专利名称：一种用于mbsfn系统的噪声估计方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种噪声估计方法，尤其涉及一种针对MBSFN系统而提出的快速估计 信道噪声功率的方法和装置。
背景技术：
参照图1所示，在TD-SCDMA系统中，每个突发时隙由两个数据块(Datasymbols)、 一个训练序列(Midamble)和一个保护间隔(GP)组成。其中训练序列(Midamble)放在两 个数据块(Data symbols)中间，训练序列(Midamble)可以用来进行信道估计。TD-SCDMA 系统采用了B. Steiner等人提出的适合于同步CDMA系统的低代价的上、下行信道估计方法 (Steiner B，Baier P W丄owCost Channel Estimation in the Uplink Receiver of CDMA Mobile RadioSystems[J] Frequenz， 1993,47 :11-12.)，该方法极大地简化了计算量和提 高了估计速度，但是这种估计方法由于忽略了噪声的影响，使得估计出来的信道响应跟真 实值有一定的误差。由于噪声的影响，原本没有值的抽头响应产生了较弱的抽头，这些较弱 抽头可以认为是噪声。在实际处理中，终端从接收到的占用时隙数据中提取出Midamble码 并进行信道估计，再对原始信道冲击响应的各个抽头进行功率排序，将较弱功率的抽头当 作干扰响应，然后根据这些较弱功率的干扰响应来计算噪声功率，实现过程如图2所示。
MBSFN (Multicast Broadcast Single Frequency Network,多播/组播单频网 络)系统是个广播系统，为了提供更广的小区覆盖和更高的频率利用率，MBSFN修改了 TD-SCDMA的时隙结构，如图3所示，它采用更短但能抵抗更长时延扩展(32码片(chips)) 的引导序列(Preamble序列)用于信道估计，同时取消了时隙间的间隔(Gap)。由于MBSFN 系统是个广播系统，所有用户所有时隙使用相同的引导序列，故信道估计比较简单，可以使 用靠近数据部分的64码片引导序列来做信道估计，并利用原始信道冲击响应来计算噪声功率。 考虑到继承性，在MBSFN系统中，也可以通过类似于TD-SCDMA中的流程估计噪声 功率。但是，如果沿用类似TD-SCDMA系统中的噪声估计方法，需要计算64个抽头的功率并 进行功率比较，计算量比较大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种在MBSFN系统中快速估计噪声功率的方 法和装置。 本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提出一种用于MBSFN系统的噪 声估计方法，包括以下步骤 a.在处理MBSFN系统的一时隙的数据时，使用该时隙中与数据部分相邻的64码片 引导序列进行信道估计，获得原始信道估计结果； b.选取该原始信道估计结果中的后32个信道抽头用于计算干扰功率；
c.计算步骤b所选取的后32个信道抽头中每个抽头的干扰功率并累加；
d.计算后32个信道抽头中每个信道抽头的平均干扰功率；以及
e.根据该平均干扰功率计算总的噪声功率。
在本发明的一实施例中，获得原始信道估计结果h〃的步骤包括 h〃 = IDFT(G—1 *DFT(eP));其中，G是对角矩阵，其对角线元素矢量为g =
DFT(mp)，其中，mp = —， m2， . . . ， ， L = 64是基本引导序列序列； 对h"进行窗调整，h" j = h〃 ((j+w+。％u， j = O，l，…，L-l，其中W= 32为信道 估计窗长度。 在本发明的一实施例中，步骤c中计算每个抽头的干扰功率的方法包括复数模平 方。 在本发明的一实施例中，步骤e中总的噪声功率为该平均干扰功率乘以64。
在本发明的一实施例中，步骤a中使用Steiner信道估计器进行信道估计。
另一方面，本发明提供一种用于MBSFN系统的噪声估计装置，包括信道估计器、抽 头选取单元、平均化单元和总和单元。信道估计器使用MBSFN系统的一时隙中与数据部分 相邻的64码片引导序列进行信道估计，获得原始信道估计结果。抽头选取单元选取该原始 信道估计结果中的后32个信道抽头用于计算干扰功率。运算单元计算所选取的后32个信 道抽头中每个抽头的干扰功率并累加。平均化单元计算后32个信道抽头中每个信道抽头 的平均干扰功率。总和单元根据该平均干扰功率计算总的噪声功率。 综上所述，本发明提供了一种在MBSFN系统中快速估计噪声功率的方法和装置， 通过与理论计算得到的噪声功率进行比较，可以发现本发明能比较准确的估计出噪声功 率，且实现更加简单，计算量更小。
