CN102238114A - 有效信噪比确定方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种有效信噪比确定方法,包括:在正交频分复用OFDM系统中,根据测量带宽中导频位置的时频子信道的信道估计结果,确定所述测量带宽的信道相关矩阵估计值;利用所述信道相关矩阵估计值,分别计算出所述测量带宽包含的各干扰类型的时频子信道的信道容量;根据所述各干扰类型的时频子信道的信道容量,获得所述测量带宽上平均每个时频子信道的等效信道容量;根据所述平均每个时频子信道的等效信道容量,确定所述测量带宽的有效信噪比。本发明还公开一种有效信噪比确定装置。采用本发明可以降低有效信噪比的计算复杂度。

Description

有效信噪比确定方法和装置
技术领域
本发明实施例涉及无线通信系统,尤其是涉及该领域中的有效信噪比确定方法和装置。
背景技术
在OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,正交频分复用)系统中,AMC(Adaptive Modulation and Coding,自适应调制编码)技术可以根据用户瞬时信道质量状况和当前资源动态选择最合适的调制和编码方式,使用户达到尽可能高的数据吞吐率。用户信道质量状况一般通过SNR(Signal toNoise Ratio,信号噪声功率比)指示。
OFDM系统设计为多个正交子信道同时传输用户数据,且各子信道的质量状况可能不同。这些子信道的综合质量状况一般通过有效信噪比来反映。有效信噪比定义为AWGN(Additive White Gaussion Noise,加性高斯白噪声)信道下达到某一误块率的SNR取值。在得到有效信噪比后,利用有效信噪比与误块率之间的固定关系查表获得CQI(Channel Quality Indicator,信道质量指示),终端上报CQI完成信道质量反馈,有效信噪比的具体计算方法如下文所述。
首先计算每个时频子信道的信噪比,然后利用EESM(Exponential EffectiveSNR Mapping,指数有效信噪比映射)得到有效信噪比。
对于单输入单输出OFDM系统,测量带宽上的各子信道信噪比SNRk直接根据信道传输系数Hk和噪声干扰功率σ2计算得到,具体计算方法参见公式(1):
SNR k = | H k | 2 σ 2 , k=0,1,...,N-1    (1),N为时频子信道个数。
在计算得到N个时频子信道的信噪比后,利用EESM等算法计算得到有效信噪比SNReff,具体计算方法请参见公式(2):
Figure GSA00000096211100021
EESM         (2),系数β与调制编码方式相关。
对于采用预编码的MIMO-OFDM(Multiple Input MultipleOutput-Orthogonal Frequency Division Multiplexing,多输入多输出正交频分复用)系统,每个时频子信道同时包含多个空间子信道。计算有效信噪比时需要首先计算每个空间子信道的信噪比。在实际应用中,不同的发射模式和解MIMO算法对应不同的空间子信道信噪比计算方式。现假设MIMO-OFDM系统中终端采用MMSE(Minimum Mean Square Error,最小均方误差)接收机,各空间子信道信噪比按照公式(3)计算:
SNR k , l = E S σ 2 ( W H H k H H k W + σ 2 / E S I L ) l , l - 1 - 1 0≤k≤N-1,0≤l≤L-1    (3)。
其中ES表示信号发射功率,Hk表示信道传输矩阵,W表示预编码矩阵,L表示空间信道传输层数。得到各空间子信道信噪比后,获取包括在同一时频子信道中的空间子信道,计算该时频子信道的信噪比,进而利用公式(2)计算出各空间子信道的有效信噪比。
由上述分析可以看出,现有的有效信噪比计算方法需要进行大量的矩阵运算和指数对数运算,计算复杂度较高,在实际应用中,实现相当困难。这一点在MIMO-OFDM系统更为明显,大量的矩阵求逆运算限制了公式(3)在实际的硬件系统中的应用。
发明内容
