CN102035768B - 一种载波干扰噪声比的测量方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种载波干扰噪声比的测量方法及装置，利用在频域靠近的子载波信道响应满足近似相等的规律，在频域上实现用户分离。该方法由于用户分离没有变换到时域，因此没有引入因频率选择性衰落、信道时变和接收机时偏引起信号功率泄露带来的误差，可以减少频率选择性衰落、信道时变和接收机时偏引起信号功率泄露对信号功率造成的影响，从而提高在频率选择性衰落、信道时变和接收机时偏情况下载波干扰信噪比测量的准确度；对于后面的信道估计和解调性能都有较大的提高；而且该方案实现的复杂度比较低。

Description

一种载波干扰噪声比的测量方法及装置

技术领域

本发明涉及无线通信系统，特别涉及LTE(Long Term Evolution，长期演进)虚拟MIMO(Virtual Multiple-Input Multiple-Out-put，虚拟多输入多输出)系统中的一种CINR(Carrier to Interference and Noise Ratio，载波干扰噪声比)测量的方法及装置。

背景技术

在无线技术中，多个输入和多个输出或者MIMO(Multiple-InputMultiple-Out-put，多输入多输出)限定多个天线在发送器和接收器处的使用以便提高通信性能。

一种特殊类型的MIMO是所谓的虚拟MIMO，其中即使发送器具有单个天线，该虚拟MIMO仍然允许站点在同一个频带和时间同时发送信号到多个用户或者从多个用户接收信号。通过在两个或者更多发送器或者移动设备之间共享资源来增加单独发送器的总吞吐量。虚拟MIMO是一种用于提高移动通信系统的上行链路无线接入中的小区吞吐量的通信技术。通常，对于上行链路或者从移动设备到基站的发送而言，可以形成在相同资源上进行发送的成对用户从而形成这一虚拟MIMO系统。然而多于两个用户也可以用来形成这一虚拟MIMO系统。

在虚拟MIMO系统中，每个子载波上都包含两个部分的功率，一部分是信号功率，一部分是干扰噪声功率，载波干扰噪声比的测试流程如图1所示，是测量一定时间范围内期望用户占用的子载波上的信号功率和干扰噪声功率的比值，它是反映信道质量的重要参数，是自适应码率调制，功率控制等的必须统计量。

与本发明有关的现有技术提供了一种虚拟MIMO系统中载波干扰信噪比的测量算法，以LTE PUSCH(Physical Uplink Share Channel，物理上行共享信道)虚拟MIMO两用户为例，其具体实施过程如下：

设接收机接收到的导频信号为：

$Y=H_1{e}^{j2\mathrm{\π}{n}_{\mathrm{cs}}^1/12}X+H_2{e}^{j2\mathrm{\π}{n}_{\mathrm{cs}}^2/12}X+\mathrm{NI}---\left(1\right)$

其中H₁为用户一的信道冲击响应，n_cs ¹为用户一的循环偏移，H₂为用户二的信道冲击响应，n_cs ²为用户二的循环偏移，X为导频的母码序列。

对于接收机来说X是已知的，去除X之后，公式(1)可以变形为

$\hat{H}=H_1{e}^{j2\mathrm{\π}{n}_{\mathrm{cs}}^1/12}+H_2{e}^{j2\mathrm{\π}{n}_{\mathrm{cs}}^2/12}+{\mathrm{NI}}^{\′}---\left(2\right)$

其中NI′＝NI/X，由于X是归一化的信号，所以NI′与NI有相同的均值和方差。

把

进行n点IDFT变换到时域为HT，通过n_cs ¹可以确定用户一时域信号所在的区间，然后在该区间来计算用户一信号功率，通过n_cs ²以确定用户二时域信号所在的区间，然后在该区间来计算用户二信号功率。然后在通过总功率减去用户一和用户二的信号功率来计算干扰噪声功率，从而得到载波干扰噪声比。

然而，该算法在多径信道情况下，会出现用户信号和噪声在时域存在重叠，用户之间的信号在时域存在重叠的情况，进而导致CINR测量不准确。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提出一种载波干扰噪声比的测量方法及装置，可以提高在频率选择性衰落、信道时变和接收机时偏情况下载波干扰信噪比测量的准确度。

为了解决上述技术问题，本发明提出一种载波干扰噪声比的测量方法，包括步骤：

步骤(a)，将接收到的导频信号Y去除一欲分离得到的用户的已知发送序列得到

${\hat{H}}_m=Y*{\left(e^{j2\mathrm{\π}{n}_{\mathrm{cs}}^m/q}X\right)}^{*}$

$=(\underset{v=1}{\overset{U}{\mathrm{\Σ}}}{H}_v{e}^{j2\mathrm{\π}{n}_{\mathrm{cs}}^v/q}X+\mathrm{NI})*\left({\left(e^{j2{\mathrm{\πn}}_{\mathrm{cs}}^m/q}X\right)}^{*}\right)$

$=H_m+\underset{v=1}{\overset{m-1}{\mathrm{\Σ}}}{H}_v{e}^{j2{\mathrm{\π\α}}_v/q}+\underset{v=m+1}{\overset{U}{\mathrm{\Σ}}}{H}_v{e}^{j2\mathrm{\π}{\mathrm{\α}}_v/q}+{\mathrm{NI}}^{\′}$

其中， ${\mathrm{\α}}_v=n_{\mathrm{cs}}^v-n_{\mathrm{cs}}^m;{\mathrm{NI}}^{\′}=\mathrm{NI}/\left(e^{j2\mathrm{\π}{n}_{\mathrm{cs}}^m/q}X\right);$ U为总的用户数；m∈[1，U]；v∈[1，U]；H_v为用户v的信道冲击响应；n_cs ^v为用户v的循环偏移， $n_{\mathrm{cs}}^v\∈[0,q-1];$ q为最大用户数；X为导频的母码序列；NI为干扰噪声；

表示

的共轭；

步骤(b)，计算k＝[q/min|α_v|]，对

进行分组，令每组包含k个相邻的子载波，每组内的子载波分别为：

${\hat{H}}_{m,i}=H_{m,i}+\underset{v=1}{\overset{m-1}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{v,i}{e}^{j2{\mathrm{\π\α}}_{v}i/q}+\underset{v=m+1}{\overset{U}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{v,i}{e}^{j2\mathrm{\π}{\mathrm{\α}}_{v}i/q}+{\mathrm{NI}}_i^{\′}$

${\hat{H}}_{m,i+1}=H_{m,i+1}+\underset{v=1}{\overset{m-1}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{v,i+1}{e}^{j2{\mathrm{\π\α}}_v(i+1)/q}+\underset{v=m+1}{\overset{U}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{v,i+1}{e}^{j2{\mathrm{\π\α}}_v(i+1)/q}+{\mathrm{NI}}_{i+1}^{\′}$

${\hat{H}}_{m,i+k-1}=H_{m,i+k-1}+\underset{v=1}{\overset{m-1}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{v,i+k-1}{e}^{j2{\mathrm{\π\α}}_v(i+k-1)/q}+\underset{v=m+1}{\overset{U}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{v,i+k-1}{e}^{j2{\mathrm{\π\α}}_v(i+k-1)/q}+{\mathrm{NI}}_{i+k-1}^{\′}$

其中，i∈[0，n-k]，n为子载波总数；

步骤(c)，将每组内的子载波进行累加，以分离得到该用户的信道响应关系式：

$\underset{h=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{\hat{H}}_{m,i+h}=\underset{h=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{m,i+h}+\underset{v=1}{\overset{m-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{h=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{v,i+h}{e}^{j2{\mathrm{\π\α}}_v(i+h)/q}+\underset{v=m+1}{\overset{U}{\mathrm{\Σ}}}\underset{h=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{v,i+h}{e}^{j2{\mathrm{\π\α}}_v(i+h)/q}+\underset{h=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{NI}}_{i+h}^{\′}$

