CN102201879A - Lte系统干扰噪声的测量方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LTE系统干扰噪声的测量方法及设备,其方法主要为:获取频域公共参考信号与本地参考信号,经解相关处理得到噪声信道响应;在设定的时间频率区域内,基于噪声信道响应、频域12个子载波和时域1个子帧分别对各个资源块的瞬时干扰噪声量进行测量;在时间域内平滑处理各个瞬时干扰噪声量,获取对应各个资源块的干扰噪声测量值输出。通过本发明公开的方法和设备,在考虑干扰噪声的特性,以及不依赖信道估计的情况下,针对信道本身的时变或频变特性进行相关的处理,避免信道本身的时变或频变特性降低干扰噪声测量的精度。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域,更具体的说是,涉及一种LTE(Long TermEvolution system,长期演进系统)干扰噪声的测量方法及设备。
背景技术
3GPP LTE项目是3G的演进,3GPP LTE是3G与4G技术之间的一个过度,是当前被广泛认可的无线通信技术,由于其支持高速度(350km/h)、大小区半径(最大半径为100公里),以及灵活的宽带配置(1.4MHz-2.0MHz),已经成为下一代移动通信技术的标准之一,就目前的发展来说是3.9G的全球标准,其增强了3G的空中接入技术,采用OFDM和MIMO作为其无线网络演进的唯一标准。
在LTE系统中,接收端SINR(Signal to Interference plus Noise Ration,信干噪比)的测量是物理层测量的关键参数之一,其测量的结果对链路状态监测、自适应编码调制、空分复用均衡等模块均有重要意义。在现有技术中LTE系统采用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,正交频分复用)技术,传输的资源位置由时间、频率二维资源网格指示,在网格中每个方格表示1个OFDM符号上的1个子载波。
现有技术中,LTE系统中定义一个正常子帧的长度为1ms(毫秒),每个正常子帧由2个0.5ms的时隙构成,二维网格则由频域上12个子载波,时域上1个时隙构成并将其定义为资源块。如图1给出的基站具备4个公共天线端口的下行公共参考信号在二维网格的资源位置,图1中只给出了频域12个子载波,时域1个子帧的资源网格。其中,R0、R1、R2、R3的分布分别对应表示天线端口0、1、2、3发送的参考信号。图1示出的是正常循环前缀,图2示出的是扩展循环前缀,图1和图2中的f表示频率、l表示时域符号索引、RT表示偶数时隙,LT表示奇数时隙。
在现有技术中采用两种方式,利用公共参考信号实现对LTE系统干扰噪声的测量。第一种:对接收的频域公共参考信号r,进行本地相关,得到噪声信道响应y,具体为:
yk,l=hk,l+Ik,l+wk,l (1)
其中,I为干扰,w为加性高斯噪声。对y进行信道估计,得到去噪后的信道响应h,统计(y-h)在一个子帧内所有资源位置的能量平均作为对干扰噪声的测量。具体的能量平均为:
其中,k表示频率子载波索引,l表示时域符号索引。
但是,由于采用上述现有技术中的两种方式对LTE系统干扰噪声进行测量的过程中只考虑了在有效带宽内的白噪声,而都没有考虑干扰的特性,而第一种方式太过于依赖信道估计,而第二种方式则太过于依赖信道响应的特性,因此采用上述两种方式都会影响对干扰噪声进行测量的精度。而在实际的LTE系统中,特别时在OFDM系统中,由于频选调度是其主要的调度方式,这样在多小区同频组网时,不同频率位置的干扰情况可以相差很大,直接平均的结果未能反映不同频带的干扰变化,导致系统性能恶化。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种LTE系统干扰噪声的测量方法及设备,以克服现有技术中太过于依赖信道估计或信道响应,造成降低干扰噪声测量精度的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种LTE系统干扰噪声的测量方法,包括:
获取频域公共参考信号与本地参考信号,经解相关处理得到噪声信道响应;
在设定的时间频率区域内,基于所述噪声信道响应、频域预设子载波和时域预设子帧分别对各个资源块的瞬时干扰噪声量进行测量;
