CN101635598B - 一种估计噪声功率的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种估计噪声功率的方法和装置，其中，方法包括：确定当前用户的时频单元的每个导频点的信道估计值；根据事先确定的时频域均衡颗粒度，将当前用户的所有时频单元划分为N_tf个时频均衡相关块；所述时频均衡相关块内各导频点间的信道强相关；利用每个时频均衡相关块内的各导频点信道估计值，计算每个时频均衡相关块的归一化噪声功率；利用所述每个时频均衡相关块的归一化噪声功率，计算当前用户的时频均衡相关块的平均噪声功率；对所述当前用户的时频均衡相关块的平均噪声功率进行去归一化处理，得到当前用户的噪声功率。本发明具有计算复杂度小、估计精度较好的优点。

Description

一种估计噪声功率的方法和装置

技术领域

本发明涉及移动通信系统中的功率测量技术，特别是涉及一种正交频分复用(OFDM)系统中估计噪声功率的方法和装置。

背景技术

OFDM系统中信道估计(线性最小均方误差信道估计LMMSE)、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重要问题。

常用的估计噪声功率的方法有如下几种：

1)变换域方法：

该方法沿用了TD-SCDMA系统对噪声估计的思路，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。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。

由于变换域方法需要进行逆傅利叶/傅利叶(IDFT/DFT)变换，因此该算法复杂度较高，不便于实时实现；另一方面，由于对信道冲击响应在时域进行加窗，所以存在吉布斯(Gibbs)现象，即多径信号的能量会泄露到窗之外，因此，在高信噪比的应用环境下该算法有较高的误差平台(error floor)。

2)利用循环前缀(CP)来估计噪声功率

该算法是针对有CP的OFDM系统，其思想是利用CP内的采样点和OFDM符号内最后CP长度个采样点相同的特点，对噪声进行估计。由于CP和OFDM符号内对应的采样点的值相同，因此，二者相减之后可以获取噪声的信息，对二者的差值进行处理即可得到噪声的功率。

在多径扩展比较大的信道条件下，由于可用CP样点数很少，因此该算法的估计精度会大大降低。

3)空窗法

在未使用的空子载波上，由于没有发送数据，接收到的信号是热噪声和干扰共同作用的结果，所以可以用来测量噪声。

由于白噪声变换到频域后仍然为白噪声，根据白噪声的这个性质，我们可以在特定的空子载波上不发送数据，统计接收信号在这些子载波上的功率值，就可以估计出噪声功率。

由于空窗法的实现前提是存在空子载波，而在实际系统中并不是所有场景下都有空子载波，因此，在频域资源有限时要求有空子载波来支持噪声估计是很难实现的。

由此可见，现有估计噪声功率的方法存在计算复杂度高、估计精度受多径影响、对频域资源要求高等不同缺点。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种估计噪声功率的方法和装置，在具有较好的估计精度的同时，也具有计算复杂度小，不依赖于多径干扰或频域资源的分配，在多径干扰严重或频域资源有限的情况下也能保证较高的估计精度的优点。

为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：

一种估计噪声功率的方法，包括以下步骤：

a、确定当前用户的所有时频单元的每个导频点的信道估计值；根据事先确定的时频域均衡颗粒度，将当前用户的所有时频单元划分为N_tf个时频均衡相关块；所述时频均衡相关块内各导频点间的信道强相关，N_tf为大于1的整数；

b、利用每个时频均衡相关块内的各导频点信道估计值，计算每个时频均衡相关块的归一化噪声功率；

c、利用所述每个时频均衡相关块的归一化噪声功率，计算当前用户的所有时频均衡相关块的平均噪声功率；

d、对所述当前用户的所有时频均衡相关块的平均噪声功率进行去归一化处理，得到当前用户的噪声功率。

较佳地，所述步骤a之前进一步包括：根据应用场景确定所述时频域均衡颗粒度，所述时频域均衡颗粒度包括频域均衡颗粒度g_f和时域均衡颗粒度g_t，其中，1≤g_f≤m_f，1≤g_t≤m_t，m_f为系统的相干带宽内在频域上包含的导频子载波数量，m_t为系统的相干时间内在时域上包含的导频符号数量。

