CN101640572B - 信噪比测量方法和装置以及通信设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种信噪比测量方法和装置以及通信设备。其中,该信噪比测量方法包括:通过对接收信号进行求绝对值运算,获取接收信号的绝对值运算结果;通过对绝对值运算结果进行求均值运算,获取绝对值运算结果的均值运算结果;利用均值运算结果计算接收信号的估计信噪比;以及根据接收信号的估计信噪比与实际信噪比之间的预定的近似对应关系,对接收信号的估计信噪比进行修正,以获取接收信号的修正后的估计信噪比。通过本发明,可以快速且准确地得出接收信号的信噪比。

Description

信噪比测量方法和装置以及通信设备
技术领域
本发明涉及无线通信领域,具体而言,涉及一种可以用在时分同步码分多址系统中的信噪比测量方法和装置以及通信设备。
背景技术
在时分同步码分多址(TD-SCDMA)通信系统中,功率控制是一项关键技术,功率控制的目的在于使基站相对于单个用户设备的发射功率和每个用户设备本身的发射功率在保障必要的通信质量的前提下都达到最小。这样,系统中的干扰可以被降至最低,系统的容量实现最大化,同时用户设备的待机时间得以延长。
TD-SCDMA是第三代移动通信系统标准化组织(3GPP)提出的无线传输方案。与全球移动通讯系统(GSM)和码分多址(CDMA)等第二代移动通信制式相比,TD-SCDMA具有如下优势:更大的系统容量、更优的语音质量、更高的频谱效率、更快的数据速率、更强的抗衰落能力、更好的抗多径性能(从而能够应用于更高速度的用户设备)。
由于TD-SCDMA通信系统是自干扰系统,所以降低发射功率可以提高系统容量。在TD-SCDMA通信系统中,信噪比测量装置/方法的优劣直接影响对功率控制的性能。在每个时隙中,用户设备测量信噪比(SNR)所利用的接收信号的长短,将直接影响到测量准确度与运算量。信号长,则信噪比的测量准确度高、运算时间长;信号短,则信噪比的测量准确度低、运算时间短。
由于TD-SCDMA通信系统中的功率控制是以测量得出的信噪比为基础的,所以信噪比的测量准确度和测量时间长度对功率控制的性能至关重要。如果信噪比的测量时间过长,则功率控制延时过长。在用户设备从下行信道中接收到基站发送的功率控制指令时,无线信道的条件有可能已经发生了变化。如果此时再依据接收到的功率控制指令对发射功率进行调整,非但不能改善系统性能,反而有可能导致系统性能恶化。信噪比的测量准确性更是保证功率控制良好性能的基础。如果信噪比的测量结果不准确,那么功率控制也不可能精确。
一般情况下,用户设备采用以下处理来测量信噪比(假设,接收信号y=x+n,x是接收信号中包含的有用信号,n是接收信号中包含的噪声信号):求接收信号的平均幅度AMP(AMP为|y|的均值);计算接收信号的功率Ps(Ps为接收信号的平均幅度的平方);计算接收信号的总功率Pa(Pa为|y|的平方的均值);计算接收信号中包含的噪声信号的功率Pn(Pn=Pa-Ps)以及接收信号的信噪比SNR(SNR=Ps/Pn)。这种处理的缺点是:当信噪比较低时,测得的信噪比与实际信噪比相比明显偏高。
因此,需要一种能够快速且准确测量接收信号信噪比的方法和/或装置。
发明内容
鉴于以上问题,本发明提供了一种新颖的信噪比测量方法和装置、以及一种应用了该新颖的信噪比计算方法和装置的用户设备。
根据本发明的一个实施例的信噪比测量方法包括:通过对接收信号进行求绝对值运算,获取接收信号的绝对值运算结果;通过对绝对值运算结果进行求均值运算,获取绝对值运算结果的均值运算结果;利用均值运算结果计算接收信号的估计信噪比;以及根据接收信号的估计信噪比与实际信噪比之间的预定的近似对应关系,对接收信号的估计信噪比进行修正,以获取接收信号的修正后的估计信噪比。
根据本发明的一个实施例的信噪比测量装置包括:绝对值运算单元,用于通过对接收信号进行求绝对值运算,获取接收信号的绝对值运算结果;均值运算单元,用于通过对绝对值运算结果进行求均值运算,获取绝对值运算结果的均值运算结果;信噪比计算单元,用于利用均值运算结果计算接收信号的估计信噪比;以及信噪比修正单元,用于根据接收信号的估计信噪比与实际信噪比之间的预定的近似对应关系,对接收信号的估计信噪比进行修正,以获取接收信号的修正后的估计信噪比。另外,根据本发明的一个实施例的通信设备,包括以上所述的信噪比测量装置。
通过本发明,可以快速且准确地得出接收信号的信噪比。
附图说明
从下面结合附图对本发明的具体实施方式的描述中可以更好地理解本发明,其中:
图1示出了TD-SCDMA无线通信系统的简要框图;