在时间域内平滑处理各个所述瞬时干扰噪声量,获取对应各个所述资源块的干扰噪声测量值,输出。
优选地,在获取对应各个所述资源块的干扰噪声时,还包括:
获取具有相同干扰特性的子带内的所述资源块的干扰噪声进行平均处理,获取所述子带干扰噪声测量值,输出。
优选地,在获取对应各个所述资源块的干扰噪声时,还包括:
获取整个宽带内的所述资源块的干扰噪声进行平均处理,获取所述宽带干扰噪声测量值,输出。
优选地,包括:
在设定的时域区域内,信道响应的变换存在线性变化或2阶多项式变化,时域和频域的变化相互对立。
优选地,在设定的时域区域内,当所述信道响应的变换满足线性变化,所述时域仅在一个时隙内保持线性关系时,所述频域在12个子载波内保持线性关系。
优选地,在设定的时域区域内,当所述信道响应的变换满足线性变化,所述时域在一个子帧内保持线性关系时,所述频域仅在6个子载波内保持线性关系。
优选地,还包括:所述本地参考信息为多播广播单频网络参考信号时,采用所述多播广播单频网络参考信号对干扰噪声进行测量。
一种LTE系统干扰噪声的测量设备,包括:
相关单元,用于获取频域公共参考信号与本地参考信号进行解相关处理,得到噪声信道响应;
干扰噪声测量单元,用于在设定的时域区域内,基于所述噪声信道响应、频域预设子载波和时域预设子帧分别对各个资源块的瞬时干扰噪声量进行测量;
时域平滑单元,用于在所述时域内平滑处理各个所述瞬时干扰噪声量,获取对应各个所述资源块的干扰噪声,输出。
优选地,还包括:
频域平均单元,用于获取时域平滑单元中具有相同干扰特性的子带或整个宽带内的所述资源块的干扰噪声进行平均处理,获取所述子带干扰噪声测量值或宽带干扰噪声测量值,输出。
优选地,所述设备设置于LTE系统中,用于测量LTE系统中每个资源分配单元内的干扰噪声水平。
经由上述的技术方案可知,与现有技术相比,本发明公开了一种LTE系统干扰噪声的测量方法及设备,通过获取频域公共参考信号与本地参考信号,经解相关处理得到噪声信道响应,并在设定的时域区域内,基于所述噪声信道响应、频域12个子载波和时域1个子帧分别对各个资源块的瞬时干扰噪声量进行测量;最后,在该时域内平滑处理各个所述瞬时干扰噪声量,获取对应各个所述资源块的干扰噪声测量值,输出。在本发明所公开的方法中不依赖信道估计,并在基于信道响应测量干扰噪声时,针对信道本身的时变或频变特性进行相关的处理,避免信道本身的时变或频变特性降低干扰噪声测量的精度,实现对干扰噪声的准确测量,获取宽带内精确的干扰噪声测量值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为现有技术中基站具备4个公共天线端口的下行公共参考信号在二维网格的资源位置的一个示意图;
图2为现有技术中基站具备4个公共天线端口的下行公共参考信号在二维网格的资源位置的另一个示意图;
图3为本发明实施例一公开的一种LTE系统干扰噪声的测量方法的流程图;
图4为本发明实施例二公开的一种LTE系统干扰噪声的测量方法的流程图;
图5为本发明示例一公开的在二维网格上实施测量的示意图;
图6为本发明示例二公开的在正常循环前缀下对天线端口实施测量的示意图;
图7为本发明示例三公开的在正常循环前缀下对天线端口实施测量的示意图;
图8为本发明示例四公开的正常循环前缀下对天线端口实施测量的示意图;
图9为本发明示例五公开的在多播广播单频网络下实施测量的示意图;
图10为本发明实施例公开的一种LTE系统干扰噪声的测量设备的结构示意图。
具体实施方式
为了引用和清楚起见,下文中使用的技术名词的说明、简写或缩写总结如下:
LTE:Long Term Evolution system,长期演进系统;
SINR:Signal to Interference plus Noise Ration,信干噪比;
OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing,正交频分复用;
MBSFN:Multicast Broadcast Single Frequency Network,多播广播单频网络。
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