$\≈\underset{h=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{m,i+h}+\underset{h=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{NI}}_{i+h}^{\′}$

进一步地，上述方法还可具有以下特点：在对进行分组时，令相邻两组内至少存在一个不相同的子载波；

分组得到的组数w由子载波总数n、每组内的子载波数k，以及相邻两组内不相同的子载波数来确定。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：

步骤(c)之后还包括步骤：

步骤(d)，令 $Q_{m,i}=\underset{h=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{\hat{H}}_{m,i+h},$ $N_i^{\′\′}=\underset{h=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{NI}}_{i+h}^{\′},$ 对步骤(c)中该用户的各组子载波累加式进行变形，得到 $Q_{m,i}={\mathrm{kH}}_{m,i}+N_i^{\′\′};$

步骤(e)，将经步骤(d)处理后的该用户的各组子载波累加式按照如下方法处理得到该用户的信道响应关系式Q_m＝kHa_m+Na，其中：

Q_m＝[Q_m，0Q_m，1…Q_m，w-1]^T

Ha_m＝[H_m，0H_m，1…H_m，w-1]^T

$\mathrm{Na}={\left[\begin{array}{cccc}{N}_{m,0}^{\′\′}& N_{m,1}^{\′\′}& \·\·\·& N_{m,w-1}^{\′\′}\end{array}\right]}^T$

进一步地，上述方法还可具有以下特点：

根据得到的该用户的信道响应关系式，做最小平方(LS)信道估计，得到该用户的信道冲击响应然后根据下述公式计算得到该用户的子载波平均信号功率：

${\mathrm{PS}}_m=\frac{1}{k^{2}w}\underset{j=0}{\overset{w-1}{\mathrm{\Σ}}}{\left|{\stackrel{\‾}{H}}_{m,j}\right|}^2$

进一步地，上述方法还可具有以下特点：

分别计算各用户的子载波平均信号功率：

${\mathrm{PS}}_v=\frac{1}{k^{2}w}\underset{j=0}{\overset{w-1}{\mathrm{\Σ}}}{\left|{\stackrel{\‾}{H}}_{v,j}\right|}^2;$

计算子载波总平均功率：

$P=\frac{1}{n}\underset{j=0}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}{\left|{\hat{H}}_j\right|}^2;$

计算子载波上干扰噪声平均功率为：

$\mathrm{PN}=P-\underset{v=1}{\overset{U}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{PS}}_v;$

计算该用户的载波干扰信噪比为：

${\mathrm{CINR}}_m=\frac{{\mathrm{PS}}_m}{\mathrm{PN}}$

为解决上述技术问题，本发明还提出一种载波干扰噪声比的测量装置，包括预处理模块、分组模块，以及用户分离模块，其中：

预处理模块，用以接收到导频信号Y后从中去除一欲分离得到的用户的已知发送序列

得到

${\hat{H}}_m=Y*{\left(e^{j2{\mathrm{\πn}}_{\mathrm{cs}}^m/q}X\right)}^{*}$

$=(\underset{v=1}{\overset{U}{\mathrm{\Σ}}}{H}_v{e}^{j2{\mathrm{\πn}}_{\mathrm{cs}}^v/q}X+\mathrm{NI})*\left({\left(e^{j2{\mathrm{\πn}}_{\mathrm{cs}}^m/q}X\right)}^{*}\right)$

$=H_m+\underset{v=1}{\overset{m-1}{\mathrm{\Σ}}}{H}_v{e}^{j2{\mathrm{\π\α}}_v/q}+\underset{v=m+1}{\overset{U}{\mathrm{\Σ}}}{H}_v{e}^{j2{\mathrm{\π\α}}_v/q}+{\mathrm{NI}}^{\′}$

其中， ${\mathrm{\α}}_v=n_{\mathrm{cs}}^v-n_{\mathrm{cs}}^m;{\mathrm{NI}}^{\′}=\mathrm{NI}/\left(e^{j2{\mathrm{\πn}}_{\mathrm{cs}}^m/q}X\right);$ U为总的用户数；m∈[1，U]；v ∈[1，U]；H_v为用户v的信道冲击响应；n_cs ^v为用户v的循环偏移， $n_{\mathrm{cs}}^v\∈[0,q-1];$ q为最大用户数；X为导频的母码序列；NI为干扰噪声；

表示的共轭；

分组模块，用以根据预处理模块得到的α_v的取值，计算k＝[q/min|α_v|]，对

进行分组，令每组包含k个相邻的子载波，每组内的子载波分别为：

${\hat{H}}_{m,i}=H_{m,i}+\underset{v=1}{\overset{m-1}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{v,i}{e}^{j2{\mathrm{\π\α}}_{v}i/q}+\underset{v=m+1}{\overset{U}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{v,i}{e}^{j2\mathrm{\π}{\mathrm{\α}}_{v}i/q}+{\mathrm{NI}}_i^{\′}$

${\hat{H}}_{m,i+1}=H_{m,i+1}+\underset{v=1}{\overset{m-1}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{v,i+1}{e}^{j2{\mathrm{\π\α}}_v(i+1)/q}+\underset{v=m+1}{\overset{U}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{v,i+1}{e}^{j2{\mathrm{\π\α}}_v(i+1)/q}+{\mathrm{NI}}_{i+1}^{\′}$

${\hat{H}}_{m,i+k-1}=H_{m,i+k-1}+\underset{v=1}{\overset{m-1}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{v,i+k-1}{e}^{j2{\mathrm{\π\α}}_v(i+k-1)/q}+\underset{v=m+1}{\overset{U}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{v,i+k-1}{e}^{j2{\mathrm{\π\α}}_v(i+k-1)/q}+{\mathrm{NI}}_{i+k-1}^{\′}$

其中，i∈[0，n-k]，n为子载波总数；

用户分离模块，用以对分组模块分出的该用户各组内的子载波进行累加，以分离得到该用户的信道响应关系式：

$\underset{h=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{\hat{H}}_{m,i+h}=\underset{h=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{m,i+h}+\underset{v=1}{\overset{m-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{h=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{v,i+h}{e}^{j2{\mathrm{\π\α}}_v(i+h)/q}+\underset{v=m+1}{\overset{U}{\mathrm{\Σ}}}\underset{h=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{v,i+h}{e}^{j2{\mathrm{\π\α}}_v(i+h)/q}+\underset{h=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{NI}}_{i+h}^{\′}$

$\≈\underset{h=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{m,i+h}+\underset{h=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{NI}}_{i+h}^{\′}$

进一步地，上述装置还可具有以下特点：

分组模块对

进行分组时，令相邻两组内至少存在一个不相同的子载波；以及根据子载波总数n、每组内的子载波数k，以及相邻两组内不相同的子载波数来确定分组得到的组数w。

进一步地，上述装置还可具有以下特点：

用户分离模块，还用以令 $Q_{m,i}=\underset{h=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{\hat{H}}_{m,i+h},$ $N_i^{\′\′}=\underset{h=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{NI}}_{i+h}^{\′},$ 对该用户各组子载波累加式进行变形，得到 $Q_{m,i}={\mathrm{kH}}_{m,i}+N_i^{\′\′};$ 以及

将经所述变形后的该用户的各组子载波累加式按照如下方法处理得到该用户的信道响应关系式Q_m＝kHa_m+Na，其中：

Q_m＝[Q_m，0Q_m，1…Q_m，w-1]^T

Ha_m＝[H_m，0H_m，1…H_m，w-1]^T

$\mathrm{Na}={\left[\begin{array}{cccc}{N}_{m,0}^{\′\′}& N_{m,1}^{\′\′}& \·\·\·& N_{m,w-1}^{\′\′}\end{array}\right]}^T$