较佳地，所述根据应用场景确定所述时频域均衡颗粒度为：

当应用场景中终端移动速度小于等于30km/h、信道时延小于等于2.5us时，g_f＝2，g_t＝4；

当应用场景中终端移动速度大于30km/h、信道时延小于等于2.5us时，g_f＝2，g_t＝2；

当应用场景中终端移动速度小于等于30km/h、信道时延大于2.5us时，g_f＝1，g_t＝4；

当应用场景中终端移动速度大于30km/h、信道时延大于2.5us时，g_f＝1，g_t＝2。

较佳地，步骤a中所述N_tf个时频均衡相关块根据公式 $N_{\mathrm{tf}}=\frac{2I\·L}{g_f{\·g}_t}$ 进行划分，其中，I为当前用户占有的时频单元数量，L为当前用户在每个时频单元的时域占有的导频符号个数，g_f为所述时频域均衡颗粒度中的频域均衡颗粒度，g_t为所述时频域均衡颗粒度中的时域均衡颗粒度。

较佳地，步骤a中利用迫零LS算法确定所述每个导频点信道估计值其中，i为时频单元编号，1≤i≤I，I为当前用户占有的时频单元数量，k为每个导频点的导频子载波在所述导频点的导频符号上的编号，l为每个导频点的导频符号在时频单元内的编号。

较佳地，步骤b为利用每个时频均衡相关块内的各导频点信道估计值

根据 $p_n=\frac{1}{N_p}\·\mathrm{\Σ}{\left|\right|{\hat{H}}_{i,k,l}-{\stackrel{\‾}{\hat{H}}}_n\left|\right|}^2$ 计算每个时频均衡相关块的归一化噪声功率P_n；其中，n为均衡相关块编号，1≤n≤N_tf， ${\stackrel{\‾}{\hat{H}}}_n=\frac{1}{N_p}\mathrm{\Σ}{\hat{H}}_{i,k,l}$ ，N_p＝g_f·g_t为每个均衡相关块中的导频点数，i为每个时频均衡相关块所涉及的时频单元，k的取值范围为每个时频均衡相关块所包含的所有导频点所确定的导频子载波编号的集合，l的取值范围为每个时频均衡相关块所包含的所有导频点所确定的导频符号编号的集合。

较佳地，步骤c为：

利用所述P_n，根据 ${\stackrel{\‾}{P}}_n=\frac{1}{N_{\mathrm{tf}}}\·\mathrm{\Σ}{\left|\right|P_n\left|\right|}^2$ 计算当前用户的所有均衡相关块的平均噪声功率P_n。

本发明所提供的估计噪声功率的装置，包括：

信道估计单元，用于确定每个导频点的信道估计值；

分块单元，用于根据事先确定的时频域均衡颗粒度，将当前用户的所有时频单元划分为N_tf个时频均衡相关块；所述时频均衡相关块内每个导频点的信道强相关，N_tf为大于1的整数；

功率确定单元，利用每个时频均衡相关块内的各导频点信道估计值，计算每个时频均衡相关块的归一化噪声功率；利用所述每个时频均衡相关块的归一化噪声功率，计算当前用户的时频均衡相关块的平均噪声功率；对所述当前用户的时频均衡相关块的平均噪声功率进行去归一化处理，得到当前用户的噪声功率。

较佳地，所述装置进一步包括：

均衡颗粒度确定单元，用于根据应用场景确定所述时频域均衡颗粒度。

综上所述，本发明提出一种估计噪声功率的技术方案，通过首先在用户的时频均衡相关块内，利用各导频点间具有信道强相关的特性，计算出各时频均衡相关块的噪声功率，进而获得该用户的时频均衡相关块的平均噪声功率，对该平均噪声功率进行归一化处理后即可获得该用户的噪声功率。通过采用上述方案，本发明具有计算复杂度小、估计精度较好的优点，尤其是可以有效的避免对多径干扰或频域资源分配的依赖，从而于在多径干扰严重或频域资源有限的情况下也能保证较高的估计精度。