本发明实施例提供一种有效信噪比确定方法,用以解决现有技术提到的有效信噪比计算方法需要进行大量的矩阵运算和指数对数运算,计算复杂度较高,在实际应用中,实现相当困难的问题,包括:
在正交频分复用OFDM系统中,根据测量带宽中导频位置的时频子信道的信道估计结果,确定所述测量带宽的信道相关矩阵估计值;
利用所述信道相关矩阵估计值,分别计算出所述测量带宽包含的各干扰类型的时频子信道的信道容量;
根据所述各干扰类型的时频子信道的信道容量,获得所述测量带宽上平均每个时频子信道的等效信道容量;
根据所述平均每个时频子信道的等效信道容量,确定所述测量带宽的有效信噪比。
本发明实施例提供一种有效信噪比确定装置,用以解决现有技术提到的有效信噪比计算方法需要进行大量的矩阵运算和指数对数运算,计算复杂度较高,在实际应用中,实现相当困难的问题,包括:
第一确定单元,用于在正交频分复用OFDM系统中,根据测量带宽中导频位置的时频子信道的信道估计结果,确定所述测量带宽的信道相关矩阵估计值;
计算单元,用于利用所述信道相关矩阵估计值,分别计算出所述测量带宽包含的各干扰类型的时频子信道的信道容量;
获得单元,用于根据所述各干扰类型的时频子信道的信道容量,获得所述测量带宽上平均每个时频子信道的等效信道容量;
第二确定单元,用于根据所述平均每个时频子信道的等效信道容量,确定所述测量带宽的有效信噪比。
根据本发明实施例提供的方法,在正交频分复用OFDM系统中,根据测量带宽中导频位置的时频子信道的信道估计结果,确定测量带宽的信道相关矩阵估计值,利用信道相关矩阵估计值,分别计算出测量带宽包含的各干扰类型的时频子信道的信道容量,根据各干扰类型的时频子信道的信道容量,获得测量带宽上平均每个时频子信道的等效信道容量,根据平均每个时频子信道的等效信道容量,确定测量带宽的有效信噪比。相对于现有技术中需要进行大量的矩阵运算和指数对数运算,本发明实施例提供的方法降低了计算复杂度,能够在较低的复杂度下计算得到有效信噪比。
附图说明
图1为本发明实施例提供的有效信噪比确定方法的流程图;
图2为本发明实施例提供的各干扰类型的时频子信道的信道容量的计算方法的流程图;
图3为本发明实施例提供的LTE系统两端口的时频资源块示意图;
图4为本发明实施例提供的有效信噪比确定装置的结构示意图;
图5为本发明实施例提供的计算单元的结构示意图;
图6为本发明实施例提供的获得单元的结构示意图。
具体实施方式
为解决现有技术提到的有效信噪比计算方法需要进行大量的矩阵运算和指数对数运算,计算复杂度较高,在实际应用中,实现相当困难的问题,本发明实施例提供了一种有效信噪比确定方法,能够在较低的复杂度下计算得到OFDM系统中每个码字对应的有效信噪比,具体处理流程如图1所示,包括:
步骤101、根据测量带宽中导频位置的时频子信道的信道估计结果,确定测量带宽的信道相关矩阵估计值;
步骤102、利用信道相关矩阵估计值,分别计算出测量带宽包含的各干扰类型的时频子信道的信道容量;
步骤103、根据各干扰类型的时频子信道的信道容量,获得测量带宽上平均每个时频子信道的等效信道容量;
步骤104、根据平均每个时频子信道的等效信道容量,确定测量带宽的有效信噪比。
如图1所示流程,步骤101在实施时,根据测量带宽中导频位置的时频子信道的信道估计结果,确定测量带宽的信道相关矩阵估计值,可以有多种实施方式,本发明实施例提供了一种较优的实施例,能够以较低的计算复杂度就确定信道相关矩阵估计值,具体如下:
根据公式
Figure GSA00000096211100051
确定所述测量带宽的信道相关矩阵估计值
Figure GSA00000096211100052
其中,为所述测量带宽中导频位置的时频子信道的信道估计结果,K表示位于导频位置的时频子信道个数,K为正整数,0≤k≤K-1,k为整数,NT表示所述OFDM系统中发射天线个数,NR表示所述OFDM系统中接收天线个数,σ2表示噪声干扰功率,
Figure GSA00000096211100054
表示NT维单位方阵。即,信道相关矩阵估计值
Figure GSA00000096211100055
可以利用导频位置的时频子信道的信道估计结果