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具
体实施方式作详细说明，其中 图1示出TD-SCDMA系统的突发时隙结构。 图2示出TD-SCDMA系统中的噪声估计流程。 图3示出MBSFN系统的MT突发时隙结构。 图4示出本发明一实施例的MBSFN系统中的噪声估计流程。 图5示出本发明一实施例的MBSFN系统中的噪声估计装置框图。 图6示出本发明实施例估计出的噪声功率与理论噪声功率的对比图。
具体实施例方式
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具 体实施方式作详细说明 本发明实施例所提出的MBSFN (Multicast Broadcast Single FrequencyNetwork,多播/组播单频网络)系统中快速估计噪声功率的方法，是基于MBSFN 系统Preamble序列(引导序列)循环前缀为32码片(chips)，也即MBSFN组网时最大时延 扩展控制在32码片以内的特点，把Steiner估计器输出的64码片的信道冲击响应后32码 片作为干扰抽头，计算噪声功率。
本发明的一实施例的估计噪声功率的方法参照图4，具体实现过程可分以下步骤 进行 步骤100， MBSFN系统采用Steiner信道估计器，在处理一个时隙的数据时，使用 该时隙与数据部分相邻的64码片的引导序列数据进行信道估计，得到原始信道估计结果 h〃 。计算过程的一个例子如下
h 〃 = IDFT (G—1 DFT (eP)) 其中，DFT， IDFT分别代表傅里叶变换和傅里叶逆变换，ep代表接收到的与数据部 分相邻的64码片，G是对角矩阵，其对角线元素矢量为
g = DFT (mp) 其中，mp = —， m2， . . . ， mj ， L = 64是基本引导序列序列。
对h〃进行窗调整，变换关系如下 h〃 j = h〃 ((j+w+。％。， j = 0，l，…，L-1，其中W= 32为信道估计窗长度。
步骤102，由于MBSFN系统组网时最大时延扩展控制在32chips以内，故可以认为 有效径分布在h〃前32个信道抽头上，后32个抽头是由于噪声干扰而引入的抽头(在此称 为干扰抽头)，可以选取这些干扰抽头h'来计算功率(在此称为干扰功率)。h'= [h' 。，hp…，h' l—卜32]T=[h〃32， h〃33，…，h〃l—jt，L二64 步骤104，计算抽头功率并累加。在一个例子中，具体而言，计算功率时采用的策略 为复数模平方，利用选取出来的后32个干扰抽头计算每个抽头的干扰功率并累加。 cr'2 = Z卜;| ,丄=64 步骤106，计算每个抽头的平均干扰功率。 CT"2 = —f |" |2,丄=64 丄_32 ^ I '1 步骤108，计算总噪声功率。利用原始信道估计结果的后32个信道抽头上的平均 功率来近似前32个信道抽头上的平均干扰功率，从而可以得到总的噪声功率o 2。
o 2 = Lo 〃 2， L = 64 从另一方面看，本发明提供一种噪声估计装置，图5示出本发明一实施例的MBSFN 系统中的噪声估计装置框图。参照图5所示，此噪声估计装置200包括信道估计器210、抽 头选取单元220、运算单元230、平均化单元240和总和单元250。具体地说，信道估计器210 将按照前述步骤100，使用MBSFN系统的一时隙中与数据部分相邻的64码片引导序列进行 信道估计，获得原始信道估计结果h〃 。抽头选取单元220会按照前述步骤102选取该原始 信道估计结果中的后32个信道抽头用于计算干扰功率。运算单元230会按照前述步骤103 计算所选取的后32个信道抽头中每个抽头的干扰功率并累加。平均化单元240会按照前 述步骤104计算后32个信道抽头中每个信道抽头的平均干扰功率。总和单元250会按照 前述步骤105，根据该平均干扰功率计算总的噪声功率。 为了验证本发明的效果，图6示出采用本发明估计出的噪声功率与理论噪声功率
的对比图。下表l示出仿真时使用的衰弱信道配置。
5对平均 噪声[dB]
00. 0
310-l. 0
710-9. 0
1090-10. 0
1730-15. 0
2510-20. 0
5859-6. 8
6169-7. 8
6569-15. 8
6949-16. 8
7589-21. 8
10938-13. 3
11248-14. 3
11648-22. 3