进一步地，上述装置还可具有以下特点：

还包括信道估计模块和功率计算模块，其中：

信道估计模块，用以根据分组模块计算出的用户的信道响应关系式，做最小平方(LS)信道估计，得到用户的信道冲击响应

功率计算模块，用以根据用户的信道冲击响应

采用下述公式计算得到用户的子载波平均信号功率：

${\mathrm{PS}}_m=\frac{1}{k^{2}w}\underset{j=0}{\overset{w-1}{\mathrm{\Σ}}}{\left|{\stackrel{\‾}{H}}_{m,j}\right|}^2$

进一步地，上述装置还可具有以下特点：

还包括载波干扰信噪比计算模块：

功率计算模块，还用以分别计算各用户的子载波平均信号功率：

${\mathrm{PS}}_v=\frac{1}{k^{2}w}\underset{j=0}{\overset{w-1}{\mathrm{\Σ}}}{\left|{\stackrel{\‾}{H}}_{v,j}\right|}^2;$

计算子载波总平均功率：

$P=\frac{1}{n}\underset{j=0}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}{\left|{\hat{H}}_j\right|}^2;$

以及计算子载波上干扰噪声平均功率为：

$\mathrm{PN}=P-\underset{v=1}{\overset{U}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{PS}}_v;$

载波干扰信噪比计算模块，用以根据功率计算模块计算出的子载波上干扰噪声平均功率和用户的子载波平均信号功率，来计算用户的载波干扰信噪比：

${\mathrm{CINR}}_m=\frac{{\mathrm{PS}}_m}{\mathrm{PN}}$

本发明提出的一种载波干扰噪声比的测量方法及装置，在频域上进行用户分离，由于用户分离没有变换到时域，因此没有引入因频率选择性衰落、信道时变和接收机时偏引起信号功率泄露带来的误差，可以减少频率选择性衰落、信道时变和接收机时偏引起信号功率泄露对信号功率造成的影响，从而提高在频率选择性衰落、信道时变和接收机时偏情况下载波干扰信噪比测量的准确度；对于后面的信道估计和解调性能都有较大的提高；而且该方案实现的复杂度比较低。

附图说明

图1是多个用户的载波干扰噪声比测量流程示意图；

图2是本发明一种载波干扰噪声比的测量方法流程图；

图3是本发明一种载波干扰噪声比的测量装置方框图；

图4是PUSCH导频结构图；

图5是Sounding参考信号结构图。

具体实施方式

申请人考虑到现有的载波干扰噪声比的测量方法中，采用时域变换分离用户的方式会引入因频率选择性衰落、信道时变和接收机时偏引起信号功率泄露带来的误差，因此本发明中提出一种在频域上分离用户的方案，以提高载波干扰噪声比的测量准确度，具体方案如下：

在虚拟MIMO系统中，设接收机接收到的导频信号为：

$Y=\underset{v=1}{\overset{U}{\mathrm{\Σ}}}{H}_v{e}^{j2\mathrm{\π}{n}_{\mathrm{cs}}^v/q}X+\mathrm{NI}---\left(3\right)$

其中：U为虚拟MIMO系统中总的用户数；v∈[1，U]；H_v为用户v的信道冲击响应；n_cs ^v为用户v的循环偏移， $n_{\mathrm{cs}}^v\∈[0,q-1];$ q为虚拟MIMO上的最大用户数；X为导频的母码序列；NI为干扰噪声。

参见图2，该图示出了计算MIMO系统中一任意用户(用户m)的载波干扰噪声比的方法，包括如下步骤：

步骤S201：将接收到的导频信号Y去除一欲分离得到的用户(用户m)的已知发送序列

得到

对于接收机来说用户m的

是已知的，可按照如下公式去除

将公式(3)变形为公式(4)：

${\hat{H}}_m=Y*{\left(e^{j2\mathrm{\π}{n}_{\mathrm{cs}}^m/q}X\right)}^{*}$

$=(\underset{v=1}{\overset{U}{\mathrm{\Σ}}}{H}_v{e}^{j2\mathrm{\π}{n}_{\mathrm{cs}}^v/q}X+\mathrm{NI})*\left({\left(e^{j2{\mathrm{\πn}}_{\mathrm{cs}}^m/q}X\right)}^{*}\right)$

$=H_m+\underset{v=1}{\overset{m-1}{\mathrm{\Σ}}}{H}_v{e}^{j2{\mathrm{\π\α}}_v/q}+\underset{v=m+1}{\overset{U}{\mathrm{\Σ}}}{H}_v{e}^{j2\mathrm{\π}{\mathrm{\α}}_v/q}+{\mathrm{NI}}^{\′}---\left(4\right)$

其中， ${\mathrm{\α}}_v=n_{\mathrm{cs}}^v-n_{\mathrm{cs}}^m;$ ${\mathrm{NI}}^{\′}=\mathrm{NI}/\left(e^{j2\mathrm{\π}{n}_{\mathrm{cs}}^m/q}X\right);$ 表示

的共轭；m∈[1，U]；由于

是归一化的信号，所以NI′与NI有相同的均值和方差。步骤S202：计算k＝[q/min|α_v|]，对

进行分组，将相邻的k个子载波分为一组，每组内相邻的k个子载波分别为如下述公式(5)所示：

${\hat{H}}_i=H_{1,i}+\underset{v=2}{\overset{U}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{v,i}{e}^{j2{\mathrm{\π\α}}_{v}i/q}+{\mathrm{NI}}_i^{\′}$

${\hat{H}}_{i+1}=H_{1,i+1}+\underset{v=2}{\overset{U}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{v,i+1}{e}^{j2{\mathrm{\π\α}}_v(i+1)/q}+{\mathrm{NI}}_{i+1}^{\′}$

${\hat{H}}_{i+k-1}=H_{1,i+k-1}+\underset{v=2}{\overset{U}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{v,i+k-1}{e}^{j2{\mathrm{\π\α}}_v(i+k-1)/q}+{\mathrm{NI}}_{i+k-1}^{\′}$

其中，i∈[0，n-k]，n为子载波总数；

在对

进行分组时，令相邻的两组内至少存在一个不相同的子载波。较佳地，可以令相邻的两组内不存在相同的子载波，或者仅存在一个不相同的子载波。当然也可以采用其他分组方式，例如相邻的两组内存在2个不相同的子载波，本发明在此并不做限制，只要保证每组内的子载波为k个相邻的子载波即可。

分组得到的组数w由子载波总数n、每组内的子载波数k，以及相邻两组内不相同的子载波数来确定。

其中，“[]”为取整运算符。

步骤S203：将每组内相邻的k个子载波累加，以分离用户m，得到用户m的信道响应关系式：

$\underset{h=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{\hat{H}}_{m,i+h}=\underset{h=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{m,i+h}+\underset{v=1}{\overset{m-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{h=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{v,i+h}{e}^{j2{\mathrm{\π\α}}_v(i+h)/q}+\underset{v=m+1}{\overset{U}{\mathrm{\Σ}}}\underset{h=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{v,i+h}{e}^{j2{\mathrm{\π\α}}_v(i+h)/q}+\underset{h=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{NI}}_{i+h}^{\′}---\left(6\right)$

根据在频域靠近的子载波信道响应满足近似相等的规律，假设H_v，i＝H_v，i+1＝…＝H_v，i+k-1，则公式(6)可为：

$\underset{h=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{\hat{H}}_{m,i+h}\≈\underset{h=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{m,i+h}+\underset{h=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{NI}}_{i+h}^{\′}---\left(7\right)$

令 $Q_{m,i}=\underset{h=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{\hat{H}}_{m,i+h},$ $N_i^{\′\′}=\underset{h=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{NI}}_{i+h}^{\′},$ 则公式(7)可以变为：

$Q_{m,i}={\mathrm{kH}}_{m,i}+N_i^{\′\′}---\left(8\right)$

将用户m的各组子载波经上述步骤处理后，可以得到下式：

Q_m＝kHa_m+Na                     (9)

