专利名称：估计信道中高斯白噪声功率的方法、装置及接收机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种通信技术，尤其涉及一种估计信道中高斯白噪声功率的 方法、装置及接收机。
背景技术：
在无线通信技术中，RAKE接收机作为宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Access,以下简称WCDMA)的下行接收机，由于多径导 致的码间干扰和多用户干扰，采用线性最小均方误差(Linear Minimum Mean Square Error,以下简称L画SE)均tf接收技术，通过信道估计以及高斯白 噪声(以下简称白噪声)功率估计，并根据均衡后的信号与发送信号均方误 差最小的原则，得出均衡权值Wd,然后L腦SE均衡器根据衡权值Wd消除多径 产生的干扰，得到最佳的接收信号。
目前，估计多径信号中高斯白噪声功率的方法是利用导频信道求取单 径噪声，从而得到高斯白噪声功率。导频信号在单天线模式下，发送固定符 号，假设为A，发射分集模式下天线一的发送符号全为A，天线二每两个导频 符号一组，按〈^，-A-A^〉的模式周期重复。重新组合，使每组的前后符号相
同，使得在接收发射分集和单天线发射的信号时，采用同一种方法估计高斯 白噪声功率，即，前后符号两两相减，除去信号，剩下的即叠加在各径信号
上的噪声功率。
在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题由于 各径均含有其它径对本径自相关旁瓣的干扰，因而现有技术获得的各径信号 上的噪声功率还包括径间干扰噪声功率，并非单纯的高斯白噪声功率，无法准确表征L醒SE均衡所需要的高斯白噪声功率，造成均衡性能损失。
发明内容
本发明实施例的目的在于针对现有技术存在的问题，提出一种估计信道 中高斯白噪声功率的方法、装置及接收机，以获得更加准确的高斯白噪声 功率。
为实现上述目的，本发明实施例提出了 一种估计信道中高斯白噪声功
率的方法，包括
对接收到的信号进行多径搜索，找到所述信号的各径；
对所述各径中的一个径进行噪声估计，获取所述一个径的总噪声功
率；
对与所述一个径相距整数个码片的至少一个径进行信道估计，根据得 到的信道估计值以及预先设定的常数因子，得到所述信号的单径的径间干 扰噪声功率；
所述总噪声功率减去所述径间干扰噪声功率后，得到高斯白噪声功率。
为实现上述目的，本发明实施例还提供了一种估计信道中高斯白噪声 功率的装置，包括多径搜索模块、噪声估计模块、径间干扰噪声估计模 块及减法器；其中，多径搜索模块用于搜索信号的各径；噪声估计模块用 于对所述多径搜索模块搜索到的一个径进行噪声估计，获得总噪声功率； 径间干扰噪声估计模块用于对与所述一个径相距整数个码片的至少一个 径进行径间干扰噪声估计，获得径间干扰噪声功率；减法器用于将所述噪 声估计模块获得的总噪声估计减去所述径间干扰噪声估计模块获得的径 间干扰噪声功率，获得高斯白噪声功率。
为实现上述目的，本发明实施例又提供了一种WCDMA下行接收机，包 括信号接收模块、信道估计模块、高斯白噪声功率估计模块、均衡权值计算模块及均衡器；其中，信号接收模块用于接收信号；信道估计模块用
于对所述信号接收模块接收到的信号进行信道估计；高斯白噪声功率估计
模块用于对所述信号接收模块接收到的信号进行去除径间干扰噪声功率
的高斯白噪声功率估计；均衡权值计算模块用于根据所述信道估计模块得 到的信道估计值，以及根据所述高斯白噪声功率估计模块得到的高斯白噪 声功率，得到均衡器权值；均衡器用于根据所述信号接收模块接收到的信 号，以及根据所述均衡权值计算模块得到的均衡器权值，得到有用的信号。 通过上述技术方案，更加准确地得到了信道中的高斯白噪声功率，从 而更加准确地表征了 L醒SE均衡所需要的高斯白噪声功率，减少了均衡性 能损失。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本发明估计信道中高斯白噪声功率的方法第一实施例的流程
