CN100596236C - 一种通信系统中信干比的估计方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种通信系统中信干比的估计方法及装置，方法包括：将接收的中间码数据进行信道估计和干扰消除，得到所有小区干扰消除后的信道脉冲响应；对所述干扰消除后的信道脉冲响应进行降噪处理，得到所有小区的有效径信息；对所述有效径信息进行激活检测，得到所有小区的激活信道脉冲响应；根据所述激活信道脉冲响应计算出接收信号码功率；根据所述干扰消除后的信道脉冲响应和所述激活信道脉冲响应计算出干扰信号码功率；根据所述接收信号码功率和所述干扰信号码功率，计算出信干比的估计值。本发明能准确地得到干扰信号码功率，从而得到正确的SIR值，进而能提高闭环功率控制效果和信道质量指示准确性。

Description

一种通信系统中信干比的估计方法及装置

技术领域

本发明涉及无线通信系统领域，特别是涉及一种在TD-SCDMA系统中进行信干比估计的方法和装置。

背景技术

根据3GPP TS25.225协议对信干比的定义，TD-SCDMA(时分同步码分多址)系统中的信干比(Signal to Interference Ratio，SIR)的估计方法为：

$\mathrm{SIR}=\frac{\mathrm{RSCP}}{\mathrm{Interference}}\×\mathrm{SF}$

其中SF表示扩频因子，RSCP表示特定DPCH(专用物理信道)和PDSCH(物理下行共享信道)的接收信号码功率，Interference表示同一时隙内接收信号中不能被接收器消除的干扰。

根据标准的定义，目前TD-SCDMA系统SIR估计有几种不同的实现方法，其中两种典型的方法：其一是通过匹配滤波器解扩计算本用户接收信号码功率(RSCP)，最后与干扰信号码功率(ISCP)相比得到SIR；其二是通过有效路径的选择直接计算RSCP和ISCP，最后两项相比得到SIR。通过比较目前几种估计方法，可以得出以下结论：干扰功率Interference项估计不准确，不能反映真实值；尤其在TD-SCDMA系统同频工作环境下，由于同频干扰的存在，目前的SIR估计方法更不能反映准确的SIR值。而SIR估计值主要用于闭环功率控制和信道质量指示，因此在低SIR和同频多小区环境下，不准确的SIR估计值将严重影响闭环功率控制的效果和信道质量指示的准确性。

发明内容

本发明的目的是提供一种通信系统中信干比的估计方法及装置，解决现有的SIR估计方法不能准确地得到干扰信号码功率，从而无法得到正确的SIR值，以至于严重影响闭环功率控制效果和信道质量指示准确性的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种通信系统中信干比的估计方法，其中，包括如下步骤：

步骤一，将接收的中间码数据进行信道估计和干扰消除，得到所有小区干扰消除后的信道脉冲响应；

步骤二，对所述干扰消除后的信道脉冲响应进行降噪处理，得到所有小区的有效径信息；

步骤三，对所述有效径信息进行激活检测，得到所有小区的激活信道脉冲响应；

步骤四，根据所述激活信道脉冲响应计算出接收信号码功率；

步骤五，根据所述干扰消除后的信道脉冲响应和所述激活信道脉冲响应计算出干扰信号码功率；

步骤六，根据所述接收信号码功率和所述干扰信号码功率，计算出信干比的估计值。

上述的方法，其中，在所述步骤三中，所述激活检测包括：

步骤a，计算出降噪后每个小区的每个窗的窗功率值；

步骤b，检测出系统的服务小区中本用户的最大窗功率值；

步骤c，将每个小区的每个窗的窗功率值与所述最大窗功率值相比，如果比值大于或等于预定的参数，则所述窗对应的激活信道脉冲响应为所述窗的窗功率值，否则所述窗对应的激活信道脉冲响应为零。