其中：

Q_m＝[Q_m，0Q_m，1…Q_m，w-1]^T

Ha_m＝[H_m，0H_m，1…H_m，w-1]^T

$\mathrm{Na}={\left[\begin{array}{cccc}{N}_{m,0}^{\′\′}& N_{m,1}^{\′\′}& \·\·\·& N_{m,w-1}^{\′\′}\end{array}\right]}^T$

采用上述步骤S201～S203即可在频域上实现用户分离，从而有效地避免了在时域上分离用户会引入因频率选择性衰落、信道时变和接收机时偏引起信号功率泄露带来的误差的不足。

步骤S204：根据用户m的信道响应关系式做信道估计，得到用户m的信道子载波信号平均功率；

对公式(9)做LS(least square，最小平方)信道估计，可以得到用户m的信道冲击响应

则用户m的子载波平均信号功率可以用下式计算得出：

${\mathrm{PS}}_m=\frac{1}{k^{2}w}\underset{j=0}{\overset{w-1}{\mathrm{\Σ}}}{\left|{\stackrel{\‾}{H}}_{m,j}\right|}^2---\left(10\right)$

经过上述步骤S201～步骤S205，即可实现在频域上分离出任意用户m，并计算出该用户m的子载波平均信号功率。采用上述步骤分别计算虚拟MIMO系统中的所有的U个用户的子载波平均信号功率，并计算出MIMO系统中子载波总平均功率，参考图1，即可继续计算多用户载波干扰噪声比。

步骤S205：计算MIMO系统中子载波总平均功率：

$P=\frac{1}{n}\underset{j=0}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}{\left|{\hat{H}}_j\right|}^2---\left(11\right)$

步骤S206：将MIMO系统中用子载波总平均功率减去所有用户的子载波平均信号功率之和，得到子载波上干扰噪声平均功率为：

$\mathrm{PN}=P-\underset{v=1}{\overset{U}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{PS}}_v$

$=P-\underset{v=1}{\overset{U}{\mathrm{\Σ}}}\left(\frac{1}{k^{2}w}\underset{j=0}{\overset{w-1}{\mathrm{\Σ}}}{\left|{\stackrel{\‾}{H}}_{v,j}\right|}^2\right)---\left(12\right)$

步骤S207：将用户m的子载波平均信号功率除以子载波上干扰噪声平均功率，得到用户m的载波干扰信噪比为：

${\mathrm{CINR}}_m=\frac{{\mathrm{PS}}_m}{\mathrm{PN}}---\left(13\right)$

下面参考图3，该图示出了本发明一种载波干扰噪声比的测量装置，包括预处理模块31、分组模块32、用户分离模块33、信道估计模块34、功率计算模块35，以及载波干扰信噪比计算模块36，其中：

预处理模块31，用以接收到导频信号Y后从中去除一欲分离得到的用户的已知发送序列得到

${\hat{H}}_m=Y*{\left(e^{j2\mathrm{\π}{n}_{\mathrm{cs}}^m/q}X\right)}^{*}$

$=(\underset{v=1}{\overset{U}{\mathrm{\Σ}}}{H}_v{e}^{j2\mathrm{\π}{n}_{\mathrm{cs}}^v/q}X+\mathrm{NI})*\left({\left(e^{j2{\mathrm{\πn}}_{\mathrm{cs}}^m/q}X\right)}^{*}\right)$

$=H_m+\underset{v=1}{\overset{m-1}{\mathrm{\Σ}}}{H}_v{e}^{j2{\mathrm{\π\α}}_v/q}+\underset{v=m+1}{\overset{U}{\mathrm{\Σ}}}{H}_v{e}^{j2\mathrm{\π}{\mathrm{\α}}_v/q}+{\mathrm{NI}}^{\′}$

其中， ${\mathrm{\α}}_v=n_{\mathrm{cs}}^v-n_{\mathrm{cs}}^m;$ ${\mathrm{NI}}^{\′}=\mathrm{NI}/\left(e^{j2\mathrm{\π}{n}_{\mathrm{cs}}^m/q}X\right);$ U为总的用户数；m∈[1，U]；v∈[1，U]；H_v为用户v的信道冲击响应；n_cs ^v为用户v的循环偏移， $n_{\mathrm{cs}}^v\∈[0,q-1];$ q为最大用户数；X为导频的母码序列；NI为干扰噪声；表示的共轭；

分组模块32，用以根据预处理模块31得到的α_v的取值，计算k＝[q/min|α_v|]，对

进行分组，令每组包含k个相邻的子载波，每组内的子载波分别为：

${\hat{H}}_{m,i}=H_{m,i}+\underset{v=1}{\overset{m-1}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{v,i}{e}^{j2{\mathrm{\π\α}}_{v}i/q}+\underset{v=m+1}{\overset{U}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{v,i}{e}^{j2\mathrm{\π}{\mathrm{\α}}_{v}i/q}+{\mathrm{NI}}_i^{\′}$

${\hat{H}}_{m,i+1}=H_{m,i+1}+\underset{v=1}{\overset{m-1}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{v,i+1}{e}^{j2{\mathrm{\π\α}}_v(i+1)/q}+\underset{v=m+1}{\overset{U}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{v,i+1}{e}^{j2{\mathrm{\π\α}}_v(i+1)/q}+{\mathrm{NI}}_{i+1}^{\′}$

${\hat{H}}_{m,i+k-1}=H_{m,i+k-1}+\underset{v=1}{\overset{m-1}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{v,i+k-1}{e}^{j2{\mathrm{\π\α}}_v(i+k-1)/q}+\underset{v=m+1}{\overset{U}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{v,i+k-1}{e}^{j2{\mathrm{\π\α}}_v(i+k-1)/q}+{\mathrm{NI}}_{i+k-1}^{\′}$

其中，i∈[0，n-k]，n为子载波总数；

分组模块32对

进行分组时，令相邻两组内至少存在一个不相同的子载波；以及根据子载波总数n、每组内的子载波数k，以及相邻两组内不相同的子载波数来确定分组得到的组数w。

用户分离模块33，用以对分组模块32分出的该用户各组内的子载波进行累加，以分离得到该用户的信道响应关系式：

$\underset{h=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{\hat{H}}_{m,i+h}=\underset{h=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{m,i+h}+\underset{v=1}{\overset{m-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{h=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{v,i+h}{e}^{j2{\mathrm{\π\α}}_v(i+h)/q}+\underset{v=m+1}{\overset{U}{\mathrm{\Σ}}}\underset{h=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{v,i+h}{e}^{j2{\mathrm{\π\α}}_v(i+h)/q}+\underset{h=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{NI}}_{i+h}^{\′}$

$\≈\underset{h=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{m,i+h}+\underset{h=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{NI}}_{i+h}^{\′}$

用户分离模块33，还用以令 $Q_{m,i}=\underset{h=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{\hat{H}}_{m,i+h},$ $N_i^{\′\′}=\underset{h=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{NI}}_{i+h}^{\′},$ 对该用户各组子载波累加式进行变形，得到 $Q_{m,i}={\mathrm{kH}}_{m,i}+N_i^{\′\′};$ 以及

将经所述变形后的该用户的各组子载波累加式按照如下方法处理得到该用户的信道响应关系式Q_m＝kHa_m+Na，其中：

Q_m＝[Q_m，0Q_m，1…Q_m，w-1]^T

Ha_m＝[H_m，0H_m，1…H_m，w-1]^T

$\mathrm{Na}={\left[\begin{array}{cccc}{N}_{m,0}^{\′\′}& N_{m,1}^{\′\′}& \·\·\·& N_{m,w-1}^{\′\′}\end{array}\right]}^T$

信道估计模块34，用以根据分组模块32计算出的用户的信道响应关系式，做最小平方(LS)信道估计，得到用户的信道冲击响应

功率计算模块35，用以根据用户的信道冲击响应

采用下述公式计算得到用户的子载波平均信号功率：

${\mathrm{PS}}_m=\frac{1}{k^{2}w}\underset{j=0}{\overset{w-1}{\mathrm{\Σ}}}{\left|{\stackrel{\‾}{H}}_{m,j}\right|}^2$