图2为本发明估计信道中高斯白噪声功率的方法第一实施例中PN自相 关信号示意图3为本发明估计信道中高斯白噪声功率的方法第二实施例的流程
图4为本发明估计信道中高斯白噪声功率的方法第三实施例的流程
图5为本发明估计信道中高斯白噪声功率的装置实施例一的结构示意
图6为本发明计信道中高斯白噪声功率的装置实施例二的结构示意
图7为本发明估计信道中高斯白噪声功率的装置中径间干扰噪声估计模块实施例 一 的结构示意图8为本发明估计信道中高斯白噪声功率的装置中径间干扰噪声估计 模块实施例二的结构示意图
图9为本发明估计信道中高斯白噪声功率的装置中径间干扰噪声估计 模块实施例三的结构示意图10为本发明估计信道中高斯白噪声功率的装置中径间干扰噪声估 计模块实施例四的结构示意图。
具体实施例方式
图1为本发明估计信道中高斯白噪声功率的方法第一实施例的流程 图，本实施例以接收到的单天线模式发送的信号为例，具体包括以下步骤 步骤ll、对RAKE接收机接收到的信号进行多径搜索，找到信号的各
径为， /=1、 2、…W;
步骤12、对其中的一个径，如径a: /X.Z/a+^进行噪声估计，获取
该径的总噪声功率；
首先将/\.//。+&。解扰解扩，然后将t时刻、t+l时刻、…t+7时刻共 8个符号，相邻两个为一组，进行组内相减，得到该径的4组噪声功率， 最后平均得到该径的总噪声功率。
对于该径第一组符号t时刻接收到的解扰解扩后的符号及t+l时刻接收 到的符号，得到该组噪声功率的过程具体为
t时刻接收到的解扰解扩后的符号为<formula>formula see original document page 8</formula>
t+l时刻接收到的解扰解扩后的符号为<formula>formula see original document page 8</formula> 采用时隙内去头尾的组内对消方式得到 一组噪声估计<formula>formula see original document page 9</formula>
得到具有高斯白噪声性质的噪声功率
<formula>formula see original document page 9</formula>
并且对于高斯白噪声功率，有
<formula>formula see original document page 9</formula>
因此<formula>formula see original document page 9</formula>
其中，CPJCHa为该径a上的符号级噪声功率，^一为信号中的码片级 噪声功率。
对于该径第二组t+2时刻、t + 3时刻符号、第三组t+4时刻、t+5 时刻符号，第四组t+6时刻、t+7时刻符号，获得组噪声功率的过程同 上；并且，由于各径的码片级噪声功率相同，使得该径上各组的码片级噪 声功率相同，因此，该径上第二、三、四组的噪声功率为与第一组的噪声 功率基本相同，这四组的噪声功率除以符号的个数8，即为该径的总噪声 功率
<formula>formula see original document page 9</formula>。
步骤13、对径a以外的其他径，即与径a相距整数个码片的径径1、
径2.....径a-l、径a+l、…径m,对其中的一个或多个进行信道估计，
当对其中的多个进行信道估计时，并对得到的估计值进行累加，乘以预先 设定的常数因子后，得到一个径信号的径间干扰噪声功率；当对其中的一 个进行信道估计时，只需将得到的信道估计值乘以预先设定的常数因子即 可，从而可以在总噪声功率中去除径间干扰噪声功率，得到更加准确的高斯白噪声；为了最大限度的减少径间干扰噪声功率对高斯白噪声的影响， 本实施例中，对于与径a相距整数个码片的径均进行信道估计，以更准确 地得到其他径对径a产生的径间干扰噪声功率，从而更准确地得到径a的 高斯白噪声功率，也即信道中的高斯白噪声功率。
