专利名称：一种噪声测量的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种噪声测量的方法、装置及MIM0-0FDM系 统终端接收装置。
背景技术：
多输入多输出-正交频分复用(MIM0-0FDM，Multiple Input MultipleOutput-Orthogonal Frequency Division Multiplexing)Bi^tM MIMO 技术和OFDM技术的一种通信系统，它结合了 ΜΙΜΟ技术与OFDM技术的优势，成为未来移动
通信的主流趋势。如图1所示，为现有MIM0-0FDM系统终端基带接收处理模块的简化示意图，包括 快速傅里叶变换(FFT，Fast Fourier Transform)模块、噪声测量模块、信道估计模块、ΜΙΜΟ 检测模块、信道译码模块和反馈模块等。其中，噪声测量模块测量噪声方差，提供给后面的 信道估计模块在频域完成信道估计，例如目前常用的信道估计法维纳滤波法，该方法需要 使用噪声功率作为参数。同时，噪声测量模块的测量结果还提供给MIMO检测模块，目前常 用的MIMO检测方法，即线性的最小均方误差(MMSE，Minimum MeanSquare Error)检测方 法，也需要噪声功率作为参数输入，且噪声功率的准确性将影响检测性能。此外，噪声测量 模块的测量结果还提供给信道译码模块完成信道编码的译码操作，由于进入该信道译码模 块的软比特通常需要利用信噪比(SNR，Signal to Noise Ratio)信息进行加权，同样需要 噪声方差信息，且噪声方差将影响信道译码的性能。另外，如果采用链路自适应技术，则终 端(UE，User Equipment)反馈信道质量指示(CQI =Channel Quality Indicator)等信息也 涉及到SNR的计算，因而同样需要噪声方差信息，且噪声方差的准确性将影响链路吞吐量。 总之，对于MIM0-0FDM系统而言，噪声测量是非常重要的。目前OFDM系统中常用的估计噪声方法是用频域上(或时域上)相邻的参考(RS， Reference Signal)位置之间的差异来估计噪声方差。利用频域方向上相邻RS的方法，即方法一可表示为 σ2=-Ε{ 2
η./rk+\jxk\fχk'+Ι,
}其中Ε{·}表示求期望操作。用一个子帧内的所有参考信
rk.j.rk'+\,ixk'’i
号估计的平均值代替求期望运算可得
1lRS-^ nRS 一2σ2=---X X
2丄BS (U 1=0 “0其中Lks表示一个子帧内含RS的OFDM符号数，Nks表示在一个OFDM符号内包含RS 的子载波数。利用时域上相邻参考信号处的差异估计噪声方差的方法与上述方法一类似，可表 示为
4
σ -
1W 2-IH
——-——Σ Σ
(丄/'=0 k'=o
rk\i+2 n/可见，为了能在信道估计时提供噪声功率，现有方法都是利用FFT变换之后的频 域数据进行测量的。然而，上述方法存在以下缺点对于方法一而言，由于假设频域上相邻参考信号处的信道冲激响应相同，而对 于采用离散RS分布的系统，由于频域上相邻参考信号相差频段稍大，对某些信道而言， 这种假设的误差较大。例如，对于第三代合作项目(3GPP，3rd Generation Partnership Project)规范中规定的扩展典型城市信道(ETU)，上述假设不能成立。此时会有
斤2 =五{|么~|2} +五{|| ||2},其中E{| I Ahk, I |2}表示频域上相邻参考信号处信道差异噪声的
误差，E{| |n |2}表示噪声的实际方差，信道在频域上的相关性越小，则E{| I Ahk, I |2}项会 越大，也就表示误差会越大。且随着多普勒扩展加大，载波间干扰也变大，会使得误差进一 步加大。对于方法二而言，由于假设时域上相邻参考信号处的信道冲激响应 相同，随着终端移动速度的增加，时域上相邻参考信号处的相关性越来越小，
σ
￡ ",,『} + ￡{|Η|2}中 Ε{
Ah,
μ页会越来越大，即噪声方差估计的误差会越来越大。 在实现本发明的过程中，发明人经过研究发现现有的噪声测量方法都是利用 FFT变换之后的频域数据进行的，其在一些信道条件下测量偏差较大。而噪声方差偏差较大 对MIMO检测性能影响比较大，甚至能造成检测性能恶化；同样，噪声方差偏差较大也将影 响信道译码和反馈等模块，最终影响系统性能。可见使用现有噪声测量方法不能保证在各 种信道条件下得到较优的检测性能。