功率计算模块35，还用以分别计算各用户的子载波平均信号功率：

${\mathrm{PS}}_v=\frac{1}{k^{2}w}\underset{j=0}{\overset{w-1}{\mathrm{\Σ}}}{\left|{\stackrel{\‾}{H}}_{v,j}\right|}^2;$

计算子载波总平均功率：

$P=\frac{1}{n}\underset{j=0}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}{\left|{\hat{H}}_j\right|}^2;$

以及计算子载波上干扰噪声平均功率为：

$\mathrm{PN}=P-\underset{v=1}{\overset{U}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{PS}}_v;$

载波干扰信噪比计算模块36，用以根据功率计算模块35计算出的子载波上干扰噪声平均功率和用户的子载波平均信号功率，来计算用户的载波干扰信噪比：

${\mathrm{CINR}}_m=\frac{{\mathrm{PS}}_m}{\mathrm{PN}}$

下面将以不同应用场景下的具体应用实例来详细说明本发明实施方案。

第一应用实例：

在LTE PUSCH中，其中PUSCH导频结构如图4所示，假设有2个终端设备在48个子载波上传输，n_cs在第一个时隙上为0和6，即 $n_{\mathrm{cs}}^1=0,$ $n_{\mathrm{cs}}^2=6,$ 这里的q等于12。

则将n_cs ¹、n_cs ²，以及q的取值代入公式(3)，即在本应用实例中接收机接收到得导频信号为：

$Y=H_1{e}^{j2\mathrm{\π}*0/12}X+H_2{e}^{j2\mathrm{\π}*6/12}X+\mathrm{NI}$

$=H_{1}X+H_2{e}^{\mathrm{j\π}}X+\mathrm{NI}$

利用公式(4)对用户一进行处理，即去除用户一的已知发送序列e^j2π*0/12X得到：

$\hat{H}=H_1+H_2{e}^{j\mathrm{\π}}+{\mathrm{NI}}^{\′}$

${\mathrm{\α}}_2=n_{\mathrm{cs}}^2-n_{\mathrm{cs}}^1=6,$ 则α＝min(|α_v|)＝6，则

根据公式(5)进行分组，这个时候有两种分组方式：

分组一：

采用该方式分组所得到的组数w＝24。

分组二：采用该方式分组所得到的组数w＝47。

利用公式(6)～(9)的处理来对进行用户分离得到用户一的信道响应关系式为：

Q₁＝2Ha₁+Na

其中

Q₁＝[Q_1，0Q_1，1…Q_1，w-1]^T

Ha₁＝[H_1，0H_1，1…H_1，w-1]^T

$\mathrm{Na}={\left[\begin{array}{cccc}{N}_{1,0}^{\′\′}& N_{1,1}^{\′\′}& \·\·\·& N_{1,w-1}^{\′\′}\end{array}\right]}^T$

将得到的用户一的信道响应关系式和根据分组方式确定的组数w的取值代入公式(10)，计算用户一在子载波上的平均信号功率：

${\mathrm{PS}}_1=\frac{1}{4w}\underset{j=0}{\overset{w-1}{\mathrm{\Σ}}}{\left|{\stackrel{\‾}{H}}_{1,j}\right|}^2$

对用户二进行处理，去除用户二的已知发送序列e^j2π*6/12X，得到：

$\hat{H}=H_2+H_1{e}^{-j\mathrm{\π}}+{\mathrm{NI}}^{\′}$

${\mathrm{\α}}_2=n_{\mathrm{cs}}^1-n_{\mathrm{cs}}^2=-6,$ 则α＝min(|α_v|)＝6，则

利用公式(5)进行分组，分组方式与用户一相同。

利用公式(6)～(9)的处理来对进行用户分离得到用户二的信道响应关系式：

Q₂＝Ha₂+Na

其中：

Q₂＝[Q_2，0Q_2，1…Q_2，w-1]^T

Ha₂＝[H_2，0H_2，1…H_2，w-1]^T

$\mathrm{Na}={\left[\begin{array}{cccc}{N}_{2,0}^{\′\′}& N_{2,1}^{\′\′}& \·\·\·& N_{2,w-1}^{\′\′}\end{array}\right]}^T$

将得到的用户二的信道响应关系式和根据分组方式确定的组数w的取值代入公式(10)，计算用户二在子载波上的平均信号功率为：

${\mathrm{PS}}_2=\frac{1}{4w}\underset{j=0}{\overset{w-1}{\mathrm{\Σ}}}{\left|{\stackrel{\‾}{H}}_{2,j}\right|}^2$

利用公式(11)求子载波上的总平均功率为：

$P=\frac{1}{48}\underset{j=0}{\overset{47}{\mathrm{\Σ}}}{\left|{\hat{H}}_j\right|}^2$

利用公式(12)求噪声平均功率为：

PN＝P-PS₁-PS₂

利用公式(13)求用户一的载波干扰噪声比为：

${\mathrm{CINR}}_1=\frac{{\mathrm{PS}}_1}{\mathrm{PN}}$

利用公式(13)求用户二的载波干扰噪声比为：

${\mathrm{CINR}}_2=\frac{{\mathrm{PS}}_2}{\mathrm{PN}}$

第二应用实例：

在LTE PUSCH中，其中PUSCH导频结构如图4所示，假设有2个终端设备在48个子载波上传输，n_cs在第一个时隙上为1和5，即 $n_{\mathrm{cs}}^1=1,$ $n_{\mathrm{cs}}^2=5,$ 这里的q等于12。

则将n_cs ¹、n_cs ²，以及q的取值代入公式(3)，即在本应用实例中接收机接收到的导频信号为：

$Y=H_1{e}^{j2\mathrm{\π}/12}X+H_2{e}^{j2\mathrm{\π}*5/12}X+\mathrm{NI}$

$=H_1{e}^{\mathrm{j\π}/6}X+H_2{e}^{j5\mathrm{\π}/6}X+\mathrm{NI}$

利用公式(4)对用户一进行处理，即去除用户一的已知发送序列e^jπ/6X得到：

$\hat{H}=H_1+H_2{e}^{j2\mathrm{\π}/3}+{\mathrm{NI}}^{\′}$

${\mathrm{\α}}_2=n_{\mathrm{cs}}^2-n_{\mathrm{cs}}^1=4,$ 则α＝min(|α_v|)＝4，则根据公式(5)进行分组，较佳地，可以选取以下两种分组方式：

分组一：

采用该方式分组所得到的组数w＝16。

分组二：

采用该方式分组所得到的组数w＝46。

利用公式(6)～(9)的处理来对进行用户分离得到用户一的信道响应关系式为：

Q₁＝3Ha₁+Na

其中：

Q₁＝[Q_1，0Q_1，1…Q_1，w-1]^T

Ha₁＝[H_1，0H_1，1…H_1，w-1]^T

$\mathrm{Na}={\left[\begin{array}{cccc}{N}_{1,0}^{\′\′}& N_{1,1}^{\′\′}& \·\·\·& N_{1,w-1}^{\′\′}\end{array}\right]}^T$

将得到的用户一的信道响应关系式和根据分组方式确定的组数w的取值代入公式(10)，计算用户一在子载波上的平均信号功率：

${\mathrm{PS}}_1=\frac{1}{9w}\underset{j=0}{\overset{w-1}{\mathrm{\Σ}}}{\left|{\stackrel{\‾}{H}}_{1,j}\right|}^2$