径间干扰噪声即其他径对本径的干扰噪声是在解扰解扩中产生的，对 径a解扰解扩时，伪随机码(PN)与径a对齐做自相关，表现出自相关的 最大值；而对于其他径，PN不对齐做自相关，表现出自相关旁瓣的特性， 如图2所示，自相关的最大值即峰值固定，自相关旁瓣则可以看做其他径 对本径的干扰，即均值为零的高斯白噪声；但是对于其他径中具有不同扩 频码或扩频因子的不同业务对径a均有干扰，因此可以将径间干扰噪声作 为高斯白噪声来处理。
设进入解扰解扩模块的信号具有m个径，为
/"5Vg"a/ = Z尸"〃 "〃 +尸"。_/. ^y. + X！ P"〃 . A. +《
其中，尸~.//。,为径a的输入信号，、 !]/X./^为相邻整数
/=1 /=fl+l
码片的信号，即其它径，《为高斯白噪声。由于解扰解扩在每个码片内仅 选取一个采样点，各釆样点的间隔均为整数码片，因此仅相隔整数码片的 径才会对径a产生干扰。解扰解扩输出的信号为
256 256 256 m 256
，/=z (2尸",.&). +z尸"。,.. 尸 +Z (￡ 、. // ■) +JX 尸
>1 /-1 _/=1 ,/=/=0+1 ,/=1
(8)
256 256 256 m 256
y=i y=i /=i _/=i /= +1 〉=1
256
其中，第一项中的玄P",尸 为图中的尖峰，是要接收的信号，前后 符号对消消去后，余下后两项，其中，第二项为径间干扰信号，<formula>formula see original document page 11</formula>
令<formula>formula see original document page 11</formula>可以看成为具有高斯白噪声性质的随机信号，
从而得出<formula>formula see original document page 11</formula>《为一常数，即PN码自相关旁瓣功率的统计平均
功率；
从而可以得出径间干扰噪声功率为
<formula>formula see original document page 11</formula>因此，在单天线发射情况下，径a的径间干扰噪声功率为其他径信道
估计累加后与常数因子K的乘积。
步骤14、径a的总噪声功率减去其他径对径a的径间干扰噪声功率后， 得到了多径信道上的高斯白噪声功率，即〖.fg//,2+、<formula>formula see original document page 11</formula>
图3为本发明估计信道中高斯白噪声功率的方法笫二实施例的流程 图，本实施例以接收到的发射分集模式发射的符号为例，具体包括以下步 骤
步骤21、对RAKE接收机接收到的信号进行多径搜索，找到信号的各 径为P",./f"—尸",響/7,2+<^， "1、 2、…w;
步骤22、对其中的一个径，如径b: /\.//61-/\.仏2+&6进行总噪声估计；当接收到的符号为发射分集模式时，接收到的径b各个时刻符号为
<formula>formula see original document page 12</formula>
其中，等式后第一项表示一个天线发射的符号，第二项表示另一个天
线发射的符号；在后续获得总噪声的过程中，由于各个时刻符号的前两项 相同，因此，各組组内相减后，同单天线发射模式一样，仅剩下最后一项 相减得到的值，得到的单径的组噪声功率不变
<formula>formula see original document page 12</formula>
步骤23、在发射分集模式下，由于每根发射天线的发射功率是单根天 线发射功率的一半，此时，径b的径间干扰噪声功率为其他径信道估计累
加后与常数因子0. 5尺的乘积0.5.〖|§//,2+ti7,2、。
步骤24、得到径b的高斯白噪声功率《=《-0.5.尺伎//,2 + |;//,。
<formula>formula see original document page 12</formula>
图4为本发明估计信道中高斯白噪声功率的方法第三实施例的流程 图，由于能量最大的径本身能量较大，其他径能量相对较小，因此由其他 径对能量最大径的干扰相对较小，并且各径中的高斯白噪声功率是一定 的，径间干扰越小，对高斯白噪声功率的估计就越准确。本实施例通过估 计信号中的能量最大径的高斯白噪声得到多径信道的高斯白噪声，具体包 括以下步骤