由背景技术可知,现有技术中的两种方式对LTE系统干扰噪声进行测量的过程中只考虑在有效带宽内的白噪声,只通过统计一个子帧内所有资源位置的差值能量平均作为噪声方差估计值,由于,在测量的过程中忽略了干扰的特性,并且太过于依赖信道估计和信道响应,因此,在面多多小区同频组网时,不同频率位置存在相差较大的干扰情况时,采用现有技术中直接平均的结果并不能反映不同频带的干扰变化,导致系统性能恶化。
因此,本发明提供了一种LTE系统干扰噪声的测量方法及设备,在不依赖信道估计的情况下,其基本原理是在基于信道响应测量干扰噪声时,针对信道本身的时变或频变特性进行相关的处理,避免信道本身的时变或频变特性降低干扰噪声测量的精度,同时体现出各个频带内的干扰噪声水平。具体过程通过以下实施例进行说明。
实施例一
请参阅附图3,为本发明公开的一种LTE系统干扰噪声的测量方法的流程图,主要包括以下步骤:
步骤S101,获取频域公共参考信号r与本地参考信号S,经解相关处理,得到噪声信道响应y。
在执行步骤S101时,首先接收LTE系统中的频域公共参考信号r本地参考信号S,然后利用该公共参考信号r和本地参考信号S进行解相关处理,最终得到噪声信道响应y,具体过程可利用公式(4)表示为:
yk,l=rk.l/sk,l (4)
其中,k表示频率子载波索引,l表示时域符号索引。
步骤S102,在设定的时间频率区域内,基于所述噪声信道响应y、频域12个子载波和时域1个子帧分别对各个资源块的瞬时干扰噪声量Di进行测量。
在执行步骤S102时,在设定的时间频域区域内,即一定的时域和频域区域内,由于信道响应的变换存在线性变化或2阶多项式变化,时间域和频率域的变化相互对立,即时域和频域的变化是相互对立的。因此,在本发明中是以频域12个子载波、时域1个子帧为处理的基础,即当前所配置的预设频域子载波数为12个,配置的预设时域子帧数为1个,基于执行步骤S101获取到的噪声信道响应y分别对各个资源块的瞬时干扰噪声量Di进行测量。但是,需要说明的是,在实际操作中,采用其他的配置或是其他的应用场景本发明也同样适用。
步骤S103,在所述时域内平滑处理各个所述瞬时干扰噪声量Di,获取对应各个所述资源块的干扰噪声测量值Df,输出。
在执行步骤S103,针对每一个资源块的瞬时干扰噪声量Di进行平滑处理,并且只在设定的时间域中,即时域中进行平滑处理,具体过程可利用公式(5)表示为:
Dfi,n=(1-α)Dfi,n-1+Di (5)
其中,α为平滑因子,i表示资源块索引,n表示子帧索引
上述平滑因子可根据LTE系统的实际情况进行配置。
在上述本发明公开的实施例LTE系统采用了频选调度,最小调度单位为1个资源块,在进行处理的过程中可能每个资源块的干扰水平都是不一致的,一般情况下不进行平均,但是,如果接收机可以通过其他方式获知频域上的干扰状况,则在上述本发明公开的实施例一的基础上,可以增加进行频域平均的过程,请参阅附图4,主要在获取对应各个所述资源块的干扰噪声时,增加了步骤S104。
步骤S104,获取具有相同干扰特性的子带内或整个宽带内的所述资源块的干扰噪声进行平均处理,获取对应的子带干扰噪声测量值Ds或者宽带干扰噪声测量值Dw,输出。
在执行步骤S104时,考虑干扰特性,对具有相同干扰特性的一段频带(子带),或者是整个带宽(宽带)进行平均处理,最终获取对应的子带干扰噪声测量值Ds或者宽带干扰噪声测量值Dw输出。具体的过程可以通过公式(6)进行表示:
需要说明的是,在执行上述步骤的过程中,在执行步骤S102进行具体测量的过程中,基于在一定的时间频率区域内,由于信道响应的变换存在线性变化或2阶多项式变化,并且时域和频域的变化相互对立。其中,当信道响应的变换为线性变化时,以图1中正常循环前缀下天线端口0的测量为例,此时,利用h0,0表示k=0,l=0的信道响应,其中,k表示频率子载波索引,l表示时域符号索引,ΔF表示相邻子载波间隔,ΔT表示相邻OFDM符号间隔。基于前述的条件,可获知各个对应天线端口0的信道的频率特性H。
H6,0=H0,0+a*(6ΔF)2+b*(6ΔF) (7)
H3,4=H0,0+a*(3ΔF)2+b*(3ΔF)+c*(4ΔT)2+d*(4ΔT) (8)
H9,4=H0,0+a*(9ΔF)2+b*(9ΔF)+c*(4ΔT)2+d*(4ΔT) (9)
H0,7=H0,0+c*(7ΔT)2+d*(7ΔT) (10)
H6,7=H0,0+a*(6ΔF)2+b*(6ΔF)+c*(7ΔT)2+d*(7ΔT) (11)
H3,11=H0,0+a*(3ΔF)2+b*(3ΔF)+c*(11ΔT)2+d*(11ΔT) (12)