对用户二进行处理，即去除用户二的已知发送序列e^j2π*5/12X，得到：

$\hat{H}=H_2+H_1{e}^{-j2\mathrm{\π}/3}+{\mathrm{NI}}^{\′}$

${\mathrm{\α}}_2=n_{\mathrm{cs}}^1-n_{\mathrm{cs}}^2=-4,$ 则α＝min(|α_v|)＝4，则

利用公式(5)进行分组，分组方式与用户一相同。

利用公式(6)～(9)的处理来对进行用户分离得到用户二的信道响应关系式：

Q₂＝3Na₂+Na

其中：

Q₂＝[Q_2，0Q_2，1…Q_2，w-1]^T

Na₂＝[N_2，0H_2，1…H_2，w-1]^T

$\mathrm{Na}={\left[\begin{array}{cccc}{N}_{2,0}^{\′\′}& N_{2,1}^{\′\′}& \·\·\·& N_{2,w-1}^{\′\′}\end{array}\right]}^T$

将得到的用户二的信道响应关系式和根据分组方式确定的组数w的取值代入公式(10)，计算用户二在子载波上的平均信号功率为：

${\mathrm{PS}}_2=\frac{1}{9w}\underset{j=0}{\overset{w-1}{\mathrm{\Σ}}}{\left|{\stackrel{\‾}{H}}_{2,j}\right|}^2$

利用公式(11)求子载波上的总平均功率为：

$P=\frac{1}{48}\underset{j=0}{\overset{47}{\mathrm{\Σ}}}{\left|{\hat{H}}_j\right|}^2$

利用公式(12)求噪声平均功率为：

PN＝P-PS₁-PS₂

利用公式(13)求用户一的载波干扰噪声比为：

${\mathrm{CINR}}_1=\frac{{\mathrm{PS}}_1}{\mathrm{PN}}$

利用公式(13)求用户二的载波干扰噪声比为：

${\mathrm{CINR}}_2=\frac{{\mathrm{PS}}_2}{\mathrm{PN}}$

第三应用实例：

在LTE PUSCH中，其中PUSCH导频结构如图4所示，假设有3个终端设备在48个子载波上传输，n_cs在第一个时隙上为1、5、9，即 $n_{\mathrm{cs}}^1=1,$ $n_{\mathrm{cs}}^2=5,$ $n_{\mathrm{cs}}^3=9,$ 这里的q等于12。

则将n_cs ¹、n_cs ²、n_cs ³，以及q的取值代入公式(3)，即在本应用实例中接收机接收到得导频信号为：

$Y=H_1{e}^{j2\mathrm{\π}*1/12}X+H_2{e}^{j2\mathrm{\π}*5/12}X+H_3{e}^{j2\mathrm{\π}*9/12}X+\mathrm{NI}$

$=H_1{e}^{\mathrm{j\π}/6}X+H_2{e}^{j5\mathrm{\π}/6}X+H_3{e}^{j9\mathrm{\π}/6}X+\mathrm{NI}$

利用公式(4)对用户一进行处理，即去除用户一的已知发送序列e^jπ/6X得到：

$\hat{H}=H_1+H_2{e}^{j2\mathrm{\π}/3}+H_3{e}^{j4\mathrm{\π}/3}+{\mathrm{NI}}^{\′}$

${\mathrm{\α}}_2=n_{\mathrm{cs}}^2-n_{\mathrm{cs}}^1=4,$ ${\mathrm{\α}}_3=n_{\mathrm{cs}}^3-n_{\mathrm{cs}}^1=8$ 则α＝min(|α_v|)＝4，

根据公式(5)进行分组，较佳地，可以选取以下两种分组方式：

分组一：

采用该方式分组所得到的组数w＝16。

分组二：

采用该方式分组所得到的组数w＝46。

利用公式(6)～(9)的处理来对进行用户分离得到用户一的信道响应关系式为：

Q₁＝3Ha₁+Na

其中：

Q₁＝[Q_1，0Q_1，1…Q_1，w-1]^T

Na₁＝[H_1，0H_1，1…H_1，w-1]^T

$\mathrm{Na}={\left[\begin{array}{cccc}{N}_{1,0}^{\′\′}& N_{1,1}^{\′\′}& \·\·\·& N_{1,w-1}^{\′\′}\end{array}\right]}^T$

将得到的用户一的信道响应关系式和根据分组方式确定的组数w的取值代入公式(10)，计算用户一在子载波上的平均信号功率为：

${\mathrm{PS}}_1=\frac{1}{9w}\underset{j=0}{\overset{w-1}{\mathrm{\Σ}}}{\left|{\stackrel{\‾}{H}}_{1,j}\right|}^2$

对用户二进行处理，即去除用户二的已知发送序列e^j2π*5/12X，得到：

$\hat{H}=H_1{e}^{-j4\mathrm{\π}/3}+H_2+H_3{e}^{j4\mathrm{\π}/3}+{\mathrm{NI}}^{\′}$

${\mathrm{\α}}_2=n_{\mathrm{cs}}^1-n_{\mathrm{cs}}^2=-4,$ ${\mathrm{\α}}_3=n_{\mathrm{cs}}^3-n_{\mathrm{cs}}^2=4$ 则α＝min(|α_v|)＝4，

利用公式(5)进行分组，分组方式与用户一相同。

利用公式(6)～(9)的处理来对进行用户分离得到用户二的信道响应关系式：

Q₂＝3Ha₂+Na

其中：

Q₂＝[Q_2，0Q_2，1…Q_2，w-1]^T

Ha₂＝[H_2，0H_2，1…H_2，w-1]^T

$\mathrm{Na}={\left[\begin{array}{cccc}{N}_{2,0}^{\′\′}& N_{2,1}^{\′\′}& \·\·\·& N_{2,w-1}^{\′\′}\end{array}\right]}^T$

将得到的用户二的信道响应关系式和根据分组方式确定的组数w的取值代入公式(10)，计算用户二在子载波上的平均信号功率为：

${\mathrm{PS}}_2=\frac{1}{4w}\underset{j=0}{\overset{w-1}{\mathrm{\Σ}}}{\left|{\stackrel{\‾}{H}}_{2,j}\right|}^2$

对用户三进行处理，去除用户三的已知发送序列e^j2π*9/12X，得到：

$\hat{H}=H_1{e}^{-j8\mathrm{\π}/3}+H_2{e}^{-j4\mathrm{\π}/3}+H_3+{\mathrm{NI}}^{\′}$

${\mathrm{\α}}_2=n_{\mathrm{cs}}^1-n_{\mathrm{cs}}^3=-8$ ${\mathrm{\α}}_3=n_{\mathrm{cs}}^2-n_{\mathrm{cs}}^3=4$ 则α＝min(|α_v|)＝4，

利用公式(5)进行分组，分组方式和用户一相同。

利用公式(6)～(9)的处理来对进行用户分离得到用户三的信道响应关系式：

Q₃＝3Ha₃+Na

其中：

Q₃＝[Q_3，0Q_3，1…Q_3，w-1]^T

Ha₃＝[H_3，0H_3，1…H_3，w-1]^T

$\mathrm{Na}={\left[\begin{array}{cccc}{N}_{3,0}^{\′\′}& N_{3,1}^{\′\′}& \·\·\·& N_{3,w-1}^{\′\′}\end{array}\right]}^T$

将得到的用户三的信道响应关系式和根据分组方式确定的组数w的取值代入公式(10)，计算用户三在子载波上的平均信号功率为：

${\mathrm{PS}}_3=\frac{1}{4w}\underset{j=0}{\overset{w-1}{\mathrm{\Σ}}}{\left|{\stackrel{\‾}{H}}_{3,j}\right|}^2$

利用公式(11)求子载波上的总平均功率为：

$P=\frac{1}{48}\underset{j=0}{\overset{47}{\mathrm{\Σ}}}{\left|{\hat{H}}_j\right|}^2$