发明内容
本发明实施例提供一种噪声测量的方法、装置及MIM0-0FDM系统终端接收装置， 能够提高噪声测量结果的准确性，进而提高检测性能和系统吞吐量。本发明实施例提供以下技术方案一种噪声测量的方法，包括根据快速傅里叶FFT变换之后的频域数据进行第一次噪声测量；利用所述第一次噪声测量的结果进行信道估计；根据所述频域数据及信道估计结果进行第二次噪声测量，测量结果供后续处理。一种噪声测量的装置，包括第一噪声测量模块，用于根据FFT变换之后的频域数据进行第一次噪声测量；第二噪声测量模块，用于根据FFT变换之后的频域数据，及利用所述第一噪声测 量模块的测量结果进行信道估计的结果进行第二次噪声测量，测量结果供后续处理。一种MIM0-0FDM系统终端接收装置，包括第一噪声测量模块，用于根据FFT变换之后的频域数据进行第一次噪声测量；信道估计模块，用于利用所述第一噪声测量模块的测量结果进行信道估计；第二噪声测量模块，用于根据FFT变换之后的频域数据，及所述信道估计模块的估计结果进行第二次噪声测量；MIMO检测模块，用于利用所述第二噪声测量模块的测量结果进行检测。本发明实施例提供的噪声测量的方法、装置及MIM0-0FDM系统终端接收装置，通 过将现有噪声测量方法得到的噪声测量值应用到对噪声估计的误差不很敏感的信道估计 中，得到的信道估计结果用于再一次的噪声测量，这样在现有的噪声测量方法之上再进行 一次噪声测量，使得测量结果更加准确，并能保证在各种信道条件下得到较优的性能。而将 准确的噪声测量结果提供给后面的MIMO检测和反馈计算中，能够提高检测性能和系统吞 吐量。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可 以根据这些附图获得其他的附图。图1是现有MIM0-0FDM系统终端基带接收处理模块的简化示意图；图2是本发明实施例一提供的噪声测量的方法流程图；图3是LTE系统中RS分布的一个示意图；图4是基于图3所示的RS重新排列后的位置示意图；图5是基于图4所示的RS重新编号后的示意图；图6是本发明实施例二提供的噪声测量的装置结构示意图；图7是本发明实施例三提供的MIM0-0FDM系统终端接收装置结构示意图。
具体实施例方式本发明实施例提供一种性能优越的适用于MIM0-0FDM系统中的噪声测量方法、装 置及MIM0-0FDM系统终端接收装置，能够提高噪声测量结果的准确性，进而提高检测性能 和系统吞吐量。由于长期演进项目(LTE，Long TimeEvolution)系统采用的就是MIM0-0FDM 系统，为简便起见，以下说明都以LTE为例，但本发明所提供的技术方案适用于所有的 MIM0-0FDM系统，不局限于LTE系统。为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下 面参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。上述背景技术中发明人已经对现有MIM0-0FDM系统终端接收装置中噪声测量模 块的测量结果对后面诸多模块的影响进行了分析，发明人经过研究进一步发现，维纳滤波 的信道估计方法对噪声估计的误差并不是很敏感，也就是说使用目前的噪声测量方法对信 道估计的性能影响不是很大，因此，可以在MIM0-0FDM系统终端接收处理中进行两次噪声 测量，第一次噪声测量可以使用现有的噪声测量方法，其结果提供给信道估计模块使用，而 第二次噪声测量使用本发明提供的噪声测量方法，其结果提供给信道估计之后的模块使 用。如图2所示，为本发明实施例一提供的噪声测量的方法流程图。所述方法包括步骤201、根据FFT变换之后的频域数据进行第一次噪声测量；具体而言，在LTE系统中，为了便于终端进行信道估计，在每个子帧均插入了一定