步骤31、假设接收到的信号为单天线模式，经过多径搜索，得到该信 号的各个径尸",./Z,+^ (/ = 1、 2、..，)后，将其中能量最大的径设置标识 表示该径能量最大，与其他径相区别，根据该标识选取能量最大的径如径 1:
步骤32、对径1进行总噪声功率估计，方法同上述实施例，得到径l 的总噪声功率<formula>formula see original document page 13</formula>
步骤33、对其他径进行自相关旁瓣干扰估计，得到径1的径间干扰噪 声功率Ji/,2
步骤34、得到更加准确的多径信道的高斯白噪声功率《-《.g//,2。
在发射分集模式下通过对能量最大径进行总噪声估计及其他径对能 量最大径的径间干扰噪声估计，获得信道中的高斯白噪声功率的方法同 上，这里不再赘述。
上述实施例中，获得径间干扰噪声功率时，进一步在有效信道长度内， 找到与进行总噪声功率估计的径相距整数个码片的其他径，这些径会对进 行总噪声功率估计的径有干扰，因此，对这些径进行信道估计，累加并乘 以常数因子后，得到了误差更小的径间干扰噪声功率，从而进一步提高了 高斯白噪声功率的精度与准确性。
由于高斯白噪声是随机的，某个时刻功率估计会有误差，此时，总噪 声功率与径间干扰噪声功率之差可能不是整数，这种情况下，上述实施例
中，获得高斯白噪声功率的过程中还可以对得到的多径信道中的高斯白噪 声功率进行非负保护，即预先设定一个值，得到高斯白噪声后，将二者进 行比较，若高斯白噪声功率小于该值，则将该值取代得到的高斯白噪声功 率，成为最终得到的多径信道中的高斯白噪声功率；否则，高斯白噪声功 率不变。
另，由于噪声是随机的，其功率需要长期统计才能得到准确值，并且环 境变化或者量化操作的原因，高斯白噪声功率又是实时变化的，因此，上述 实施例中，还可以对获得的高斯白噪声功率进行滤波，这样，不但去除了毛 刺，还进一步得到了更加准确的多径信道中的高斯白噪声功率值。
图5为本发明估计信道中高斯白噪声功率的装置实施例的结构示意图，估计信道中高斯白噪声功率的装置包括多径搜索模块4、噪声估计 模块5、径间干扰噪声估计模块6及减法器7;其中，多径搜索模块4用 于信号搜索的各径；噪声估计模块5用于对多径搜索模块4搜索到的径进 行噪声估计，获得单径的总噪声功率；径间干扰噪声估计模块6用于对多 径搜索模块4搜索到的径进行径间干扰噪声估计，获得其他径对进行总噪 声功率估计的径的径间干扰噪声功率；减法器7用于将噪声估计模块5获 得的总噪声估计减去径间干扰噪声估计模块6获得的径间干扰噪声功率， 获得多径信道中的高斯白噪声功率。
估计信道中高斯白噪声功率的装置中还可以包括标识设置模块8,如 图6所示，标识设置模块8用于在多径搜索模块4搜索到的能量最大径信 号上设置标识。
上述装置实施例中，径间干扰噪声估计模块6包括加法器及乘法器； 如图7、 8所示，其中，加法器62用于对WCDMA接收机系统中对多径搜索 模块搜索的径信道估计得到的值进行累加；乘法器63用于将加法器62进 行累加得到的值乘以常数因子，得到径间干扰噪声功率。
上述装置实施例中，径间干扰噪声估计模块包括信道估计模块61、 加法器62及乘法器63;如图9、 IO所示，其中，信道估计模块61用于对 多径搜索模块4获得的各径信号进行信道估计；加法器62用于对信道估 计模块61进行信道估计得到的值进行累加；乘法器63用于将加法器62 进行累加得到的值乘以常数因子。当要获得径a的高斯白噪声功率，并且 估计与径a相距整数个码片的 一个径对径a产生的径间干扰噪声功率时， 可省去加法器，这里不再赘述。
上述装置实施例中，估计信道中高斯白噪声功率的装置还包括非负保 护模块，用于对减法器得到的高斯白噪声功率进行非负保护。
上述装置实施例中，估计信道中高斯白噪声功率的装置还包括滤波 器，如alpha滤波器，用于对减法器得到的高斯白噪声功率进行滤波。上述实施例中的装置可以分别集成到一块集成电路芯片中，通过一块 集成电路芯片就实现了多径信道中高斯白噪声功率的估计。