H9,11=H0,0+a*(9ΔF)2+b*(9ΔF)+c*(11ΔT)2+d*(11ΔT) (13)
为了去除上述式(7)至式(13)中的ΔF和ΔT,即避免ΔF和ΔT对干扰噪声项的测量产生影响,因此采用本发明实施例公开的方法可具体采用以下示例中的实施方式进行。
示例一:
如图5所示,实施该方法后的示意图。其中,式(14)中的Di(1)或式(15)中的Di(2),代入式(16)时进行干扰噪声测量的前提条件,无论信道响应的变换是线性或二次多项式变化,均可有效去除式(7)至式(13)中的ΔF和ΔT对干扰噪声项测量的影响。
示例二:
如图6所示,实施该方法后的示意图。其中,式(17)中的Di(1)或式(18)中的Di(2),代入式(19)时进行干扰噪声测量的前提条件为:在设定的时域区域内,当所述信道响应的变换满足线性变化,所述时域仅在一个时隙内保持线性关系时,所述频域在12个子载波内保持线性关系时,利用该示例二中的相关处理过程,可以有效去除式(7)至式(13)中的ΔF和ΔT对干扰噪声项测量的影响。
示例三:
如图7所示,实施该方法后的示意图。其中,式(20)中的Di(1)或式(21)中的Di(2),代入式(22)时进行干扰噪声测量的前提条件为:在设定的时域区域内,当所述信道响应的变换满足线性变化,所述时域在一个子帧内保持线性关系时,所述频域仅在6个子载波内保持线性关系时,利用该示例二中的相关处理过程,可以有效去除式(7)至式(13)中的ΔF和ΔT对干扰噪声项测量的影响。
示例四:
如图8所示,实施该方法后的示意图。其中,利用式(23)时进行干扰噪声测量的前提条件为:无论信道响应的变换是线性或二次多项式变化,均可有效去除式(7)至式(13)中的ΔF和ΔT对干扰噪声项测量的影响。
需要说明的是,基于上述本发明公开的示例一至示例四是以正常循环前缀下天线端口0的测量为例的,同样的,可以依据本发明的基本原理获得其他天线端口和如图2所示的扩展循环前缀条件下的测量实施方式。
同时,该方法也可应用至MBSFN下,利用MBSFN参考信号测量干扰噪声,即本地参考信息为多播广播单频网络参考信号时,采用所述多播广播单频网络参考信号对干扰噪声进行测量。如图9给出的示例五实施该方法后的示意图。
示例五:
其中,利用式(28)时进行干扰噪声测量的前提条件为:无论信道响应的变换是线性或二次多项式变化,均可有效去除信道中ΔF和ΔT对干扰噪声项测量的影响。
通过上述本发明实施例以及示例所公开的具体的干扰噪声的测量方法,通过考虑干扰噪声的特性,以及在不依赖信道估计的情况下,针对信道本身的时变或频变特性进行相关的处理,避免信道本身的时变或频变特性降低干扰噪声测量的精度,同时可以实现准确测量出每个最小资源分配单元内的干扰噪声水平。
上述本发明公开的实施例中详细描述了一种LTE系统干扰噪声的测量方法,对于本发明的方法可采用多种形式的设备实现,因此本发明还公开了一种LTE系统干扰噪声的测量设备,下面给出具体的实施例进行详细说明。
请参阅附图10,主要包括:相关单元101,干扰噪声测量单元102和时域平滑单元103。
相关单元101,用于获取频域公共参考信号r与本地参考信号S进行解相关处理,得到噪声信道响应y。
干扰噪声测量单元102,用于在设定的时域区域内,基于所述噪声信道响应y、频域12个子载波和时域1个子帧分别对各个资源块的瞬时干扰噪声量Di进行测量。
时域平滑单元103,用于在时域内平滑处理各个所述瞬时干扰噪声量Di,获取对应各个所述资源块的干扰噪声Df,输出。
基于上述本发明公开的一种LTE系统干扰噪声的测量设备,首先,在相关单元101中对接收的频域公共参考信号r与本地参考信号s进行解相关处理,获取噪声信道响应y。该噪声信道响应y获取的具体过程如式(4)所示;然后,在干扰噪声测量单元102中对输入的噪声信道响应y,以频域12个子载波、时域1个子帧为处理单元,分别测量瞬时干扰噪声量Di;然后,在时域平滑单元103中对每个处理单元中的瞬时干扰噪声量Di,只在时间域,即时域中进行平滑处理,其具体平滑的过程具体由式5所示。
虽然一般情况下LTE系统采用频选调度,最小调度单位为1个资源块,在进行处理的过程中可能每个资源块的干扰水平都是不一致的,一般不进行平均,但是,如果接收机可以通过其他方式获知频域上的干扰状况,则可以进一步增加频域平均单元104。
