专利名称：一种噪声功率的估计方法及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信技术，特别涉及一种噪声功率的估计方法及设备。
背景技术：
在常用的变换域噪声功率估计方法中，当信号在时域信道中传送的时候，会受到 各种干扰以及接收机热噪声的影响，而这些影响能在时域的信道冲激响应中得以体现。通 常认为时域的信道冲击响应是信号、干扰以及热噪声共同作用的结果，由于信道的多径传 播，在多径时延扩展内的多径对应的信道抽头是信号、干扰和热噪声共同的结果，而其他位 置的信道抽头就是干扰和热噪声共同作用的结果，并且从统计的角度来看，后者的功率小 于前者，因此通过门限值过滤可以得到干扰和热噪声对应的信道冲激响应抽头，继而可以 得到干扰和噪声的功率。该方案的不足在于由于对信道冲击响应是在时域进行加窗，所以存在Gibbs现 象，多径信号的能量会泄露到窗之外，因此在高信噪比时该算法有较高的误差平台(error floor)ο
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供了一种噪声功率的估计方法及设备，用于提高 噪声功率估计的准确性。本发明实施例中提供了一种噪声功率的估计方法，包括如下步骤获取频域信道估计值；对频域信道估计值进行离散傅立叶逆变换IDFT变换后获得时域信道响应值；根据时域信道响应值计算噪声功率。较佳地，进一步包括对频域信道估计值进行抑制时域信号能量泄漏的预处理；对预处理后的频域信道估计值进行IDFT变换后获得时域信道响应值。较佳地，在获得时域信道响应值后，进一步包括根据信道质量选择噪声门限值；用小于噪声门限值的抽头计算噪声功率。本发明实施例中提供了一种噪声功率的估计设备，包括频域获取模块，用于获取频域信道估计值；时域获取模块，用于对频域信道估计值进行IDFT变换后获得时域信道响应值；噪声功率模块，用于根据时域信道响应值计算噪声功率。较佳地，进一步包括预处理模块，用于对频域信道估计值进行抑制时域信号能量泄漏的预处理；时域获取模块进一步用于对预处理后的频域信道估计值进行IDFT变换后获得时 域信道响应值。
较佳地，进一步包括门限值模块，用于在获得时域信道响应值后，根据信道质量选择噪声门限值；噪声功率模块进一步用于用小于噪声门限值的抽头计算噪声功率。本发明有益效果如下在本发明实施例提供的技术方案中，由于可以抑制时域信号能量的泄漏，和/或， 根据对链路质量的预判断，可以动态的调整噪声门限值，因此能够有效的提高噪声功率估 计的精度。
图1为本发明实施例中噪声功率的估计方法实施流程示意图；图2为本发明实施例中抑制时域信号能量泄漏以及预判断用以动态的调整门限 值结合后的噪声功率的估计实施示意框图；图3为本发明实施例中噪声功率的估计设备结构示意图。
具体实施例方式OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)系统中信 道估计(线性最小均方误差信道估计)、信号检测以及信噪比测量等都需要利用噪声功率， 因此如何快速准确地测量噪声功率是一个难题，本发明实施例提供的技术方案针对OFDM 系统提出了噪声功率估计的方案，较传统的噪声估计有较大的性能提升。下面结合附图对本发明的具体实施方式
进行说明。图1为噪声功率的估计方法实施流程示意图，如图所示，可以包括如下步骤步骤101、获取频域信道估计值；步骤102、对频域信道估计值进行 IDFTGnverse Discrete Fourier Transform, 离散傅立叶逆变换)变换后获得时域信道响应值；步骤103、根据时域信道响应值计算噪声功率。具体实施中，本发明的主要构思是一方面通过对频域信道估计进行变换操作，来 有效的抑制时域信号能量泄漏问题；另一方面通过对信道质量进行预判断，动态的调整门 限值对噪声和干扰抽头进行过滤，从而可以计算得到干扰和噪声的功率也即，一方面在实施中可以进一步包括对频域信道估计值进行抑制时域信号能量泄漏的预处理；对预处理后的频域信道估计值进行IDFT变换后获得时域信道响应值。另一方面在实施中在获得时域信道响应值后，可以进一步包括
根据信道质量选择噪声门限值；用小于噪声门限值的抽头计算噪声功率。1、对于抑制时域信号能量泄漏的具体实施。可以包括对频域信道估计值#进行翻转得到# ；将j^与#合并成新的信道矩阵 H = [#>#.]