估计高斯白噪声功率的集成电路芯片中的结构与图5实施例中的结构 相同，包括多径搜索模块、噪声估计模块、径间干扰噪声估计模块及减法
器；噪声估计模块对多径搜索模块搜索的一个径如径c进行总噪声功率估 计，径间干扰噪声估计模块对其他径的信道估计，或者与径c在有效信道 长度内相距整数个码片的其他径的信道估计累加，并乘以常数因子K，得 到径c的径间干扰噪声功率；减法器将噪声估计模块得到的值减去径间干 扰噪声估计模块得到的值，获得高斯白噪声功率。
估计高斯白噪声功率的集成电路芯片还包括非负保护模块，进一步对 获得的高斯白噪声进行非负保护。
估计高斯白噪声功率的集成电路芯片还包括滤波器，对获得的高斯白
噪声功率进行滤波，进一步提高了估计的精度和准确度。
WCDMA下行接收机包括信号接收模块、信道估计模块、高斯白噪声 功率估计模块、均衡权值计算模块及均衡器；其中，信号接收模块用于接 收信号；信道估计模块用于对信号接收模块接收到的信号进行信道估计； 高斯白噪声功率估计模块用于对信号接收模块接收到的信号进行去除径 间干扰噪声功率的高斯白噪声功率估计，提高了高斯白噪声功率的准确 度；均衡权值计算模块用于根据信道估计模块得到的信道估计值，以及根 据高斯白噪声功率估计模块得到的高斯白噪声功率，得到均衡器权值；均 衡器用于根据信号接收模块接收到的信号，以及根据均衡权值计算模块得 到的均衡器权值，得到有用的信号。由于高斯白噪声功率的准确度的提高 了，相应地，也提高了从均衡器得到的有用信号的准确度。
高斯白噪声功率估计模块用上述装置实施例中的装置来实现，此时， 其他径的信道估计通过下行接收机中的信道统计模块来实现，或者通过估 计信道中高斯白噪声功率的装置中设置的信道估计模块来实现。本发明估计信道中高斯白噪声功率的方法、装置及WCDMA下行接收机， 排除了径间干扰对高斯白噪声功率的影响，获得了更加准确的高斯白噪声功 率，准确表征了 LMMSE均衡所需要的高斯白噪声功率，避免了均衡性能的损 失。
当本发明估计信道中高斯白噪声功率的方法被做成独立软件时，该软 件可以存储在计算机可读取的任何类型存储介质中。例如该软件可存储在 记录介质中，如可插入计算机系统驱动器的圆盘状介质，釆用磁性、光学 或磁光方式存储信息；或者可存储在计算机系统的固定记录介质如硬盘驱 动器，或者一固态计算机存储器中。获得信道中的高斯白噪声功率时，可 在计算机系统中安装该软件，启动该软件后，向该计算机系统输入一个多 径信道信号，该计算机系统运行该软件，输出信道中的高斯白噪声功率。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制， 尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当 理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技 术方案的精神和范围。
权利要求
1、 一种估计信道中高斯白噪声功率的方法，其特征在于，包括 对接收到的信号进行多径搜索，找到所述信号的各径；对所述各径中的 一 个径进行噪声估计，获取所述 一 个径的总噪声功率；对与所述一个径相距整数个码片的至少一个径进行信道估计，根据得 到的信道估计值以及预先设定的常数因子，得到所述信号的单径的径间干扰噪声功率；所述总噪声功率减去所述径间干扰噪声功率后，得到高斯白噪声功率。
2、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述各径中的一个 径进行噪声估计具体为找到所述各径中的能量最大的一个径，对该能量最 大的 一 个径进行噪声估计。
3、 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，找到所述能量最大的 一个径具体通过判断多径搜索时设置的能量最大径标识来获得。