Figure GSA00000096211100056
计算得到,例如,通过LS(Least Square,最小二乘)信道估计方法确定当然,在实施时,也可以采用其他实施方式,能够确定测量带宽的信道相关矩阵估计值
Figure GSA00000096211100058
即可。
由于不同时频子信道可能经历不同的干扰,按照干扰类型的不同将时频子信道分为以下两种类型:
1、被临小区导频干扰的时频子信道;
2、被临小区数据干扰的时频子信道。
如图1所示流程,步骤102在实施时,利用步骤101在确定的信道相关矩阵估计值,分别计算出测量带宽包含的各干扰类型的时频子信道的信道容量,步骤102可以有多种实施方式,本发明实施例提供了一种较优的实施例,能够以较低的计算复杂度计算出测量带宽包含的各干扰类型的时频子信道的信道容量,具体如图2所示:
步骤201、获取等效信道相关矩阵;
具体的,按照公式
Figure GSA00000096211100059
1≤m≤M,利用步骤101获取的信道相关矩阵估计值乘预编码矩阵,获取等效信道相关矩阵Rm,Wm表示预编码矩阵,M表示所述测量带宽上的时频子信道采用的预编码矩阵的种类数,m、M均为正整数;实例中,单发单收OFDM系统的M值为1,且Wm=1;在两发两收OFDM系统中,闭环空间复用模式时M为1,开环空间复用时M为2;
步骤202、确定测量带宽上每个时频子信道的信道容量;
具体的,依据公式
Figure GSA00000096211100061
1≤m≤M,1≤r≤R,根据获得的等效信道相关矩阵Rm,确定测量带宽上每个时频子信道的信道容量Cm,r,其中,L表示测量带宽中信道传输层的层数,ES表示测量带宽中每个信道传输层的平均发射功率,Ir表示各干扰类型的干扰功率,R表示干扰类型数,r、R均为正整数;
实施时,当所述干扰类型为临小区导频干扰时,Ir等于临小区参考信号接收功率RSRP;
当所述干扰类型为临小区数据干扰时,Ir等于临小区数据信号平均功率;
步骤203、获得测量带宽中各干扰类型的时频子信道的信道容量;
具体的,按照公式
Figure GSA00000096211100062
对每个干扰类型对应的所有时频子信道的信道容量Cm,r进行线性平均,依次获得测量带宽中各干扰类型的时频子信道的信道容量Cr
当然,在实施时,也可以采用除图2以外的其他实施方式,能够计算出测量带宽包含的各干扰类型的时频子信道的信道容量即可。
按如图2所示所示流程实施时,步骤103在实施时,具体实施方式如下:依据公式
Figure GSA00000096211100071
0<α≤1将各干扰类型的时频子信道的信道容量进行线性加权平均,获得测量带宽上平均每个时频子信道的等效信道容量
Figure GSA00000096211100072
其中,Nr表示测量带宽上传输用户数据的时频子信道中干扰功率为Ir的子信道个数,N表示传输用户数据的时频子信道总个数,α为容量调整因子,与OFDM系统中接收机的最大似然率成正比。
步骤103在实施时,引入容量调整因子α,能够通过调整α校正信道估计误差、解MIMO算法、解调译码算法等带来的信道容量损失,提高估计精度。
按如图2所示所示流程实施时,步骤104在实施时,OFDM系统可以分为单码字OFDM系统和多码字OFDM系统,不同的OFDM系统,测量带宽的有效信噪比的确定方法不同:
当OFDM系统为单码字OFDM系统时,有效信噪比SNReff根据等效信道容量公式获得;
当OFDM系统为多码字OFDM系统时,获取每个码字对应的等效信道容量并利用公式
Figure GSA00000096211100075
计算每个码字对应的有效信噪比SNReff,i,i为正整数,i不大于多码字OFDM系统的码字数。
实施时,当OFDM为多码字OFDM系统时,可以有多种实施方式获取每个码字对应的等效信道容量
Figure GSA00000096211100076
本发明实施例提供了一种实施方式,具体实施方式如下:
依据公式
Figure GSA00000096211100077
将各预编码矩阵对应的等效信道相关矩阵进行平均,获得平均等效信道相关矩阵
Figure GSA00000096211100078