附图说明

图1为一个时频单元上的公共导频示意图；

图2为频域子载波间的相关特性示意图；

图3为时域符号间的相关特性示意图；

图4为本发明方法的示例性流程图；

图5为本发明实施例一中方法的示例性流程图；

图6为本发明实施例一中时频均衡颗粒度选择方案一的示意图；

图7为本发明实施例一中时频均衡颗粒度选择方案二的示意图；

图8为本发明实施例一中时频均衡颗粒度选择方案三的示意图；

图9为本发明实施例一中时频均衡颗粒度选择方案四的示意图；

图10为本发明实施例一中装置的示例性结构图；

图11～图12为场景1下本发明与现有技术方案的仿真结果对比图；

图13～图14为场景2下本发明与现有技术方案的仿真结果对比图；

图15～图16为场景3下本发明与现有技术方案的仿真结果对比图；

图17～图18为场景4下本发明与现有技术方案的仿真结果对比图。

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作进一步地详细描述。

本发明的主要思想是：利用系统中的导频获得频域信道估计值，根据在一定时频域范围内信道具有较强的相关性，对信道估计值进行时频域均衡，从而获得噪声功率。

为了清楚地阐述本发明，这里首先以基于TS36.211规范的长期演进(LTE)系统为例对本发明的基本原理进行详细说明。

在规范TS36.211中，LTE系统中一个用户获得的时频资源是由多个时频单元构成，一个时频单元由多个元素构成，其中数据子载波和公共导频载波的结构是固定的，以下行公共导频图样为例(参见图1所示)一个时频单元在频域上有12个元素(即12个子载波)，在时域上有14个元素(即14个符号)，其中R_k，l(1≤k≤2，1≤l≤4)为天线端口0的导频点位置，每个导频符号上有两个导频子载波。假设一个用户分配到I个时频单元，则用于噪声功率测量的时频单元也就有I个，用户的第i个时频单元的第l个导频符号上的第k个导频子载波上的接收端导频点的数值r_i，k，l可以用公式(1)表示：

r_i，k，l＝H_i，k，l·s_i，k，l+n_i，k，l    (1≤i≤I，1≤k≤2，1≤l≤4)    (1)

其中，s_i，k，l为每个导频点上发送的信号，H_i，k，l每个导频点上理想的频域信道响应，i为用户的时频单元编号，1≤i≤I，l为每个导频点的导频符号在时频单元内的编号，1≤l≤4，k为每个导频点的导频子载波在该导频点的导频符号上的编号，1≤k≤2，n_i，k，l为每个导频点的噪声，n_i，k，l服从均值为零的高斯分布。

在LTE系统中，公共导频符号的数值r_i，k，l在接收端是已知的，因此利用公式(2)可以获得每个导频点的信道估计值

${\hat{H}}_{i,k,l}=\frac{r_{i,k,l}}{s_{i,k,l}}=H_{i,k,l}+\frac{n_{i,k,l}}{s_{i,k,l}}---\left(2\right)$

假设发送导频信号功率经过归一化，则可以将公式(2)中的H_i，k，l看做导频点信号，

为噪声，

为接收总功率，|H_i，k，l|²为信号功率，

为噪声功率，同时，可以获知分布同样具有零均值高斯分布的特性，设

为w_i，k，l则有： $E\left(w_{i,k,l}\right)=E({\hat{H}}_{i,k,l}-H_{i,k,l})=0$ 即：

$E\left({\hat{H}}_{i,k,l}\right)=E\left(H_{i,k,l}\right)---\left(3\right)$

根据公式(2)有：

${\left|w_{i,k,l}\right|}^2={|{\hat{H}}_{i,k,l}-H_{i,k,l}|}^2---\left(4\right)$

根据信道的相关特性，在一定的相干时间和相干带宽范围内，信道是强相关的，可以近似地认为该范围内理想的信道响应是相同的，即H_i，k，l≈EH_i，k，l，且该范围内噪声也具有零均值高斯分布的统计特征，基于此，可以对信道估计值进行时频域均衡，根据公式(3)得到公式(5)：

$H_{i,k,l}=E\left({\hat{H}}_{i,k,l}\right)---\left(5\right)$

其中，1≤k≤g_f，1≤l≤g_t，g_f表示该信道强相关范围内在频域上包含的导频子载波数量，g_t表示该信道强相关范围内在时域上包含的导频符号数量。

根据公式(4)和(5)可以得到在信道强相关范围内的每个导频点的噪声功率P_i，k，l：

$P_{i,k,l}={\left|w_{i,k,l}\right|}^2={|{\hat{H}}_{i,k,l}-H_{i,k,l}|}^2={|{\hat{H}}_{i,k,l}-E\left({\hat{H}}_{i,k,l}\right)|}^2---\left(6\right)$