图2示出了图1中所示的用户设备的具体结构的简要框图;
图3示出了根据本发明一个实施例的信噪比测量装置的框图;
图4示出了根据本发明一个实施例的信噪比测量方法的流程图;
图5示出了在正交相移键控(QPSK)调制模式的接收信号的情况下,根据本发明实施例的信噪比测量方法/装置测得的信噪比与实际信噪比之差和传统的信噪比测量方法/装置测得的信噪比与实际信噪比之差的对比关系示意图;以及
图6示出了在16符号正交幅度调制(16QAM)模式的接收信号的情况下,根据本发明实施例的信噪比测量方法/装置测得的信噪比与实际信噪比之差和传统的信噪比测量方法/装置测得的信噪比与实际信噪比之差的对比关系示意图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明各个方面的特征和示例性实施例。下述以TD-SCDMA应用为例的描述涵盖了许多具体细节,以便提供对本发明的全面理解。但是,对于本领域技术人员来说显而易见的是,本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更清楚的理解。本发明绝不限于下面所提出的任何具体配置和算法,而是在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了相关元素、部件和算法的任何修改、替换和改进。
图1示出了TD-SCDMA无线通信系统的简要框图。如图1所示,该无线通信系统主要包括核心网102、无线接入网104以及用户设备106。核心网102主要处理无线通信系统内的语音呼叫、数据连接和交换、用户位置信息管理、网络特性和业务控制、信令和用户信息传输机制、及与其它网络的连接和路由等。无线接入网104提供用户设备和核心网的连接,并负责无线资源的管理和调配,包括基站和无线网络控制器两类节点。用户设备106例如可以是移动电话、个人数字助理(PDA)、或者其他具有在TD-SCDMA无线通信系统中进行通信的功能的便携式数据处理设备。
图2示出了图1所示用户设备的具体结构的简要框图。如图2所示,该用户设备主要包括:射频模块202、成形滤波器204、信道估计模块206、多径跟踪模块208、激活检测模块210、联合检测模块212、频偏估计模块214、ANR/SNR测量模块216、解映射(demapping)模块218以及解码模块220。射频模块202对所接收的模拟信号进行去载波和模-数转换处理,以将所接收的模拟信号变换为基带数字信号输入到下级。成形滤波器204,即根升余弦滤波器(SRRC)对基带数字信号进行脉冲成形。信道估计模块206对于脉冲成形后的信号中的训练码序列进行多个小区的信道估计。多径跟踪模块208利用信道估计结果,确定最佳采样点,并进行各小区的多径窗位置跟踪。激活检测模块210用于进行窗激活检测和码道激活检测。联合检测模块212对混叠在一起的各码道的数据进行一定的计算,得到每个码道上的传输符号。频偏估计模块214利用联合检测结果估计频率偏移。ANR/SNR测量模块216利用联合检测结果进行幅噪比(ANR)和信噪比(SNR)测量。解映射(demapping)模块218将联合检测模块输出的符号转换为软比特送到解码模块。解码模块220对将解映射模块输出的软比特结果进行解码,得到信息比特。
本发明主要针对ANR/SNR测量模块的改进。需要注意,虽然上面给出了如图1和图2所示的TD-SCDMA无线通信系统和用户设备的配置示例,但是能够认识到,可在其中使用本发明的通信系统和用户设备并不限于该具体示例,而是可以适合于需要进行联合检测的各种系统和设备。
图3示出了根据本发明一个实施例的信噪比测量装置(即,SNR测量模块)的框图。如图3所示,该信噪比测量装置包括绝对值运算单元302、均值运算单元304、信噪比计算单元306以及信噪比修正单元308。其中,绝对值运算单元302通过对接收信号进行求绝对值运算,获取接收信号的绝对值运算结果。均值运算单元304通过对绝对值运算结果进行求均值运算,获取绝对值运算结果的均值运算结果。信噪比计算单元306利用均值运算结果计算接收信号的估计信噪比。信噪比修正单元308根据接收信号的估计信噪比与实际信噪比之间的预定的近似对应关系,对接收信号的估计信噪比进行近似,以获取接收信号的修正后的估计信噪比。
图4示出了本发明一个实施例的信噪比测量方法的流程图。如图4所示,该信噪比测量方法包括:S402,通过对接收信号进行求绝对值运算,获取接收信号的绝对值运算结果;S404,通过对绝对值运算结果进行求均值运算,获取绝对值运算结果的均值运算结果;S406,利用均值运算结果计算接收信号的估计信噪比;以及S408,根据接收信号的估计信噪比与实际信噪比之间的预定的近似对应关系,对接收信号的估计信噪比进行修正,以获取接收信号的修正后的估计信噪比。