进一步的实施中，对预处理后的频域信道估计值进行IDFT变换后获得时域信道 响应值，可以包括对存进行IDFT变换，得到信道估计的时域信道响应值。在实施例中选用了反转的处理方式，这是因为该方式相对于其它方式计算复杂度 很低；但是，从理论上来说，用其它的任何可以抑制时域信号能量泄漏的方式也是可以的， 例如，在频域进行加窗处理，这种方式虽然在大带宽下性能不十分突出，但是对于小带宽情 况下的性能改善则较明显，因此，上述反转的处理方式仅用于教导本领域技术人员具体如 何实施本发明，但不意味仅能使用该方式，实施过程中可以结合实践需要来确定相应的预 处理方式。2、对于预判断用以动态的调整门限值的具体实施。在确定信道质量时，可以包括获取时域信道响应值的功率；根据初始的噪声窗确定位置集合；根据位置集合以及时域信道响应值的功率确定参考的噪声功率；搜索时域信道估计功率的最大值；确定信道质量为功率的最大值与参考的噪声功率的比值。具体实施中，可以如下获取时域信道响应值的功率P ；根据初始的噪声窗确定位置集合为Ω = (N1 < η < N21 0 < N1 < N2 < 2Ν_1}，具 体实施中，例如，W可以为符号的前端的CP(Cyclic Prefix，循环前缀)长度，N2可以为符 号的后端的CP/2长度；通常情况下可以取这个值，但并不意味着仅能选取该值，事实上这 个值也可能不是最佳值，具体的选值需要根据具体情况而定。根据位置集合以及时域信道响应值的功率确定参考的噪声功率为 Nr
权利要求
1.一种噪声功率的估计方法，其特征在于，包括如下步骤 获取频域信道估计值；对频域信道估计值进行离散傅立叶逆变换IDFT变换后获得时域信道响应值； 根据时域信道响应值计算噪声功率。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括 对频域信道估计值进行抑制时域信号能量泄漏的预处理；对预处理后的频域信道估计值进行IDFT变换后获得时域信道响应值。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，对频域信道估计值进行抑制时域信号能量 泄漏的预处理，包括对频域信道估计值#进行翻转得到I0^fj^与#合并成新的信道矩阵 H = [#>#.]O
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，对预处理后的频域信道估计值进行IDFT变 换后获得时域信道响应值，包括对^进行IDFT变换，得到信道估计的时域信道响应值。
5.如权利要求1至4任一所述的方法，其特征在于，在获得时域信道响应值后，进一步 包括根据信道质量选择噪声门限值； 用小于噪声门限值的抽头计算噪声功率。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，确定信道质量，包括 获取时域信道响应值的功率；根据初始的噪声窗确定位置集合；根据位置集合以及时域信道响应值的功率确定参考的噪声功率； 搜索时域信道估计功率的最大值； 确定信道质量为功率的最大值与参考的噪声功率的比值。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于， 获取时域信道响应值的功率P ；根据初始的噪声窗确定位置集合为Ω = (N1 < η < N21 0 < N1 < N2 < 2Ν-1}； 根据位置集合以及时域信道响应值的功率确定参考的噪声功率为N f =^！^V Pref N2 - N1 tL “.5搜索时域信道估计功率的最大值为Pmax = max (pn)； 确定功率的最大值与参考的噪声功率的比值为SNR = Pmax/Nref0