上述的方法，其中，所述步骤四进一步包括：将所述服务小区中本用户的首选窗内的有效路径功率值相加，并根据所述首选窗的激活码道数得到所述接收信号码功率。

上述的方法，其中，在所述步骤五进一步包括：

步骤A，计算出每个小区的所述激活信道脉冲响应中非零路径的个数；

步骤B，根据所述非零路径的个数计算每个小区的噪声功率；

步骤C，将多个小区的噪声功率进行平均得到最后的平均噪声功率，并将所述平均噪声功率作为所述干扰信号码功率。

上述的方法，其中，在所述步骤C中，根据实际精度需要来选择所述多个小区的数量。

为了实现本发明的目的，本发明还提供了一种通信系统中信干比的估计装置，其中，包括：信道估计和干扰消除模块，用于：将接收的中间码数据进行信道估计和干扰消除，得到所有小区干扰消除后的信道脉冲响应；降噪处理模块，用于：对所述干扰消除后的信道脉冲响应进行降噪处理，得到所有小区的有效径信息；窗激活检测模块，用于：对所述有效径信息进行激活检测，得到所有小区的激活信道脉冲响应；接收信号码功率计算模块，用于：根据所述激活信道脉冲响应计算出接收信号码功率；干扰信号码功率计算模块，用于：根据所述干扰消除后的信道脉冲响应和所述激活信道脉冲响应计算出干扰信号码功率；信干比计算模块，用于：根据所述接收信号码功率和所述干扰信号码功率，计算出信干比的估计值。

上述的装置，其中，所述窗激活检测模块进一步用于：计算出降噪后每个小区的每个窗的窗功率值；检测出系统的服务小区中本用户的最大窗功率值；将每个小区的每个窗的窗功率值与所述最大窗功率值相比，如果比值大于或等于预定的参数，则所述窗对应的激活信道脉冲响应为所述窗的窗功率值，否则所述窗对应的激活信道脉冲响应为零。

上述的装置，其中，所述接收信号码功率计算模块进一步用于：将所述服务小区中本用户的首选窗内的有效路径功率值相加，并根据所述首选窗的激活码道数得到所述接收信号码功率。

上述的装置，其中，所述干扰信号码功率计算模块进一步用于：计算出每个小区的所述激活信道脉冲响应中非零路径的个数；根据所述非零路径的个数计算每个小区的噪声功率；将多个小区的噪声功率进行平均得到最后的平均噪声功率，并将所述平均噪声功率作为所述干扰信号码功率。

上述的装置，其中，所述干扰信号码功率计算模块还用于：根据实际精度需要来选择所述多个小区的数量。

上述的装置，其中，所述通信系统为时分同步码分多址系统。

本发明的技术效果在于：

1)本发明利用窗激活检测得到的多小区激活后的信道脉冲响应来计算接收信号码功率和干扰信号码功率，因为进行了窗激活检测，所以得到的接收信号码功率和干扰信号码功率都更为准确，所以得到的信干比也更为准确，进而，利用准确的信干比能提高闭环功率的控制效果和提高信道质量指示的准确性。

2)本发明在计算干扰信号码功率过程中，将多个小区的噪声功率进行平均，并根据实际精度需要来选择需要进行平均的小区的数量，既能得到较为准确的平均噪声功率，又能根据需要调整精度和计算量。

附图说明

图1本发明信干噪比估计的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。

本发明方法是利用干扰消除后的多小区信道估计结果，首先经过降噪处理得到多小区有效径的信息，然后经过窗激活检测得到多小区激活后的信道脉冲响应，其次通过服务小区激活后的信道脉冲响应得到接收信号码功率，再利用多小区激活后的信道估计结果和多小区干扰消除后的信道估计结果，得到干扰信号码功率(Interference)，最后将RSCP与Interference相比可得到信干比估计值SIR。

本发明以在时分同步码分多址(TD-SCDMA)系统中的应用为例。

图1是根据本发明在TD-SCDMA系统中进行SIR估计的流程示意图。实施例中具体的操作步骤如下：

首先，将接收的中间码数据送入到信道估计和干扰消除模块101中。假设N为同频小区个数(包含服务小区)，服务小区为cell_1。该模块首先通过接收的中间码与对应的Midamble(中间码训练序列)进行循环相关，得到每个小区的初始信道估计值，然后通过干扰消除，得到每个小区干扰消除后的信道估计值(h_{cell_1}，h_{cell_2}...，h_{cell_N})。由于信道估计和干扰消除在移动通信系统的广泛应用，本领域内的相关技术人员对其相关的算法和实现都非常熟悉，因此这里不再赘述。