下面具体描述利用图4所示的方法对于QPSK调制模式的接收信号和16QAM调制模式的接收信号的SNR测量过程。
1)对于QPSK调制模式的接收信号的SNR测量过程
QPSK调制模式的接收信号可以通过等式(1)表示:
yslot,n=xslot,n+wslot,n    等式(1)
其中,yslot,n表示用户设备接收到的接收信号,xslot,n表示接收信号中包含的来自发送方的发送信号,wslot,n表示接收信号中包含的噪声信号。噪声信号xslot,n是均值为0且方差为σslot 2的服从正态分布N(0,σslot 2)的独立同分布高斯白噪声,接收信号yslot,n是均值为xslot且方差为σslot 2的服从正态分布N(xslot,σslot 2)的接收信号。
如图4所示,在步骤S402,根据等式(2)对接收信号yslot,n进行求绝对值运算,以获取接收信号的绝对值运算结果rslot,n。该步骤例如可以由绝对值运算单元302完成。
r slot , n = | y slot , n | = x slot , n + w slot , n x slot , n + w slot , n &GreaterEqual; 0 - x slot , n - w slot , n x slot , n + w slot , n < 0 等式(2)
在步骤S404,根据等式(3)~(5)对绝对值运算结果rslot,n进行求均值运算,以获取绝对值运算结果的均值运算结果。该步骤例如可以由均值运算单元304完成。
具体地,步骤S404可以包括以下处理:
首先,根据等式(3)计算绝对值运算结果rslot,n的累积分布函数F(x);
F ( x ) = P ( r slot , n < x )
= 1 2 &pi; &sigma; slot &Integral; - &infin; x - x slot e - t 2 2 &sigma; slot 2 dt - 1 2 &pi; &sigma; &Integral; - &infin; - x - x slot e - t 2 2 &sigma; slot 2 dt , x &GreaterEqual; 0 等式(3)
接着,根据等式(4),利用累积分布函数F(x)计算绝对值运算结果rslot,n的概率密度函数ρ(x);
&rho; ( x ) = ( F ( x ) ) &prime;
= 1 2 &pi; &sigma; slot e ( x - x slot ) 2 2 &sigma; slot 2 + 1 2 &pi; &sigma; slot e ( x + x slot ) 2 2 &sigma; slot 2 , x &GreaterEqual; 0 等式(4)
然后,根据等式(5),利用概率密度函数ρ(x)计算均值运算结果Erslot,n
( Er slot , n ) = &Integral; 0 + &infin; x&rho; ( x ) dx
= 2 &CenterDot; &sigma; slot 2 &pi; e ( x slot &sigma; slot ) 2 2 + 2 &CenterDot; x slot 2 &pi; &Integral; 0 x slot &sigma; slot e x 2 2 dx 等式(5)
在步骤S406,根据等式(6),利用均值运算结果Erslot,n计算接收信号的估计信噪比SNREst、和接收信号的估计信噪比SNREst与实际信噪比SNRReal之间的对应关系。该步骤例如可以由信噪比计算单元306完成。
SNR Est = Er slot , n 2 Er slot , n 2 - ( Er slot , n ) 2 - var ( x slot , n ) - 1
= SNR Real + 1 SNR Real + 1 - 2 &pi; ( e - SNR Real 2 + SNR Real &Integral; 0 SNR Real e - x 2 2 dx ) 2 - 1 等式(6)
从等式(6)可知,接收信号的估计信噪比SNREst和实际信噪比SNRReal之间是一对一的映射关系。例如,当SNREst≤20时,为了简化计算,可以将接收信号的估计信噪比SNREst与实际信噪比SNRReal之间的对应关系近似为等式(7):
SNRReal≈-2.0164+1.5122*SNREst-0.041*(SNREst)2+0.001*(SNREst)3
