载波搜索器相连，用于统计所述空闲子载波搜索获得的空闲资源单元的功率，实现噪声功率精细估计值。本专利技术利用重构的物理信道信息，扩充有效样本数量，实现噪声功率粗略估计的精度提升；并结合噪声功率粗略估值与参考信号等辅助信息，搜索与识别传输带宽内的空闲资源单元；利用OFDM系统的子载波正交性，空闲资源单元客观体现噪声功率强度的理论特征，基于空闲资源单元功率确定噪声功率精细估计值，本专利技术能够在信号质量处于接收机灵敏度处及复杂信道环境中，实现准确的噪声功率估计。附图说明图1为本专利技术噪声功率估计方法优选实施方式流程图；图2为本专利技术噪声功率估计装置优选实施方式结构图；图3为现有技术3GPPLTEFDD系统常规循环前缀长度时的下行小区指定参考信号映射示意图；图4本专利技术噪声功率估计方法较佳实施例1实际RB分配状态；图5为本专利技术噪声功率估计方法较佳实施例1识别RB分配状态；图6为本专利技术噪声功率估计方法较佳实施例1与现有技术仿真对比图。具体实施方式下面结合实施例和附图对本专利技术噪声估计方法及装置作进一步说明，应当清楚的是，所举实施例或实施方式只是本专利技术的优选实施方式而已，并不成为对本专利技术的限制。本专利技术噪声估计方法是通过以下方式来实现的：A.噪声功率粗略估计，进一步包括：A1：判断接收机当前是否存在有效的历史噪声功率估值记录？是，则将历史噪声功率估值作为噪声功率粗略估值，跳转步骤B；否，则继续执行可选的，所述噪声功率估值历史记录有效定义为：所述历史记录距离当前时刻不超过预设时间T；T取值范围5～120s；可选的，所述噪声功率估值历史记录有效定义为：所述历史记录距离当前时刻不超过预设时间T且所述历史记录的噪声功率估值使用期间未发生超过N1的连续误块；可选的，所述噪声功率估值历史记录有效定义为：所述历史记录距离当前时刻不超过预设时间T且所述历史记录的噪声功率估值使用期间未发生超过N2的连续重传误块；T取值范围5～120s；N1取值范围5～10；N2取值范围3～5；A2：接收机接收目标物理信道并解析、重构出类参考信号信息优选的，所述类参考信号，包括携带循环冗余校验的目标物理信道对应的资源单元(简称，RE)；优选的，所述重构意为接收方针对目标物理信道实施信道均衡、数字解调、解速率匹配、信道译码、循环冗余校验(简称，CRC)等完整接收流程，当循环冗余校验正确时，成功获取该物理信道映射的传输信道比特信息，并将该传输信道比特依据配置信息依次经附加CRC、信道编码、速率匹配、加扰、调制、层映射、预编码、资源单元映射等步骤实现类参考信号的获取；可选的，所述类参考信号，包括目标物理信道对应的资源单元；可选的，所述重构意为接收方针对目标物理信道实施信道均衡、数字解调，并基于数字解调的硬判决结果恢复类参考信号；可选的，所述类参考信号，包括同步信号对应的资源单元；本步骤中，目标物理信道频域数据解析所需要使用的噪声估计值，沿用最近历史记录的噪声估值；A3：基于类参考信号或者基于类参考信号和参考信号实施噪声粗略估计；可选的，本步骤使用的噪声粗略估计方案，基于类参考信号，使用最小二乘(简称，LS)或线性最小均方误差(简称，LMMSE)或极大似然(简称，ML)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种噪声功率估计方法，其特征在于，接收目标物理信道并解析、重构出的类参考信号信息，利用类参考信号信息确定噪声功率粗略估计值；结合噪声功率粗略估计值与包括参考信号接收功率、类参考信号功率或确定的资源分配信息在内的辅助信息，搜索与识别传输带宽内的空闲资源单元；利用空闲资源单元功率确定噪声功率精细估计值。

【技术特征摘要】
1.一种噪声功率估计方法，其特征在于，利用接收目标物理信道并解析、重构出的类参考信号信息，确定噪声功率粗略估计值；结合噪声功率粗略估计值与包括参考信号接收功率、类参考信号功率或确定的资源分配信息在内的辅助信息，搜索与识别传输带宽内的空闲资源单元；利用空闲资源单元功率确定噪声功率精细估计值；所述利用空闲资源单元功率确定噪声功率精细估计值为，将各空闲资源单元的自动增益控制AGC消除，在线性域对各空闲资源单元的功率实施线性平均，转换到对数域获得噪声功率精细估计值；或者所述利用空闲资源单元功率确定噪声功率精细估计值为，将各相同自动增益控制AGC档位下获取的空闲资源单元功率在对数域实施线性平均，消除掉自动增益控制AGC影响后，再总体实施线性平均获得噪声功率精细估计值。2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述噪声功率粗略估计值为历史噪声功率估计值。3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述确定噪声功率粗略估计值为，接收目标物理信道并解析、重构出类参考信号信息，基于类参考信号和参考信号实施噪声粗略估计，得到噪声功率粗略估计值。4.根据权利要求3所述方法，其特征在于，所述基于类参考信号和参考信号实施噪声粗略估计，得到噪声功率粗略估计值为，使用最小二乘LS或线性最小均方误差LMMSE或极大似然ML信道估计方法，获取频域信道估计，将频域信道响应转换至时域，将包含最强功率抽头的预设范围以外的信道响应抽头功率的平均值作为噪声功率粗略估计值。5.根据权利要求3所述方法，其特征在于，所述基于类参考信号和参考信号实施噪声粗略估计，得到噪声功率粗略估计值为，使用最小二乘LS或线性最小均方误差LMMSE或极大似然ML信道估计方法，获取频域信道估计，基于预设置的信道相干时间与信道相干带宽，将相干时间与相干带宽范围组成的相干块内的信道估计结果实施线性平均，估计出参考信号接收功率RSRP，将参考信号资源单元的总功率减去该RSRP，即获得噪声功率粗略估计值。6.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述搜索与识别传输带宽内的空闲资源单元为，搜索传输带宽内资源单元功率不高于噪声功率粗略估计值预设门限th1的资源单元，将其识别为空闲资源单元，其中，预设门限th1取值范围-3～3dB。7.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述搜索与识别传输带宽内的空闲资源单元为，搜索传输带宽内资源单元功率满足不高于噪声功率粗略估计值预设门限th1或低于RSRP预设门限th2的资源单元，将其识别为空闲资源单元，其中，预设门限th1取值范围-3～3dB，th2取值范围6～15dB。8.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述搜索与识别传输带宽内的空闲资源单元为，搜索传输带宽内资源单元功率满足不高于噪声功率粗略估计值预设门限th1或低于RSRP预设门限th2或低于类参考信号功率预设门限th3的资源单元，将其识别为空闲资源单元，其中，预设门限th1取值范围-3～3dB，th2取值范围6～15dB，th3取值范围10～20dB。9.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述搜索与识别传输带宽内的空闲资源单元为，以OFDM系统资源分配集合为单位，计算非参考信号与非...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭舒，梁小涛，申敏，
申请(专利权)人：重庆重邮信科通信技术有限公司，
类型：发明
国别省市：