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，根据信道质量选择噪声门限值，包括 根据功率的最大值与参考的噪声功率的比值选择噪声门限根据选择的噪声门限、功率的最大值与参考的噪声功率计算噪声门限值。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，根据信道质量选择噪声门限值，包括 根据功率的最大值与参考的噪声功率的比值选择相应的噪声门限为当 SNR < y0, th = α。，或 SNR< γ 1； th = Q1......或 SNR < yK_1 th = aK_17^th=α κ，其中，Y0 < Y ι < L < Y Η，a 0 > α 丨 > L > a κ ；根据选择的噪声门限、功率的最大值与参考的噪声功率计算噪声门限值为threshold =π η(μΡ_，thXNref)，其中，0 < μ 彡 1。
10.一种噪声功率的估计设备，其特征在于，包括 频域获取模块，用于获取频域信道估计值；时域获取模块，用于对频域信道估计值进行IDFT变换后获得时域信道响应值； 噪声功率模块，用于根据时域信道响应值计算噪声功率。
11.如权利要求10所述的设备，其特征在于，进一步包括预处理模块，用于对频域信道估计值进行抑制时域信号能量泄漏的预处理； 时域获取模块进一步用于对预处理后的频域信道估计值进行IDFT变换后获得时域信 道响应值。
12.如权利要求11所述的设备，其特征在于，预处理模块进一步用于在对频域信道估 计值进行抑制时域信号能量泄漏的预处理时，对频域信道估计值#进行翻转得到后，将^^与#0合并成新的信道矩阵& =。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，时域获取模块进一步用于在对预处理后 的频域信道估计值进行IDFT变换后获得时域信道响应值时，对^进行IDFT变换，得到信道 估计的时域信道响应值。
14.如权利要求10至13任一所述的设备，其特征在于，进一步包括门限值模块，用于在获得时域信道响应值后，根据信道质量选择噪声门限值； 噪声功率模块进一步用于用小于噪声门限值的抽头计算噪声功率。
15.如权利要求14所述的设备，其特征在于，门限值模块进一步用于在确定信道质量 时，包括功率单元，用于获取时域信道响应值的功率； 位置单元，用于根据初始的噪声窗确定位置集合；参考的噪声功率单元，用于根据位置集合以及时域信道响应值的功率确定参考的噪声 功率；功率的最大值单元，用于搜索时域信道估计功率的最大值； 质量确定单元，用于确定功率的最大值与参考的噪声功率的比值为信道质量。
16.如权利要求15所述的设备，其特征在于， 功率单元进一步用于获取时域信道响应值的功率P ;位置单元进一步用于根据初始的噪声窗确定位置集合为Ω = {Nl < η < N2Io < N1 < N2 < 2Ν-1}；参考的噪声功率单元进一步用于根据位置集合以及时域信道响应值的功率确定参考 的噪声功率为
17.如权利要求16所述的设备，其特征在于，门限值模块进一步用于在根据信道质量 选择噪声门限值时，根据功率的最大值与参考的噪声功率的比值选择噪声门限根据选择 的噪声门限、功率的最大值与参考的噪声功率计算噪声门限值。
18.如权利要求17所述的设备，其特征在于，门限值模块进一步用于根据功率的最大 值与参考的噪声功率的比值选择相应的噪声门限为当 SNR < y0, th = α。，或 SNR< γ 1； th = Q1......或 SNR < yK_1 th = aK_17^th=α κ，其中，Y0 < Y ι < L < Y Η，a 0 > α 丨 > L > a κ ；根据选择的噪声门限、功率的最大值与参考的噪声功率计算噪声门限值为threshold =π η(μΡ_，thXNref)，其中，O < μ 彡 1。
全文摘要
本发明公开了一种噪声功率的估计方法及设备，包括获取频域信道估计值；对频域信道估计值进行离散傅立叶逆变换后获得时域信道响应值；根据时域信道响应值计算噪声功率。本发明能够有效的提高噪声功率估计的精度。
文档编号H04L25/02GK102075465SQ20111003782
公开日2011年5月25日 申请日期2011年2月14日 优先权日2011年2月14日
发明者张凌雁, 戴晓明, 黄琛 申请人:电信科学技术研究院