                                                        等式(7)
在步骤S408,根据等式(7)所示的接收信号的估计信噪比与实际信噪比之间的近似对应关系,对接收信号的估计信噪比进行修正,以得到一个近似于接收信号的实际信噪比的修正后的估计信噪比SNRCor。该步骤例如可以由信噪比修正单元308完成。
图5示出了在QPSK调制模式的接收信号的情况下,根据本发明测得的信噪比与实际信噪比之差和传统方法测得的信噪比与实际信噪比之差的对比关系示意图。如图5所示,当实际信噪比不大于20时,随着实际信噪比逐渐增大,利用本发明实施例的信噪比测量方法/装置计算出来的信噪比与实际信噪比之差变得越来越小。
另外,对于QPSK调制模式的接收信号,其平均幅度为 AMP = SNR / ( SNR + 1 ) Er slot , n 2 , 噪声功率为 NoisePow = Er slot , n 2 / ( SNR + 1 ) , 并且幅噪比为ANR=AMP/NoisePow。
2)对于16QAM调制模式的接收信号的SNR测量过程
16QAM调制模式的接收信号可以通过等式(8)表示:
yslot,n=xslot,n+wslot,n    等式(8)
其中,yslot表示用户设备接收到的接收信号,xslot表示接收信号中包含的来自发送方的发送信号,wslot表示接收信号中包含的噪声信号。发送信号等概率地取值xslot 0和xslot 1,即 P ( x slot = x slot 0 ) = P ( x slot = x slot 1 ) = 0.5 , 噪声信号是均值为0且方差为σslot 2的服从正态分布N(0,σslot 2)的独立同分布高斯白噪声,接收信号是均值为且方差为的服从正态分布 N ( x slot 0 + x slot 1 2 , &sigma; slot 2 + ( x slot 0 - x slot 1 2 ) 2 ) 的接收信号,xslot 0和xslot 1是两个不同的常数。
如图4所示,在步骤S402,根据以上的等式(2)对接收信号yslot,n进行求绝对值运算,获取接收信号的绝对值运算结果yslot,n。该步骤例如可以由绝对值运算单元302完成。
在步骤S404,根据等式(9)~(12)对绝对值运算结果yslot,n进行求均值运算,获取绝对值运算结果的均值运算结果。该步骤例如可以由均值运算单元304完成。
具体地,步骤S404可以包括以下处理:
首先,根据等式(9)计算绝对值运算结果yslot,n的累积分布函数F(x);
F ( x ) = P ( r slot , n < x )
= 1 2 2 &pi; &sigma; slot &Integral; - &infin; x - x slot 0 e - t 2 2 &sigma; slot 2 dt - 1 2 2 &pi; &sigma; &Integral; - &infin; - x - x slot 0 e - t 2 2 &sigma; slot 2 dt 等式(9)
+ 1 2 2 &pi; &sigma; slot &Integral; - &infin; x - x slot 1 e - t 2 2 &sigma; slot 2 dt - 1 2 2 &pi; &sigma; &Integral; - &infin; - x - x slot 1 e - t 2 2 &sigma; slot 2 dt
( x &GreaterEqual; 0 )
接着,根据等式(10),利用累积分布函数F(x)计算绝对值运算结果yslot,n的概率密度函数ρ(x);
&rho; ( x ) = ( F ( x ) ) &prime;
= 1 2 2 &pi; &sigma; slot e ( x - x slot 0 ) 2 2 &sigma; slot 2 + 1 2 2 &pi; &sigma; slot e ( x + x slot 0 ) 2 2 &sigma; slot 2 等式(10)
+ 1 2 2 &pi; &sigma; slot e ( x - x slot 1 ) 2 2 &sigma; slot 2 + 1 2 2 &pi; &sigma; slot e ( x + x slot 1 ) 2 2 &sigma; slot 2
( x &GreaterEqual; 0 )
然后,根据等式(11)~(12),利用概率密度函数ρ(x)计算均值运算结果Erslot,n
Er slot , n 2 = ( x slot 0 ) 2 + ( x slot 1 ) 2 2 + &sigma; slot 2 等式(11)