12028-23. 3
15459-15. 0
15769-16. 0
16169-24. 0 表1MBSFN通道模式2 从图6可以看出，采用本发明所估计出的噪声功率与理论值非常接近，曲线基本 重合，从而可以说明本发明实施例估计出的噪声功率非常准确。而本发明与传统噪声功率 估计方法相比，还具有实现更简单，计算量更小的技术效果。 虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技 术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范 围当以权利要求书所界定的为准。
权利要求
一种用于MBSFN系统的噪声估计方法，包括以下步骤a.在处理MBSFN系统的一时隙的数据时，使用该时隙中与数据部分相邻的64码片引导序列进行信道估计，获得原始信道估计结果；b.选取该原始信道估计结果中的后32个信道抽头用于计算干扰功率；c.计算步骤b所选取的后32个信道抽头中每个抽头的干扰功率并累加d.计算后32个信道抽头中每个信道抽头的平均干扰功率；以及e.根据该平均干扰功率计算总的噪声功率。
2. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，获得原始信道估计结果h〃的步骤包括 h" = IDFT(G—"DFT(ep));其中，G是对角矩阵，其对角线元素矢量为g二DFT(nip)，其中，mp = —， m2， . . . ， ， L = 64是基本引导序列序列；对h"进行窗调整，h" j = h" ((j+w+u%。， j = O，l，…，L-l，其中W= 32为信道估计 窗长度。
3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤c中，计算每个抽头的干扰功率的方法 包括复数模平方。
4. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤e中，总的噪声功率为该平均干扰功率 乘以64。
5. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，步骤a中使用Steiner信道估计器进行信道 估计。
6. —种用于MBSFN系统的噪声估计装置，包括信道估计器，使用MBSFN系统的一时隙中与数据部分相邻的64码片引导序列进行信道 估计，获得原始信道估计结果；抽头选取单元，选取该原始信道估计结果中的后32个信道抽头用于计算干扰功率； 运算单元，计算所选取的后32个信道抽头中每个抽头的干扰功率并累加； 平均化单元，计算后32个信道抽头中每个信道抽头的平均干扰功率；以及 总和单元，根据该平均干扰功率计算总的噪声功率。
7. 如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述信道估计器获得原始信道估计结果h〃的步骤包括h〃 = IDFT(G—"DFT(ep));其中，G是对角矩阵，其对角线元素矢量为g = DFT (mp)，其 中，mp = —， m2， . . . ， mj ， L = 64是基本引导序列序列；对h〃进行窗调整，h" j = h" ((j+w+u%。， j = O，l，…，L-l，其中W= 32为信道估计 窗长度。
8. 如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述抽头选取单元计算每个抽头的干扰功 率的方法包括复数模平方。
9. 如权利要求6所述的装置，其特征在于，总的噪声功率为该平均干扰功率乘以64。
10. 如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述信道估计器为Steiner信道估计器。
全文摘要
本发明涉及一种用于MBSFN系统的噪声估计方法和装置，其基于MBSFN系统Preamble序列循环前缀为32码片，也即MBSFN组网时最大时延扩展控制在32码片以内的特点，把信道估计器输出的64码片的信道冲击响应后32码片作为干扰抽头计算干扰功率，并利用原始信道估计结果的后32个信道抽头上的平均功率来近似前32个信道抽头上的平均功率，从而可以得到总的噪声功率。由此，本发明实现更加简单，计算量更小。
文档编号H04W24/00GK101784059SQ20091004542
公开日2010年7月21日 申请日期2009年1月15日 优先权日2009年1月15日
发明者严伟, 冯炎, 王乃博 申请人:联芯科技有限公司