利用公式(12)求噪声平均功率为：

PN＝P-PS₁-PS₂-PS₃

利用公式(13)求用户一的载波干扰噪声比为：

${\mathrm{CINR}}_1=\frac{{\mathrm{PS}}_1}{\mathrm{PN}}$

利用公式(13)求用户二的载波干扰噪声比为：

${\mathrm{CINR}}_2=\frac{{\mathrm{PS}}_2}{\mathrm{PN}}$

利用公式(13)求用户三的载波干扰噪声比为：

${\mathrm{CINR}}_3=\frac{{\mathrm{PS}}_2}{\mathrm{PN}}$

第四应用实例：

在LTE Sounding参考信号中，其中Sounding参考信号的结构如图5所示，有2个终端设备在48个子载波上传输，n_cs在第一个时隙上为0和4，即 $n_{\mathrm{cs}}^1=0,$ $n_{\mathrm{cs}}^2=4,$ 这里的q等于8。

将n_cs ¹，n_cs ²，以及q的取值代入公式(3)，即在本应用实例中接收机接收到得Sounding参考信号为：

$Y=H_1{e}^{j2\mathrm{\π}*0/8}X+H_2{e}^{j2\mathrm{\π}*4/8}X+\mathrm{NI}$

$=H_{1}X+H_2{e}^{\mathrm{j\π}}X+\mathrm{NI}$

利用公式(4)对用户一进行处理，即去除用户一的已知发送序列e^j2π*0/8X得到：

$\hat{H}=H_1+H_2{e}^{\mathrm{j\π}}+{\mathrm{NI}}^{\′}$

${\mathrm{\α}}_2=n_{\mathrm{cs}}^2-n_{\mathrm{cs}}^1=4,$ 则α＝min(|α_v|)＝4，则

根据公式(5)进行分组，这个时候有两种分组方式：

分组一：

采用该方式分组所得到的组数w＝24。

分组二：

采用该方式分组所得到的组数w＝47。

利用公式(6)～(9)的处理来对进行用户分离得到用户一的信道响应关系式为：

Q₁＝2Ha₁+Na

其中：

Q₁＝[Q_1，0Q_1，1…Q_1，w-1]^T

Ha₁＝[H_1，0H_1，1…H_1，w-1]^T

$\mathrm{Na}={\left[\begin{array}{cccc}{N}_{1,0}^{\′\′}& N_{1,1}^{\′\′}& \·\·\·& N_{1,w-1}^{\′\′}\end{array}\right]}^T$

将得到的用户一的信道响应关系式和根据分组方式确定的组数w的取值代入公式(10)，计算用户一在子载波上的平均信号功率为：

${\mathrm{PS}}_1=\frac{1}{4w}\underset{j=0}{\overset{w-1}{\mathrm{\Σ}}}{\left|{\stackrel{\‾}{H}}_{1,j}\right|}^2$

对用户二进行处理，即去除用户二的已知发送序列e^j2π*4/8X，得到：

$\hat{H}=H_2+H_1{e}^{-\mathrm{j\π}}+{\mathrm{NI}}^{\′}$

${\mathrm{\α}}_2=n_{\mathrm{cs}}^1-n_{\mathrm{cs}}^2=-4,$ 则α＝min(|α_v|)＝4，则

利用公式(5)进行分组，分组方式与用户一相同。

利用公式(6)～(9)的处理来对进行用户分离得到用户二的信道响应关系式为：

Q₂＝Ha₂+Na

其中：

Q₂＝[Q_2，0Q_2，1…Q_2，w-1]^T

Ha₂＝[H_2，0H_2，1…H_2，w-1]^T

$\mathrm{Na}={\left[\begin{array}{cccc}{N}_{2,0}^{\′\′}& N_{2,1}^{\′\′}& \·\·\·& N_{2,w-1}^{\′\′}\end{array}\right]}^T$

将得到的用户二的信道响应关系式和根据分组方式确定的组数w的取值代入公式(10)，计算用户二在子载波上的平均信号功率为：

${\mathrm{PS}}_2=\frac{1}{4w}\underset{j=0}{\overset{w-1}{\mathrm{\Σ}}}{\left|{\stackrel{\‾}{H}}_{2,j}\right|}^2$

利用公式(11)求子载波上的总平均功率为：

$P=\frac{1}{48}\underset{j=0}{\overset{47}{\mathrm{\Σ}}}{\left|{\hat{H}}_j\right|}^2$

利用公式(12)求噪声平均功率为：

PN＝P-PS₁-PS₂

利用公式(13)求用户一的载波干扰噪声比为：

${\mathrm{CINR}}_1=\frac{{\mathrm{PS}}_1}{\mathrm{PN}}$

利用公式(13)求用户二的载波干扰噪声比为：

${\mathrm{CINR}}_2=\frac{{\mathrm{PS}}_2}{\mathrm{PN}}$

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，本领域技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种载波干扰噪声比的测量方法，其特征在于，包括步骤：

步骤(a)，将接收到的导频信号Y去除一欲分离得到的用户的已知发送序列

得到

${\hat{H}}_m=Y^{*}{\left(e^{{j2\mathrm{\πn}}_{\mathrm{cs}}^m/q}X\right)}^{*}$

$=(\underset{v=1}{\overset{U}{\mathrm{\Σ}}}{H}_v{e}^{j{2\mathrm{\πn}}_{\mathrm{cs}}^v/q}X+\mathrm{NI})*\left({\left(e^{j{2\mathrm{\πn}}_{\mathrm{cs}}^m/q}X\right)}^{*}\right)$

$=H_m+\underset{v=1}{\overset{m-1}{\mathrm{\Σ}}}{H}_v{e}^{j{2\mathrm{\π\α}}_v/q}+\underset{v=m+1}{\overset{U}{\mathrm{\Σ}}}{H}_v{e}^{j{2\mathrm{\π\α}}_v/q}+{\mathrm{NI}}^{\′}$

其中，

U为总的用户数；m∈[1，U]；v∈[1，U]；H_v为用户v的信道冲击响应；

为用户v的循环偏移，

q为最大用户数；X为导频的母码序列；NI为干扰噪声；

表示

的共轭；

步骤(b)，计算k＝[q/min|α_v|]，对

进行分组，令每组包含k个相邻的子载波，每组内的子载波分别为：

${\hat{H}}_{m,i}=H_{m,i}+\underset{v=1}{\overset{m-1}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{v,i}{e}^{j{2\mathrm{\π\α}}_{v}i/q}+\underset{v=m+1}{\overset{U}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{v,j}{e}^{j{2\mathrm{\π\α}}_{v}i/q}+{\mathrm{NI}}_i^{\′}$

${\hat{H}}_{m,i+1}=H_{m,i+1}+\underset{v=1}{\overset{m-1}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{v,i+1}{e}^{j{2\mathrm{\π\α}}_v(i+1)/q}+\underset{v=m+1}{\overset{U}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{v,i+1}{e}^{j{2\mathrm{\π\α}}_v(i+1)/q}+{\mathrm{NI}}_{i+1}^{\′}$

.

.

.