Er slot , n = &Integral; 0 + &infin; x&rho; ( x ) dx
= &sigma; slot 2 &pi; e - ( x slot 0 &sigma; slot ) 2 2 + x slot 0 2 &pi; &Integral; 0 x slot 0 &sigma; slot e - x 2 2 dx 等式(12)
+ &sigma; slot 2 &pi; e - ( x slot 1 &sigma; slot ) 2 2 + x slot 1 2 &pi; &Integral; 0 x slot 1 &sigma; slot e - x 2 2 dx
在步骤S406,根据等式(13)~(15),利用均值运算结果Erslot,n计算接收信号的估计信噪比SNREst、和接收信号的估计信噪比SNREst与实际信噪比SNRReal之间的对应关系。
因为 SNR = SNR 0 + SNR 1 2 , SNR 0 SNR 1 = &lambda; 0 等式(13)
所以 SNR 0 = 2 &lambda; 0 SNR &lambda; 0 + 1 , SNR 1 = 2 SNR &lambda; 0 + 1 , var ( x slot , n ) = ( &lambda; 0 - 1 &lambda; 0 + 1 ) 2 * ( Er ) 2
                              等式(14)
SNR Est = Er slot , n 2 Er slot , n 2 - ( Er slot , n ) 2 - var * ( x slot , n ) - 1
= SNR Real + 1 SNR Real + 1 - 2 ( &lambda; 0 + 1 ) ( &lambda; 0 + 1 ) 2 &CenterDot; 1 2 &pi; ( e &lambda; 0 &CenterDot; SNR Real &lambda; 0 + 1 + 2 &lambda; 0 &CenterDot; SNR Real &lambda; 0 + 1 &Integral; 0 2 &lambda; 0 &CenterDot; SNR Real &lambda; 0 + 1 e x 2 2 dx + e SNR Real &lambda; 0 + 1 + 2 SNR Real &lambda; 0 + 1 &Integral; 0 2 SNR Real &lambda; 0 + 1 e x 2 2 dx ) 2 - 1
                                 等式(15)
从等式(15)可知,接收信号的估计信噪比SNREst和实际信噪比SNRReal之间是一对一的映射关系。例如,当SNREst≤40且λ0=9时,为了简化计算,可以将接收信号的估计信噪比SNREst与实际信噪比SNRReal之间的对应关系近似为等式(16):
SNR Real &ap; - 3.745 + 0.8176 * SNR Est + 0.0179 * SNR Est 2 - 0.0003 * SNR Est 3
                                       等式(16)
在步骤S408,根据等式(16)所示的接收信号的估计信噪比与实际信噪比之间的近似对应关系,对接收信号的估计信噪比进行修正,以得到一个近似于接收信号的实际信噪比的修正后的估计信噪比SNRCor。该步骤例如可以由信噪比修正单元308完成。
图6示出了在16QAM调制模式的接收信号的情况下,根据本发明测得的信噪比与实际信噪比之差和传统方法测得的信噪比与实际信噪比之差的对比关系示意图。如图6所示,当实际信噪比不大于40时,随着实际信噪比逐渐增大,利用根据本发明实施例的信噪比测量方法/装置计算出来的信噪比与实际信噪比之差变得越来越小。
另外,对于16QAM调制模式的接收信号,其平均幅度为 AMP = 0.8 * SNR / ( SNR + 1 ) MeanPow , 噪声功率为NoisePow=MeanPow/(SNR+1),幅噪比为ANR=AMP/NoisePow。
在上述两种情况下,考虑到正常解调,接收信号的实际信噪比SNRReal不能小于1。所以给出以下的SNR下限:SNR=max(SNR,1)。
以上已经参考本发明的具体实施例来描述了本发明,但是本领域技术人员均了解,可以对这些具体实施例进行各种修改、组合和变更,而不会脱离由所附权利要求或其等同物限定的本发明的精神和范围。