其次，将所有小区干扰消除后的信道估计结果送入到降噪处理模块102中。该模块根据路径选择门限，确定有效径，输出所有小区降噪后的信道脉冲响应(

)。路径选择门限的确定在目前移动通信系统中有很多种方法，这里不再赘述。路径功率值高于路径选择门限的，均选为有效径，反之则为噪声路径。

接着，将降噪后所有小区的信道脉冲响应输入到窗激活检测模块103中，该模块根据窗激活门限检测出所有小区被激活的信道脉冲响应

首先计算出降噪后每个小区对应的每个窗功率值，即：

$P_{n,m}=\underset{i=1}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}{\left|{\stackrel{\‾}{h}}_{\mathrm{cell}\_n}\left(i\right)\right|}^2,$ m＝1，…，M；n＝1，…N.

其中，P_n，m代表第n个小区第m个窗的窗功率值，L代表窗长，N代表同频小区的个数，M代表小区中窗的个数。

检测出服务小区cell_1中本用户最大的窗功率值，方法如下：

然后通过下列判定准则检测出激活的信道脉冲响应：

m＝1，...，M；n＝1，…，N

其中参数β由系统设定。

接着，将降噪和窗激活检测后的信道估计结果

中本用户的信道估计结果

送入到接收信号码功率计算模块104中。该模块将服务小区首选窗(信道估计窗宽度以16为例)内的有效路径功率值相加，并根据首选窗激活码道数得到接收信道码功率。接收信号码功率可用下列公式表示：

$\mathrm{RSCP}=\frac{1}{K}\underset{i=1}{\overset{16}{\mathrm{\Σ}}}{\left|{\widetilde{\stackrel{\‾}{h}}}_{\mathrm{cell}\_1}^{\mathrm{local}}\left(i\right)\right|}^2$

其中，K表示首选窗对应的激活码道数。

接着，将干扰消除后的信道估计值(h_{cell_1}，h_{cell_2}...，h_{cell_N})和经过窗激活检测后的信道估计值送入到噪声估计模块105中。该模块首先计算出每个小区中非零路径的个数N_path，n，然后计算每个小区的噪声功率，最后将每个小区的噪声功率进行平均输出最后的噪声功率值。每个小区噪声功率计算公式如下：

$P_{\mathrm{noise},n}=(\underset{i=1}{\overset{128}{\mathrm{\Σ}}}{\left|\right|h_{\mathrm{cell}\_n}^i\left|\right|}^2-\underset{i=1}{\overset{128}{\mathrm{\Σ}}}{\left|\right|{\widetilde{\stackrel{\‾}{h}}}_{\mathrm{cell}\_n}^i\left|\right|}^2)\×128/(128-N_{\mathrm{path},n}),$ n＝1，…，N

然后将多个小区的噪声功率进行平均得到最后的平均噪声功率值，计算公式如下：

${\stackrel{\‾}{P}}_{\mathrm{noise}}=\frac{1}{N}\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{P}_{\mathrm{noise},n}$

最后，将计算出的RSCP值和

送入到SIR估计模块106中，该模块将RSCP值与

相比，得到SIR的估计值。

由上可知，本发明能带来以下技术效果：

1)本发明利用窗激活检测得到的多小区激活后的信道脉冲响应来计算接收信号码功率和干扰信号码功率，因为进行了窗激活检测，所以得到的接收信号码功率和干扰信号码功率都更为准确，所以得到的信干比也更为准确，进而，利用准确的信干比能提高闭环功率的控制效果和提高信道质量指示的准确性。

2)本发明在计算干扰信号码功率过程中，将多个小区的噪声功率进行平均，并根据实际精度需要来选择需要进行平均的小区的数量，既能得到较为准确的平均噪声功率，又能根据需要调整精度和计算量。