${\hat{H}}_{m,i+k-1}=H_{m,i+k-1}+\underset{v=1}{\overset{m-1}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{v,i+k-1}{e}^{j{2\mathrm{\π\α}}_v(i+k-1)/q}+\underset{v=m+1}{\overset{U}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{v,i+k-1}{e}^{j{2\mathrm{\π\α}}_v(i+k-1)/q}+{\mathrm{NI}}_{i+k-1}^{\′}$

其中，i∈[0，n-k]，n为子载波总数；

步骤(c)，将每组内的子载波进行累加，以分离得到该用户的信道响应关系式：

$\underset{h=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{\hat{H}}_{m,i+h}=\underset{h=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{m,i+h}+\underset{v=1}{\overset{m-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{h=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{v,i+h}{e}^{j{2\mathrm{\π\α}}_v(i+h)/q}+\underset{v=m+1}{\overset{U}{\mathrm{\Σ}}}\underset{h=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{v,i+h}{e}^{j{2\mathrm{\π\α}}_v(i+h)/q}+\underset{h=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{NI}}_{i+h}^{\′}$

$\≈\underset{h=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{m,i+h}+\underset{h=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{NI}}_{i+h}^{\′};$

步骤(d)，令

对步骤(c)中该用户的各组子载波累加式进行变形，得到Q_m，i＝kH_m，j+N″_i；

步骤(e)，将经步骤(d)处理后的该用户的各组子载波累加式按照如下方法处理得到该用户的信道响应关系式Q_m＝kHa_m+Na，其中：

Q_m＝[Q_m，0 Q_m，1 … Q_m，w-1]^T

Ha_m＝[H_m，0 H_m，1 … H_m，w-1]^T

Na＝[N″_m，0 N″_m，1 … N″_m，w-1]^T；

根据得到的该用户的信道响应关系式，做最小平方(LS)信道估计，得到该用户的信道冲击响应然后根据下述公式计算得到该用户的子载波平均信号功率：

${\mathrm{PS}}_m=\frac{1}{k^{2}w}\underset{j=0}{\overset{w-1}{\mathrm{\Σ}}}{\left|{\stackrel{\‾}{H}}_{m,j}\right|}^2;$

分别计算各用户的子载波平均信号功率：

${\mathrm{PS}}_v=\frac{1}{k^{2}w}\underset{j=0}{\overset{w-1}{\mathrm{\Σ}}}{\left|{\stackrel{\‾}{H}}_{v,j}\right|}^2;$

计算子载波总平均功率：

$P=\frac{1}{n}\underset{j=0}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}{\left|{\hat{H}}_j\right|}^2;$

计算子载波上干扰噪声平均功率为：

$\mathrm{PN}=P-\underset{v=1}{\overset{U}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{PS}}_v;$

计算该用户的载波干扰信噪比为：

${\mathrm{CINR}}_m=\frac{{\mathrm{PS}}_m}{\mathrm{PN}}.$

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

在对

进行分组时，令相邻两组内至少存在一个不相同的子载波；

分组得到的组数w由子载波总数n、每组内的子载波数k，以及相邻两组内不相同的子载波数来确定。

3.一种载波干扰噪声比的测量装置，其特征在于，包括预处理模块、分组模块，以及用户分离模块，其中：

预处理模块，用以接收到导频信号Y后从中去除一欲分离得到的用户的已知发送序列

得到

${\hat{H}}_m=Y^{*}{\left(e^{{j2\mathrm{\πn}}_{\mathrm{cs}}^m/q}X\right)}^{*}$

$=(\underset{v=1}{\overset{U}{\mathrm{\Σ}}}{H}_v{e}^{j{2\mathrm{\πn}}_{\mathrm{cs}}^v/q}X+\mathrm{NI})*\left({\left(e^{j{2\mathrm{\πn}}_{\mathrm{cs}}^m/q}X\right)}^{*}\right)$

$=H_m+\underset{v=1}{\overset{m-1}{\mathrm{\Σ}}}{H}_v{e}^{j{2\mathrm{\π\α}}_v/q}+\underset{v=m+1}{\overset{U}{\mathrm{\Σ}}}{H}_v{e}^{j{2\mathrm{\π\α}}_v/q}+{\mathrm{NI}}^{\′}$

其中，

U为总的用户数；m∈[1，U]；v∈[1，U]；H_v为用户v的信道冲击响应；

为用户v的循环偏移，

q为最大用户数；X为导频的母码序列；NI为干扰噪声；

表示

的共轭；

分组模块，用以根据预处理模块得到的α_v的取值，计算k＝[q/min|α_v|]，对

进行分组，令每组包含k个相邻的子载波，每组内的子载波分别为：

${\hat{H}}_{m,i}=H_{m,i}+\underset{v=1}{\overset{m-1}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{v,i}{e}^{j{2\mathrm{\π\α}}_{v}i/q}+\underset{v=m+1}{\overset{U}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{v,i}{e}^{j{2\mathrm{\π\α}}_{v}i/q}+{\mathrm{NI}}_i^{\′}$

${\hat{H}}_{m,i+1}=H_{m,i+1}+\underset{v=1}{\overset{m-1}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{v,i+1}{e}^{j{2\mathrm{\π\α}}_v(i+1)/q}+\underset{v=m+1}{\overset{U}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{v,i+1}{e}^{j{2\mathrm{\π\α}}_v(i+1)/q}+{\mathrm{NI}}_{i+1}^{\′}$

.

.

.

${\hat{H}}_{m,i+k-1}=H_{m,i+k-1}+\underset{v=1}{\overset{m-1}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{v,i+k-1}{e}^{j{2\mathrm{\π\α}}_v(i+k-1)/q}+\underset{v=m+1}{\overset{U}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{v,i+k-1}{e}^{j{2\mathrm{\π\α}}_v(i+k-1)/q}+{\mathrm{NI}}_{i+k-1}^{\′}$

其中，i∈[0，n-k]，n为子载波总数；

用户分离模块，用以对分组模块分出的该用户各组内的子载波进行累加，以分离得到该用户的信道响应关系式：

$\underset{h=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{\hat{H}}_{m,i+h}=\underset{h=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{m,i+h}+\underset{v=1}{\overset{m-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{h=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{v,i+h}{e}^{j{2\mathrm{\π\α}}_v(i+h)/q}+\underset{v=m+1}{\overset{U}{\mathrm{\Σ}}}\underset{h=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{v,i+h}{e}^{j{2\mathrm{\π\α}}_v(i+h)/q}+\underset{h=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{NI}}_{i+h}^{\′}$

$\≈\underset{h=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{m,i+h}+\underset{h=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{NI}}_{i+h}^{\′};$

用户分离模块，还用以令

对该用户各组子载波累加式进行变形，得到Q_m，i＝kH_m，i+N″_i；以及

将经所述变形后的该用户的各组子载波累加式按照如下方法处理得到该用户的信道响应关系式Q_m＝kHa_m+Na，其中：

Q_m＝[Q_m，0 Q_m，1 … Q_m，w-1]^T

Ha_m＝[H_m，0 H_m，1 … H_m，w-1]^T

Na＝[N″_m，0 N″_m，1 … N″_m，w-1]^T；

所述装置还包括信道估计模块和功率计算模块，其中：

信道估计模块，用以根据分组模块计算出的用户的信道响应关系式，做最小平方(LS)信道估计，得到用户的信道冲击响应

功率计算模块，用以根据用户的信道冲击响应

采用下述公式计算得到用户的子载波平均信号功率：

${\mathrm{PS}}_m=\frac{1}{k^{2}w}\underset{j=0}{\overset{w-1}{\mathrm{\Σ}}}{\left|{\stackrel{\‾}{H}}_{m,j}\right|}^2;$

所述装置还包括载波干扰信噪比计算模块，

功率计算模块，还用以分别计算各用户的子载波平均信号功率：

${\mathrm{PS}}_v=\frac{1}{k^{2}w}\underset{j=0}{\overset{w-1}{\mathrm{\Σ}}}{\left|{\stackrel{\‾}{H}}_{v,j}\right|}^2;$

计算子载波总平均功率：

$P=\frac{1}{n}\underset{j=0}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}{\left|{\hat{H}}_j\right|}^2;$

以及计算子载波上干扰噪声平均功率为：

$\mathrm{PN}=P-\underset{v=1}{\overset{U}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{PS}}_v;$

载波干扰信噪比计算模块，用以根据功率计算模块计算出的子载波上干扰噪声平均功率和用户的子载波平均信号功率，来计算用户的载波干扰信噪比：

${\mathrm{CINR}}_m=\frac{{\mathrm{PS}}_m}{\mathrm{PN}}.$

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于：

分组模块对

进行分组时，令相邻两组内至少存在一个不相同的子载波；以及根据子载波总数n、每组内的子载波数k，以及相邻两组内不相同的子载波数来确定分组得到的组数w。

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