根据需要可以用硬件或软件来执行步骤。注意,在不脱离本发明范围的前提下,可向本说明书中给出的流程图添加步骤、从中去除步骤或修改其中的步骤。一般来说,流程图只是用来指示用于实现功能的基本操作的一种可能的序列。
本发明的实施例可利用编程的通用数字计算机、利用专用集成电路、可编程逻辑器件、现场可编程门阵列、光的、化学的、生物的、量子的或纳米工程的系统、组件和机构来实现。一般来说,本发明的功能可由本领域已知的任何手段来实现。可以使用分布式或联网系统、组件和电路。数据的通信或传送可以是有线的、无线的或者通过任何其他手段。
还将意识到,根据特定应用的需要,附图中示出的要素中的一个或多个可以按更分离或更集成的方式来实现,或者甚至在某些情况下被去除或被停用。实现可存储在机器可读介质中的程序或代码以允许计算机执行上述任何方法,也在本发明的精神和范围之内。
此外,附图中的任何信号箭头应当被认为仅是示例性的,而不是限制性的,除非另有具体指示。另外,除非另有指明,这里使用的术语“或”一般是要指“和/或”。当术语被预见为使分离或组合的能力不清楚时,组件或者步骤的组合也将被认为是已经记载了。

Claims (13)

1.一种信噪比测量方法,包括:
通过对接收信号进行求绝对值运算,获取所述接收信号的绝对值运算结果;
通过对所述绝对值运算结果进行均值运算,获取所述绝对值运算结果的均值运算结果;
利用所述均值运算结果计算所述接收信号的估计信噪比;以及
根据所述接收信号的估计信噪比与实际信噪比之间的预定的近似对应关系,对所述接收信号的估计信噪比进行修正,以获取所述接收信号的修正后的估计信噪比,其中
根据下式对所述接收信号进行求绝对值运算:
r slot = | y slot | = x slot + w slot x slot + w slot &GreaterEqual; 0 - x slot - w slot x slot + w slot < 0
其中,yslot表示所述接收信号,yslot=xslot+wslot,xslot表示来自发送方的发送信号,wslot表示信道中产生的噪声信号,rslot表示所述接收信号的绝对值,并且所述噪声信号是均值为0且方差为的服从正态分布的独立同分布高斯白噪声;所述接收信号是均值为xslot且方差为的服从正态分布的接收信号,或者当所述发送信号等概率地取值 P ( x slot = x slot 0 ) = P ( x slot = x slot 1 ) = 0.5 , 其中是两个不同的常数时,所述接收信号是均值为且方差为的服从正态分布的接收信号;
根据下式,利用所述均值运算结果计算所述接收信号的估计信噪比SNREst
SNR Est = Er slot 2 Er slot 2 - ( Er slot ) 2 - var ( x slot ) - 1 ,
其中,var(xslot)表示xslot的方差。
2.根据权利要求1所述的信噪比测量方法,其特征在于,当所述接收信号是服从正态分布的接收信号时,对所述绝对值运算结果进行求均值运算的处理包括:
根据下式计算所述绝对值运算结果的累积分布函数F(x):
F ( x ) = P ( r slot < x ) = 1 2 &pi; &sigma; slot &Integral; - &infin; x - x slot e - t 2 2 &sigma; slot 2 dt - 1 2 &pi; &sigma; slot &Integral; - &infin; - x - x slot e - t 2 2 &sigma; slot 2 dt , x &GreaterEqual; 0 ;
利用所述累积分布函数,根据下式计算所述绝对值运算结果的概率密度函数ρ(x):
&rho; ( x ) = ( F ( x ) ) &prime; = 1 2 &pi; &sigma; slot e ( x - x slot ) 2 2 &sigma; slot 2 + 1 2 &pi; &sigma; slot e ( x + x slot ) 2 2 &sigma; slot 2 , x &GreaterEqual; 0 ; 以及
根据下式,利用所述概率密度函数计算所述均值运算结果Erslot
Er slot = &Integral; 0 + &infin; x&rho; ( x ) dx = 2 &CenterDot; &sigma; slot 2 &pi; e - ( x slot &sigma; slot ) 2 2 + 2 &CenterDot; x slot 2 &pi; &Integral; 0 x slot &sigma; slot e - x 2 2 dx .