以上，本发明仅是以TD-SCDMA系统为例，但并不局限于此，本发明也可以用于其他无线通信系统领域中的同步问题。

本领域普通技术人员可在本发明的精神及观点内对本发明进行多种不同的修改。凡依本发明权利要求书范围所作的同等的变化及修饰，皆为本发明所保护的范围。

Claims (7)

1.一种通信系统中信干比的估计方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，将接收的中间码数据进行信道估计和干扰消除，得到所有小区干扰消除后的信道脉冲响应；

步骤二，对所述干扰消除后的信道脉冲响应进行降噪处理，得到所有小区的有效径信息；

步骤三，对所述有效径信息进行激活检测，得到所有小区的激活信道脉冲响应；在所述步骤三中，所述激活检测包括：步骤a，计算出降噪后每个小区的每个窗的窗功率值；步骤b，检测出系统的服务小区中本用户的最大窗功率值；步骤c，将每个小区的每个窗的窗功率值与所述最大窗功率值相比，如果比值大于或等于预定的参数，则所述窗对应的激活信道脉冲响应为所述窗的窗功率值，否则所述窗对应的激活信道脉冲响应为零；

步骤四，根据所述激活信道脉冲响应计算出接收信号码功率；所述步骤四进一步包括：将所述服务小区中本用户的首选窗内的有效路径功率值相加，并根据所述首选窗的激活码道数得到所述接收信号码功率；

步骤五，根据所述干扰消除后的信道脉冲响应和所述激活信道脉冲响应计算出干扰信号码功率；

步骤六，根据所述接收信号码功率和所述干扰信号码功率，计算出信干比的估计值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤五进一步包括：

步骤A，计算出每个小区的所述激活信道脉冲响应中非零路径的个数；

步骤B，根据所述非零路径的个数计算每个小区的噪声功率；

步骤C，将多个小区的噪声功率进行平均得到最后的平均噪声功率，并将所述平均噪声功率作为所述干扰信号码功率。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述步骤C中，根据实际精度需要来选择所述多个小区的数量。

4.一种通信系统中信干比的估计装置，其特征在于，包括：

信道估计和干扰消除模块，用于：将接收的中间码数据进行信道估计和干扰消除，得到所有小区干扰消除后的信道脉冲响应；

降噪处理模块，用于；对所述干扰消除后的信道脉冲响应进行降噪处理，得到所有小区的有效径信息；

窗激活检测模块，用于：对所述有效径信息进行激活检测，得到所有小区的激活信道脉冲响应；所述窗激活检测模块进一步用于：计算出降噪后每个小区的每个窗的窗功率值；检测出系统的服务小区中本用户的最大窗功率值；将每个小区的每个窗的窗功率值与所述最大窗功率值相比，如果比值大于或等于预定的参数，则所述窗对应的激活信道脉冲响应为所述窗的窗功率值，否则所述窗对应的激活信道脉冲响应为零；

接收信号码功率计算模块，用于：根据所述激活信道脉冲响应计算出接收信号码功率；所述接收信号码功率计算模块进一步用于：将所述服务小区中本用户的首选窗内的有效路径功率值相加，并根据所述首选窗的激活码道数得到所述接收信号码功率；

干扰信号码功率计算模块，用于：根据所述干扰消除后的信道脉冲响应和所述激活信道脉冲响应计算出干扰信号码功率；

信干比计算模块，用于：根据所述接收信号码功率和所述干扰信号码功率，计算出信干比的估计值。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述干扰信号码功率计算模块进一步用于：计算出每个小区的所述激活信道脉冲响应中非零路径的个数；根据所述非零路径的个数计算每个小区的噪声功率；将多个小区的噪声功率进行平均得到最后的平均噪声功率，并将所述平均噪声功率作为所述干扰信号码功率。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述干扰信号码功率计算模块还用于：根据实际精度需要来选择所述多个小区的数量。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述通信系统为时分同步码分多址系统。

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