4、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，得到所述信号的单径 的径间干扰噪声功率具体为当与所述一个径相距整数个码片的径为一个 时，通过将得到的信道估计值乘以预先设定的常数因子得到所述径间干扰 噪声功率；当与所述一个径相距整数个码片的径为多个时，通过将得到的信道估计值进行累加后乘以预先设定的常数因子得到所述径间干扰噪声 功率。
5、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述常数因子通过统 计PN码自相关旁瓣功率得到。
6、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括对所 述高斯白噪声功率进行非负保护。
7、 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述非负保护具体为将所述高斯白噪声功率与预先设置的数值进行比较，若所述高斯白噪声功 率小于所述数值，则将该数值设置为高斯白噪声功率。
8、 根据权利要求1-7任意一项所述的方法，其特征在于，该方法还包括对所述高斯白噪声功率进行滤波。
9、 一种估计信道中高斯白噪声功率的装置，其特征在于，包括 多径搜索模块，用于搜索信号的各径；噪声估计模块，用于对所述多径搜索模块搜索到的各径中的一个径进 行噪声估计，获得总噪声功率；径间干扰噪声估计模块，用于对与所述一个径相距整数个码片的至少 一个径进行径间干扰噪声估计，获得径间干扰噪声功率；减法器，用于将所述噪声估计模块获得的总噪声估计减去所述径间干 扰噪声估计模块获得的径间干扰噪声功率，获得高斯白噪声功率。
10、 根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述径间干扰噪声估 计模块包括乘法器，用于将所述加法器进行累加得到的值乘以预先设定的 常数因子。
11、 根据权利要求10所迷的装置，其特征在于，所述径间干扰噪声 估计模块还包括加法器，用于对所述多径搜索模块搜索到的径的信道估计的值进行累加。
12、 根据权利要求10或11所述的装置，其特征在于，所述径间干扰 噪声估计模块还包括信道估计模块，所述信道估计模块用于对所述多径搜 索模块搜索到的径进行信道估计。
13、 根据权利要求9-11任意一项所述的装置，其特征在于，该装置 还包括非负保护模块，用于对所述减法器得到的高斯白噪声功率进行非负 保护。
14、 根据权利要求9-11任意一项所述的装置，其特征在于，该装置 还包括滤波器，用于对所述减法器得到的高斯白噪声功率进行滤波。
15、 一种WCDMA下行接收才几，其特征在于，包括 信号接收模块，用于接收信号；信道估计模块，用于对所述信号接收模块接收到的信号进行信道估计；高斯白噪声功率估计模块，用于对所述信号接收模块接收到的信号进 行去除径间干扰噪声功率的高斯白噪声功率估计；均衡权值计算模块，用于根据所述信道估计模块得到的信道估计值， 以及根据所述高斯白噪声功率估计模块得到的高斯白噪声功率，得到均衡 器权值；均衡器，用于根据所述信号接收模块接收到的信号，以及根据所述均 衡权值计算模块得到的均衡器权值，得到均衡后的信号。
全文摘要
本发明涉及了一种估计信道中高斯白噪声功率的方法、装置及接收机，方法包括对接收到的信号进行多径搜索，找到所述信号的各径；对所述各径中的一个径进行噪声估计，获取所述一个径的总噪声功率；对与所述一个径相距整数个码片的至少一个径进行信道估计，根据得到的信道估计值以及预先设定的常数因子，得到所述信号的单径的径间干扰噪声功率；所述总噪声功率减去所述径间干扰噪声功率后，得到高斯白噪声功率。装置包括多径搜索模块、噪声估计模块、径间干扰噪声估计模块及减法器。通过本发明技术方案，更加准确地得到了信道中的高斯白噪声功率，从而更加准确地表征了LMMSE均衡所需要的高斯白噪声功率，减少了均衡性能损失。
文档编号H04B7/02GK101312364SQ200710099469
公开日2008年11月26日 申请日期2007年5月22日 优先权日2007年5月22日
发明者吴更石, 靖 杨 申请人:华为技术有限公司