6量的参考信号RS。每个RS对应一个OFDM符号和一个子载波。对每个小区来说，参考信号 为UE已知的确定信号，UE可以根据接收到的RS处数据估计出RS处对应的信道响应。由 于每个RS占用的时间和带宽都很小，可以认为每个RS经历的都是平坦的信道响应；同时， 由于相邻的RS在时间和频率上的间隔都比较小，远小于相干带宽，可以认为相邻的RS处的 信道响应基本相同。因此对RS处的接收信号进行校准后，相邻的RS处校准信号间的差异 就体现了噪声的差异。利用不同RS处噪声独立不相关的特点就可以估计噪声方差。目前 公开的简单易行的噪声方差估计方法也都是基于RS处的接收信号进行的。下面对现有方 法进行简单说明如图3所示，为LTE系统中RS分布的一个示意图，为了简化起见，图3中时间方向 只画出了一个子帧的长度(普通循环前缀(CP)时)，频域方向只画出了 12个子载波，且只 表示了一个发送天线端口上的RS分布情况。图3中标记部分表示参考信号所在的位置，实 际情况中对不同的小区参考信号在频域上会有不同的偏移量，对不同的发射天线端口会有 不同的分布，但各参考信号之间的相对位置基本与图3中相似，都采用的是这种离散的参 考信号分布方法。设I^1为第1个OFDM符号上第k个子载波处的接收信号，其中0彡k < Nsc, 0彡1 < Nsvfflb, Nsc为下行子载波总数，Nsvmb表示一个子帧内包含的OFDM符号数，普通CP时Nsvmb =
14，扩展型CP时Nsymb= 12。由于后续只关心参考信号处的接收信号，为简化起见，将所有 非参考信号的位置处的信号去掉暂不考虑，得到参考信号位置重新排列后如图4所示，重 新对参考信号位置的进行编号后如图5所示，其中k/在原始的时频资源中的位置关系通过 图3、4、5可以较清楚地看出。由于参考信号位置的发送信号对终端来说是已知的，假设为xk, ，且LTE系统中 Ixk- ,r I I = 1，假设各参考信号位置的频域信道冲激响应表示为V ,1'，则有如下关系式
成立
权利要求
一种噪声测量的方法，其特征在于，包括根据快速傅里叶FFT变换之后的频域数据进行第一次噪声测量；利用所述第一次噪声测量的结果进行信道估计；根据所述频域数据及信道估计结果进行第二次噪声测量，测量结果供后续处理。
1.一种噪声测量的方法，其特征在于，包括 根据快速傅里叶FFT变换之后的频域数据进行第一次噪声测量； 利用所述第一次噪声测量的结果进行信道估计；根据所述频域数据及信道估计结果进行第二次噪声测量，测量结果供后续处理。
2.根据权利要求1所述的噪声测量的方法，其特征在于，所述测量结果供后续处理包利用所述第二次噪声测量的结果进行多输入多输出MIMO检测。
3.根据权利要求1所述的噪声测量的方法，其特征在于，所述测量结果供后续处理包利用所述第二噪声测量模块的测量结果进行信道编码的译码处理，和/或利用所述第 次噪声测量的结果进行反馈计算。
4.根据权利要求1所述的噪声测量的方法，其特征在于，所述第二次噪声测量表示为
5.根据权利要求4所述的噪声测量的方法，其特征在于，所述第二次噪声测量进一步 表示为
6.一种噪声测量的装置，其特征在于，包括第一噪声测量模块，用于根据FFT变换之后的频域数据进行第一次噪声测量； 第二噪声测量模块，用于根据FFT变换之后的频域数据，及利用所述第一噪声测量模 块的测量结果进行信道估计的结果进行第二次噪声测量，测量结果供后续处理。
7.根据权利要求6所述的噪声测量的装置，其特征在于，所述第二噪声测量模块通过 下述表达式进行第二次噪声测量
8.根据权利要求7所述的噪声测量的方法，其特征在于，所述第二噪声测量模块具体 是通过下述表达式进行第二次噪声测量
9.一种MIM0-0FDM系统终端接收装置，其特征在于，包括第一噪声测量模块，用于根据FFT变换之后的频域数据进行第一次噪声测量； 信道估计模块，用于利用所述第一噪声测量模块的测量结果进行信道估计； 第二噪声测量模块，用于根据FFT变换之后的频域数据，及所述信道估计模块的估计 结果进行第二次噪声测量；MIMO检测模块，用于利用所述第二噪声测量模块的测量结果进行检测。
10.根据权利要求9所述的MIM0-0FDM系统终端接收装置，其特征在于，还包括 信道译码模块，用于利用所述第二噪声测量模块的测量结果进行信道编码的译码处理；和/或反馈模块，用于利用所述第二噪声测量模块的测量结果进行反馈计算。
全文摘要
本发明公开一种噪声测量的方法、装置及MIMO-OFDM系统终端接收装置。所述方法包括根据FFT变换之后的频域数据进行第一次噪声测量；利用所述第一次噪声测量的结果进行信道估计；根据所述频域数据及信道估计结果进行第二次噪声测量，测量结果供后续处理。本发明能够提高噪声测量结果的准确性，进而提高检测性能和系统吞吐量。
文档编号H04L27/26GK101945070SQ20091005464
公开日2011年1月12日 申请日期2009年7月10日 优先权日2009年7月10日
发明者徐兵, 罗新 申请人:联芯科技有限公司