这样，在根据公式(6)得到信道强相关范围内的每个导频点的噪声功率值P_i，k，l的基础上，即可求出该信道强相关范围内的平均噪声功率，相应地，按照上述方法求出当前用户的每个信道强相关范围内的平均噪声功率后，即可求出当前用户的平均噪声功率。

通过以上分析，可以看出，基于上述理论测量噪声功率的前提是：能够准确地确定出信道强相关范围，从而可以利用该范围里信道响应近似不变的特性和噪声具有零均值高斯分布的特征，根据公式(6)计算出每个导频点的噪声功率。为了确保上述前提的存在，所述用于确定信道强相关范围的g_f和g_t必须满足下述条件：

1≤g_f≤m_f，1≤g_t≤m_t

其中，m_f为系统的相干带宽内在频域上包含的导频子载波数量，m_t为系统的相干带宽内在时域上包含的导频符号数量。系统的相干时间和相干带宽分别与应用场景中多普勒频移和信道时延扩展有关，图2和图3分别通过仿真分析了信道的时频相干特性，其中，图2反映了频域相邻的12个子载波之间的相关特性，横坐标表示一个时频单元内子载波序号，纵坐标表示12个子载波与子载波1的归一化相关系数；可以看出频域相关特性与信道时延有关，在信道最大时延为0.4us时频域12个相邻子载波间相关特性很强，而在信道最大时延为5us时，频域相关系数会随着载波间间隔变大而变小，不过相邻的6个子载波仍然具有很强的相关性，相关系数大于0.9。图5反映了符号间的相关特性(假定载波频率为2.0GHz)，横坐标表示一个时频单元内符号序号，纵坐标表示14个符号与符号1的归一化相关系数，可以看出信道时间相关特性与终端移动速度有关，低速时符号间相关特性很强，高速移动时(速度为120km/h)时域相关系数会随着符号间间隔变大而变小，不过相邻的7个符号仍然有强的相关性，相关系数大于0.9。具体如何根据应用场景确定g_f和g_t，将在后文的实施例中详细说明。

图4为本发明方法的示例性流程图，如图4所示，本发明方法主要包括：

步骤401、确定当前用户的所有时频单元的每个导频点的信道估计值；根据事先确定的时频域均衡颗粒度，将当前用户的所有时频单元划分为N_tf个时频均衡相关块；所述时频均衡相关块内每个导频点间的信道强相关，N_tf为大于1的整数。

本步骤中，所述导频点为当前用户所使用的所有时频单元所包含的导频点。

这里，所述根据事先确定的时频域均衡颗粒度，将当前用户的所有时频单元划分为N_tf个时频均衡相关块，也就是，按照导频点间的相关性对当前用户的所有时频单元所包含的导频点进行划分，使每个时频均衡相关块所包含的导频点间的具有信道强相关的特性，这样就可以利用信道强相关范围内信道响应近似不变的特性和噪声具有零均值高斯分布的特征，来计算出每个导频点的噪声功率。

具体确定时频均衡相关块的大小，是通过所述时频域均衡颗粒度来确定的。在实际应用中，由于不同的应用场景所确定的信道强相关范围不同，本步骤中得到的各时频均衡相关块所涉及的时频单元数量也不同：一种情况是当信道时频相关性很强时(如某些室内场景中)，信道强相关范围内可能包含多个时频单元，在这种情况下，一个时频均衡相关块可以包含多个时频单元，也可以包括于一个时频单元中，只要时频均衡相关块内各导频点间的信道强相关即可；另一种情况是，信道强相关范围仅局限在一个时频单元内，在这种情况下，一个时频单元内包括一个或多个时频均衡相关块。上述两种情况中，第一种情况很少见，且将多个时频单元联合起来进行时频域均衡的效果不理想；而第二种情况则更为常见，且具有较好的时频域均衡效果，因此，本发明的较佳实施例中将采用在一个时频单元内划分时频均衡相关块的方法实现时频均衡。