频域平均单元104,用于获取时域平滑单元中具有相同干扰特性的子带或整个宽带内的所述资源块的干扰噪声进行平均处理,获取所述子带干扰噪声测量值Ds或宽带干扰噪声测量值Dw,输出。
利用频域平均单元104对具有相同干扰特性的一段频带(子带)甚至整个带宽(宽带)进行平均处理,输出子带干扰噪声测量值Ds或者宽带干扰噪声测量值Dw。
上述本发明实施例公开的一种LTE系统干扰噪声的测量设备的执行干扰噪声的测量过程,对应上述本发明实施例公开的一种LTE系统干扰噪声的测量方法,因此,这里不再对该设备的执行过程进行详细的说明。
需要说明的是,上述本发明实施例公开的一种LTE系统干扰噪声的测量设备可设置于LTE系统中,用于测量LTE系统中每个资源分配单元内的干扰噪声水平。也可以应用于至MBSFN下,利用MBSFN参考信号对干扰噪声进行测量。
综上所述:
通过上述本发明实施例公开的干扰噪声的测量方法和测量设备,通过考虑干扰噪声的特性,以及在不依赖信道估计的情况下,针对信道本身的时变或频变特性进行相关的处理,避免信道本身的时变或频变特性降低干扰噪声测量的精度,同时可以实现准确测量出每个最小资源分配单元内的干扰噪声水平。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块,或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种LTE系统干扰噪声的测量方法,其特征在于,包括:
获取频域公共参考信号与本地参考信号,经解相关处理得到噪声信道响应;
在设定的时间频率区域内,基于所述噪声信道响应、频域预设子载波和时域预设子帧分别对各个资源块的瞬时干扰噪声量进行测量;
在时间域内平滑处理各个所述瞬时干扰噪声量,获取对应各个所述资源块的干扰噪声测量值,输出。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在获取对应各个所述资源块的干扰噪声时,还包括:
获取具有相同干扰特性的子带内的所述资源块的干扰噪声进行平均处理,获取所述子带干扰噪声测量值,输出。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在获取对应各个所述资源块的干扰噪声时,还包括:
获取整个宽带内的所述资源块的干扰噪声进行平均处理,获取所述宽带干扰噪声测量值,输出。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的方法,其特征在于,包括:
在设定的时域区域内,信道响应的变换存在线性变化或2阶多项式变化,时域和频域的变化相互对立。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,在设定的时域区域内,当所述信道响应的变换满足线性变化,所述时域仅在一个时隙内保持线性关系时,所述频域在12个子载波内保持线性关系。
6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,在设定的时域区域内,当所述信道响应的变换满足线性变化,所述时域在一个子帧内保持线性关系时,所述频域仅在6个子载波内保持线性关系。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:所述本地参考信息为多播广播单频网络参考信号时,采用所述多播广播单频网络参考信号对干扰噪声进行测量。
8.一种LTE系统干扰噪声的测量设备,其特征在于,包括:
相关单元,用于获取频域公共参考信号与本地参考信号进行解相关处理,得到噪声信道响应;
干扰噪声测量单元,用于在设定的时域区域内,基于所述噪声信道响应、频域预设子载波和时域预设子帧分别对各个资源块的瞬时干扰噪声量进行测量;
时域平滑单元,用于在所述时域内平滑处理各个所述瞬时干扰噪声量,获取对应各个所述资源块的干扰噪声,输出。
9.根据权利要求8所述的设备,其特征在于,还包括:
频域平均单元,用于获取时域平滑单元中具有相同干扰特性的子带或整个宽带内的所述资源块的干扰噪声进行平均处理,获取所述子带干扰噪声测量值或宽带干扰噪声测量值,输出。
10.根据权利要求8或9所述的设备,其特征在于,所述设备设置于LTE系统中,用于测量LTE系统中每个资源分配单元内的干扰噪声水平。
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