3.根据权利要求2所述的信噪比测量方法,其特征在于,所述接收信号的估计信噪比SNREst和实际信噪比SNR之间的预定的近似对应关系为:
SNR=-2.0164+1.5122*SNREst-0.041*(SNREst)2+0.001*(SNREst)3
4.根据权利要求1所述的信噪比测量方法,其特征在于,当所述接收信号是服从正态分布的接收信号时,对所述绝对值运算结果进行求均值运算的处理包括:
根据下式计算所述绝对值运算结果的累积分布函数F(x):
F ( x ) = P ( r slot < x ) = 1 2 2 &pi; &sigma; slot &Integral; - &infin; x - x slot 0 e - t 2 2 &sigma; slot 2 dt - 1 2 2 &pi; &sigma; slot &Integral; - &infin; - x - x slot 0 e - t 2 2 &sigma; slot 2 dt + 1 2 2 &pi; &sigma; slot &Integral; - &infin; x - x slot 1 e - t 2 2 &sigma; slot 2 dt - 1 2 &pi; &sigma; slot &Integral; - &infin; - x - x slot 1 e - t 2 2 &sigma; slot 2 dt ;
(x≥0)
根据下式,利用所述累积分布函数计算所述绝对值运算结果的概率密度函数ρ(x):
&rho; ( x ) = ( F ( x ) ) &prime; = 1 2 2 &pi; &sigma; slot e ( x - x slot 0 ) 2 2 &sigma; slot 2 + 1 2 2 &pi; &sigma; slot e ( x + x slot 0 ) 2 2 &sigma; slot 2 + 1 2 2 &pi; &sigma; slot e ( x - x slot 1 ) 2 2 &sigma; slot 2 + 1 2 2 &pi; &sigma; slot e ( x + x slot 1 ) 2 2 &sigma; slot 2
(x≥0);以及
根据下式,利用所述概率密度函数计算所述均值运算结果Erslot
Er slot = &Integral; 0 + &infin; x&rho; ( x ) dx = &sigma; slot 2 &pi; e - ( x slot 0 &sigma; slot ) 2 2 + x slot 0 2 &pi; &Integral; 0 x slot 0 &sigma; slot e - x 2 2 dx + &sigma; slot 2 &pi; e - ( x slot 1 &sigma; slot ) 2 2 + x slot 1 2 &pi; &Integral; 0 x slot 1 &sigma; slot e - x 2 2 dx .
5.根据权利要求4所述的信噪比测量方法,其特征在于,所述接收信号的估计信噪比SNREst和实际信噪比SNR之间的预定的近似对应关系为:
SNR = - 3.745 + 0.8176 * SNR Est + 0.0179 * SNR Est 2 - 0.0003 * SNR Est 3 .
6.根据权利要求1至5中任一项所述的信噪比测量方法,其特征在于,所述信噪比测量方法适用于时分同步码分多址系统中。
7.一种信噪比测量装置,包括:
绝对值运算单元,用于通过对接收信号进行求绝对值运算,获取所述接收信号的绝对值运算结果;
均值运算单元,用于通过对所述绝对值运算结果进行求均值运算,获取所述绝对值运算结果的均值运算结果;
信噪比计算单元,用于利用所述均值运算结果计算所述接收信号的估计信噪比;以及
信噪比修正单元,用于根据所述接收信号的估计信噪比与实际信噪比之间的预定的近似对应关系,对所述接收信号的估计信噪比进行修正,以获取所述接收信号的修正后的估计信噪比,其中
所述绝对值运算单元根据下式对所述接收信号进行求绝对值运算:
r slot = | y slot | = x slot + w slot x slot + w slot &GreaterEqual; 0 - x slot - w slot x slot + w slot < 0 ,
其中,yslot表示所述接收信号,yslot=xslot+wslot,xslot表示来自发送方的发送信号,wslot表示信道中产生的噪声信号,并且所述噪声信号是均值为0且方差为的服从正态分布的独立同分布高斯白噪声;所述接收信号是均值为xslot且方差为的服从正态分布的接收信号,或者当所述发送信号等概率地取值 P ( x slot = x slot 0 ) = P ( x slot = x slot 1 ) = 0.5 , 其中是两个不同的常数时,所述接收信号是均值为且方差为的服从正态分布的接收信号;
所述信噪比计算单元根据下式,利用所述均值运算结果计算所述接收信号的估计信噪比SNREst
SNR Est = Er slot 2 Er slot 2 - ( Er slot ) 2 - var ( x slot ) - 1 ,
其中,var(xslot)表示xslot的方差。
8.根据权利要求7所述的信噪比测量装置,其特征在于,当所述接收信号是服从正态分布的接收信号时,所述均值运算单元对所述绝对值运算结果进行求均值运算的处理包括:
根据下式计算所述绝对值运算结果的累积分布函数F(x):
F ( x ) = P ( r slot < x ) = 1 2 &pi; &sigma; slot &Integral; - &infin; x - x slot e - t 2 2 &sigma; slot 2 dt - 1 2 &pi; &sigma; slot &Integral; - &infin; - x - x slot e - t 2 2 &sigma; slot 2 dt , x &GreaterEqual; 0 ;
根据下式,利用所述累积分布函数计算所述绝对值运算结果的概率密度函数ρ(x):
&rho; ( x ) = ( F ( x ) ) &prime; = 1 2 &pi; &sigma; slot e ( x - x slot ) 2 2 &sigma; slot 2 + 1 2 &pi; &sigma; slot e ( x + x slot ) 2 2 &sigma; slot 2 , x &GreaterEqual; 0 ; 以及
根据下式,利用所述概率密度函数计算所述均值运算结果Erslot
Er slot = &Integral; 0 + &infin; x&rho; ( x ) dx = 2 &CenterDot; &sigma; slot 2 &pi; e - ( x slot &sigma; slot ) 2 2 + 2 &CenterDot; x slot 2 &pi; &Integral; 0 x slot &sigma; slot e - x 2 2 dx .
9.根据权利要求8所述的信噪比测量装置,其特征在于,所述接收信号的估计信噪比SNREst和实际信噪比SNR之间的预定的近似对应关系为:
SNR=-2.0164+1.5122*SNREst-0.041*(SNREst)2+0.001*(SNREst)3
10.根据权利要求7所述的信噪比测量装置,其特征在于,当所述接收信号是服从正态分布的接收信号时,所述均值运算单元对所述绝对值运算结果进行求均值运算的处理包括:
根据下式计算所述绝对值运算结果的累积分布函数F(x):
F ( x ) = P ( r slot < x ) = 1 2 2 &pi; &sigma; slot &Integral; - &infin; x - x slot 0 e - t 2 2 &sigma; slot 2 dt - 1 2 2 &pi; &sigma; slot &Integral; - &infin; - x - x slot 0 e - t 2 2 &sigma; slot 2 dt + 1 2 2 &pi; &sigma; slot &Integral; - &infin; x - x slot 1 e - t 2 2 &sigma; slot 2 dt - 1 2 &pi; &sigma; slot &Integral; - &infin; - x - x slot 1 e - t 2 2 &sigma; slot 2 dt ;
(x≥0)
根据下式,利用所述累积分布函数计算所述绝对值运算结果的概率密度函数ρ(x):
&rho; ( x ) = ( F ( x ) ) &prime; = 1 2 2 &pi; &sigma; slot e ( x - x slot 0 ) 2 2 &sigma; slot 2 + 1 2 2 &pi; &sigma; slot e ( x + x slot 0 ) 2 2 &sigma; slot 2 + 1 2 2 &pi; &sigma; slot e ( x - x slot 1 ) 2 2 &sigma; slot 2 + 1 2 2 &pi; &sigma; slot e ( x + x slot 1 ) 2 2 &sigma; slot 2
(x≥0);以及
根据下式,利用所述概率密度函数计算所述均值运算结果Erslot
Er slot = &Integral; 0 + &infin; x&rho; ( x ) dx = &sigma; slot 2 &pi; e - ( x slot 0 &sigma; slot ) 2 2 + x slot 0 2 &pi; &Integral; 0 x slot 0 &sigma; slot e - x 2 2 dx + &sigma; slot 2 &pi; e - ( x slot 1 &sigma; slot ) 2 2 + x slot 1 2 &pi; &Integral; 0 x slot 1 &sigma; slot e - x 2 2 dx .
11.根据权利要求10所述的信噪比测量装置,其特征在于,所述接收信号的估计信噪比SNREst和实际信噪比SNR之间的预定的近似对应关系为:
SNR = - 3.745 + 0.8176 * SNR Est + 0.0179 * SNR Est 2 - 0.0003 * SNR Est 3 .
12.根据权利要求7至11中任一项所述的信噪比测量装置,其特征在于,所述信噪比测量装置适用于时分同步码分多址系统中。
13.一种通信设备,其特征在于,包括如权利要求7-12中任意一项所述的信噪比测量装置。
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