步骤402、利用每个时频均衡相关块内的各导频点信道估计值，计算出每个时频均衡相关块的归一化噪声功率。

步骤403、利用所述每个时频均衡相关块的归一化噪声功率，计算出当前用户的所有时频均衡相关块的平均噪声功率。

本步骤中，所述当前用户的时频均衡相关块的平均噪声功率为当前用户的所有时频均衡相关块的归一化噪声功率的均值。

步骤404、对所述当前用户的所有时频均衡相关块的平均噪声功率进行去归一化处理，得到当前用户的噪声功率。

图5本发明方法的较佳实施例一的流程图。如图5所示，实施例一包括：

步骤501、获取当前用户的所有时频单元的每个导频点的接收信号r_i，k，l，利用迫零算法(LS)确定每个导频点的信道估计值

本步骤的具体实现方法为本领域人员所公知，此处不再赘述。

步骤502、根据事先确定的时频域均衡颗粒度，将当前用户的所有时频单元划分为N_tf个时频均衡相关块；所述时频均衡相关块内各个导频点间的信道强相关，N_tf为大于1的整数。

这里，所述时频域均衡颗粒度包括频域均衡颗粒度g_f和时域均衡颗粒度g_t，所述频域均衡颗粒度为每个时频均衡相关块内在时域上包含的导频符号数量，所述时域均衡颗粒度为每个时频均衡相关块内在频域上包含的导频子载波数量，本实施例中，以在一个时频单元内划分时频均衡相关块为例，举例说明如何根据应用场景确定所述时频域均衡颗粒度的方法，此时g_f和g_t应满足如下条件：1≤g_f≤min{2，m_f}，1≤g_t≤min{4，m_t}，具体方法为：

当应用场景中终端移动速度小于等于30km/h、信道时延小于等于2.5us时，如图6所示，将一个时频单元作为一个时频均衡相关块。这样，时频均衡相关块内的频域均衡颗粒度g_f为2、时域均衡颗粒度g_t为4。从图6可以看出导频点频域最大间隔为9个子载波(R_1，1和R_2，2的频域间距)、时域导频符号间最大间隔为11列符号(R_1，1和R_1，4的时域间距)。这种方案主要针对低速小时延的室内场景。这里需要说明的是，在室内场景下终端移动速度通常在3km/h左右、最大时延为0.41us时，信道时频相关性会很强，此时，时频均衡颗粒度可以比较大，也可以考虑将多个时频单元联合起来进行时频域均衡。

当应用场景中终端移动速度大于30km/h、信道时延小于等于2.5us时，如图7所示，将一个时频单元在时域划分为2个时频均衡相关块，这样，时频均衡相关块内频域均衡颗粒度g_f为2、时域均衡颗粒度g_t为2。从图7中可以看出时频均衡相关块内导频点频域最大间隔为9个子载波(R_1，1和R_2，2的频域间距)、时域导频符号间最大间隔为4列符号(R_1，1和R_1，2的时域间距)；这种方案主要针对高速小时延的室外车速场景，通常车速为30km/h左右，信道最大时延为2.50us，此时信道频域有很强的相关性，但是时域相关性相对弱一些，因此时间间隔应该取小一些。

当应用场景中终端移动速度小于等于30km/h、信道时延大于2.5us时，如图8所示，将一个时频单元在频域划分为2个时频均衡相关块，这样时频均衡相关块内频域均衡颗粒度g_f为1、时域均衡颗粒度g_t为4。从图8可以看出，时频均衡相关块内导频点频域最大间隔为3个子载波(R_1，1和R_1，2的频域间距)、时域导频符号间最大间隔为11列符号(R_1，1和R_1，4的时域间距)；这种方案主要针对低速大时延的场景，通常，终端移动速度在3km/h左右，最大信道时延为5us，此时信道时域有很强的相关性但是频域相关性较弱，因此频域间隔应该取小一些。

当应用场景中终端移动速度大于30km/h、信道时延大于2.5us时，如图9所示，将一个时频单元在时频域划分为4个时频均衡相关块，这样时频均衡相关块内频域均衡颗粒度g_f为1、时域均衡颗粒度g_t为2，从图9可以看出时频均衡相关块内导频点频域最大间隔为3个子载波(R_1，1和R_1，2的频域间距)、时域导频符号间最大间隔为4列符号(R_1，1和R_1，2的时域间距)；这种方案主要针对高速大衰落的场景：终端移动速度在120km/h左右，最大信道时延为5us。

这里，所述N_tf个时频均衡相关块根据公式 $N_{\mathrm{tf}}=\frac{2I\·L}{g_f\·g_t}$ 进行划分，其中，I为当前用户占有的时频单元数量，L为当前用户在每个时频单元的时域占有的导频符号个数。

步骤503、利用每个时频均衡相关块内的各导频点信道估计值

根据公式 $p_n=\frac{1}{N_p}\·\mathrm{\Σ}{\left|\right|{\hat{H}}_{i,k,l}-{\stackrel{\‾}{\hat{H}}}_n\left|\right|}^2$ ，计算出当前用户的每个时频均衡相关块的归一化噪声功率P_n；

其中，n为均衡相关块编号，1≤n≤N_tf， ${\stackrel{\‾}{\hat{H}}}_n=\frac{1}{N_p}\mathrm{\Σ}{\hat{H}}_{i,k,l}$ ，N_p＝g_f·g_t为每个均衡相关块中的导频点数，i为每个时频均衡相关块所涉及的时频单元，k的取值范围为每个时频均衡相关块所包含的所有导频点所确定的导频子载波编号的集合，l的取值范围为每个时频均衡相关块所包含的所有导频点所确定的导频符号编号的集合。

步骤504、利用P_n，根据 ${\stackrel{\‾}{P}}_n=\frac{1}{N_{\mathrm{tf}}}\·\mathrm{\Σ}{\left|\right|P_n\left|\right|}^2$ 计算当前用户的所有均衡相关块的平均噪声功率P_n。

步骤505、根据公式P_noise＝P_n·P_s，对P_n进行去归一化处理，得到当前用户的噪声功率P_noise。

上述方案中，步骤501、502实现了本发明步骤401；步骤503实现了本发明步骤402；步骤504实现了本发明步骤403；步骤505实现了本发明步骤404。以上对本发明实施例中估计噪声功率的方法进行了详细描述，下面再对本发明实施例中的装置进行详细描述。

图10为本发明实施例中估计噪声功率的装置的结构示意图。如图10所示，该装置主要包括：

101、信道估计单元，用于确定当前用户的时频单元的每个导频点的信道估计值；

102、分块单元，用于根据事先确定的时频域均衡颗粒度，将当前用户的所有时频单元划分为N_tf个时频均衡相关块；所述时频均衡相关块内每个导频点的信道强相关，N_tf为大于1的整数；

103、功率确定单元，利用每个时频均衡相关块内的各导频点信道估计值，计算每个时频均衡相关块的归一化噪声功率；利用所述每个时频均衡相关块的归一化噪声功率，计算当前用户的所有时频均衡相关块的平均噪声功率；对所述当前用户的所有时频均衡相关块的平均噪声功率进行去归一化处理，得到当前用户的噪声功率。

本实施例中，还进一步包括：

104、均衡颗粒度确定单元，用于根据应用场景确定所述时频域均衡颗粒度。

图10中所示的各组成单元的具体操作过程可与图5所示各步骤中的具体操作过程一致，此处不再一一赘述。

本发明通过上述技术方案，利用对导频信号的信道响应进行时频域均衡处理，实现了对噪声功率的估计，同时，具有较好的噪声估计精度。下面通过本发明和现有的几种典型噪声功率估计方法在不同信道应用场景下的仿真对比结果(参见图11～18)，对本发明的技术效果进一步说明。

仿真是基于下行共享物理信道进行的，用户带宽为5M。

进行仿真对比的现有噪声估计方法有：空载波法(设定中央载频附近6个载波为空载波)、循环前缀法(利用循环前缀来估计噪声功率，这里为了减少复杂度假设利用所有循环前缀样点数)和变换域的方法。

这里，针对每种应用场景，分别给了两种不同对比参量的仿真结果对比图：一种对比参量是计算出的噪声功率，该噪声功率以dB形式表示；另一种对比参量是所计算出的噪声功率与理想噪声功率的均方误差。上述两述对比参量在其相应的仿真图中均以纵坐标的形式体现，各仿真图的横坐标上为信号噪声功率比，这里，信号功率经过归一化，因此噪声功率以dB形式表示。

仿真的信道应用场景包含了实施例一中用于确定时频域均衡颗粒度的四种应用场景，具体为：1.高斯白噪场景、2.小时延步行场景(终端移动速度为3km/h)、3.大时延低速场景(终端移动速度为30km/h)、4.大时延高速场景(终端移动速度为120km/h)。其中，图11～图12为场景1下的仿真结果对比图；图13～图14为场景2下的仿真结果对比图；图15～图16为场景3下的仿真结果对比图；图17～图18为场景4下的仿真结果对比图。

从上述仿真结果对比图中，可以看出：在上述各种场景下，本发明所提出的噪声估计方法均能获得较高的估计精度。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种估计噪声功率的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

a、确定当前用户的时频单元的每个导频点的信道估计值；根据事先确定的时频域均衡颗粒度，将当前用户的所有时频单元划分为N_tf个时频均衡相关块；所述时频均衡相关块内各导频点间的信道强相关，所述时频域均衡颗粒度包括频域均衡颗粒度g_f和时域均衡颗粒度g_t，其中，1≤g_f≤m_f，1≤g_t≤m_t，m_f为系统的相干带宽内在频域上包含的导频子载波数量，m_t为系统的相干时间内在时域上包含的导频符号数量；

b、利用每个时频均衡相关块内的各导频点信道估计值，计算每个时频均衡相关块的归一化噪声功率；

c、利用所述每个时频均衡相关块的归一化噪声功率，计算当前用户的时频均衡相关块的平均噪声功率；

d、对所述当前用户的时频均衡相关块的平均噪声功率进行去归一化处理，得到当前用户的噪声功率。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤a之前进一步包括：根据应用场景确定所述时频域均衡颗粒度。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据应用场景确定所述时频域均衡颗粒度为：

当应用场景中终端移动速度小于等于30km/h、信道时延小于等于2.5us时，g_t＝2，g_t＝4；

当应用场景中终端移动速度大于30km/h、信道时延小于等于2.5us时，g_f＝2，g_t＝2；

当应用场景中终端移动速度小于等于30km/h、信道时延大于2.5us时，g_f＝1，g_t＝4；

当应用场景中终端移动速度大于30km/h、信道时延大于2.5us时，g_f＝1，g_t＝2。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a中所述N_tf个时频均衡相关块根据公式

进行划分，其中，I为当前用户占有的时频单元数量，L为当前用户在每个时频单元的时域占有的导频符号个数，g_f为所述时频域均衡颗粒度中的频域均衡颗粒度，g_t为所述时频域均衡颗粒度中的时域均衡颗粒度。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a中利用迫零LS算法确定所述每个导频点信道估计值

其中，i为时频单元编号，1≤i≤I，I为当前用户占有的时频单元数量，k为每个导频点的导频子载波在所述导频点的导频符号上的编号，l为每个导频点的导频符号在时频单元内的编号。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤b为：

利用每个时频均衡相关块内的各导频点信道估计值

根据

计算每个时频均衡相关块的归一化噪声功率P_n；其中，n为均衡相关块编号，1≤n≤N_tf，

N_p＝g_f·g_t为每个均衡相关块中的导频点数，i为每个时频均衡相关块所涉及的时频单元，k的取值范围为每个时频均衡相关块所包含的所有导频点所确定的导频子载波编号的集合，l的取值范围为每个时频均衡相关块所包含的所有导频点所确定的导频符号编号的集合。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤c为：

利用所述P_n，根据

计算当前用户的均衡相关块的平均噪声功率

8.一种估计噪声功率的装置，其特征在于，该装置包括：

信道估计单元，用于确定每个导频点的信道估计值；

分块单元，用于根据事先确定的时频域均衡颗粒度，将当前用户的所有时频单元划分为N_tf个时频均衡相关块；所述时频均衡相关块内每个导频点的信道强相关，所述时频域均衡颗粒度包括频域均衡颗粒度g_f和时域均衡颗粒度g_t，其中，1≤g_f≤m_f，1≤g_t≤m_t，m_f为系统的相干带宽内在频域上包含的导频子载波数量，m_t为系统的相干时间内在时域上包含的导频符号数量；

功率确定单元，利用每个时频均衡相关块内的各导频点信道估计值，计算每个时频均衡相关块的归一化噪声功率；利用所述每个时频均衡相关块的归一化噪声功率，计算当前用户的时频均衡相关块的平均噪声功率；对所述当前用户的时频均衡相关块的平均噪声功率进行去归一化处理，得到当前用户的噪声功率。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括：

均衡颗粒度确定单元，用于根据应用场景确定所述时频域均衡颗粒度。

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