按照
Figure GSA00000096211100079
的对角元素划分多个码字的等效信道容量,利用公式
Figure GSA00000096211100081
,i=1,2,...,NC获得第i个码字对应的等效信道容量其中,NC为OFDM系统的码字个数,
Figure GSA00000096211100083
的对角元素为ωl,l=,1,...,L,L表示信道传输层数,第i个码字对应的信道传输层序号集合为Li
现以具体实施例对多OFDM系统如何获得各码字对应的有效信噪比进行说明,在本例中,OFDM系统为双码字OFDM系统,依据公式
Figure GSA00000096211100084
将各预编码矩阵对应的等效信道相关矩阵进行平均,获得平均等效信道相关矩阵
Figure GSA00000096211100085
按照的对角元素划分两个码字的等效信道容量,利用公式
Figure GSA00000096211100087
,i=1,2获得码字1和码字2分别对应的等效信道容量
Figure GSA00000096211100088
Figure GSA00000096211100089
Figure GSA000000962111000810
其中,
Figure GSA000000962111000811
的对角元素为ωl,l=,1,...,L,L表示信道传输层数,在本例中L取2。码字1对应的信道传输层序号集合为L1,码字2对应的信道传输层序号集合为L2
利用公式
Figure GSA000000962111000812
计算每个码字对应的有效信噪比,i取值为1、2。
当然,在具体实施时,多码字OFDM系统还可以为三码字、四码字、五码字甚至更多码字的OFDM系统,每个码字对应的有效信噪比的确定方法与双码字OFDM系统的确定方法相类似。
如图1所示流程,步骤104在实施时,还可以采用其他的实施方式,例如,另外一种较优的实施方式如下:当OFDM系统为多码字OFDM系统时,根据所述平均每个时频子信道的等效信道容量
Figure GSA000000962111000813
按公式
Figure GSA000000962111000814
获取多码字的有效信噪比SNReff,all,并利用公式
Figure GSA00000096211100091
将各预编码矩阵对应的等效信道相关矩阵Rm进行平均,获得平均等效信道相关矩阵
Figure GSA00000096211100092
按照的对角元素划分多个码字对应的有效信噪比,利用公式,i=1,2,...,NC计算获得第i个码字对应的有效信噪比SNReff,i,其中,NC表示OFDM系统的码字个数,的对角元素为ωl,l=,1,...,L,L表示信道传输层数,码字i对应的信道传输层序号集合为Li
以LTE(Long Term Evolution,长期演进)的两发两收OFDM系统为例,本发明实施例一和实施例二分别对单码字闭环预编码模式和两码字开环空间复用模式两种传输模式下的有效信噪比测量方法进行详细描述。
图3是LTE系统两端口的时频资源块示意图,一个资源块包含若干个资源元,每个资源元对应一个时频子信道,这些时频子信道有的用于传输导频信息,又称为导频符号,如R0和R1,有的用于传输用户数据,又称为数据符号,如图3中空白部分,有的资源元置空,如图3中阴影部分。本发明利用传输导频信息的时频子信道计算信道相关矩阵,并结合资源块中传输用户数据的时频子信道的位置和个数计算等效信道容量和有效信噪比。
实施例一:单码字闭环预编码模式下的有效信噪比测量
单码字闭环预编码模式下有效信噪比测量包括计算信道相关矩阵估计值、乘预编码矩阵、计算信道容量、信道容量平均、计算有效信噪比等步骤。
其中,计算信道相关矩阵估计值包括取导频位置LS信道估计结果、矩阵相乘、累加平均、减噪声功率等步骤。
在实施乘预编码矩阵这一步骤时,参照3GPP TS36.211(3rd GenerationPartnership Project Technical Specification,第三代合作伙伴计划技术说明书36.211),对于单码字闭环预编码模式,可选预编码矩阵有四种,在某个传输子帧仅选用一个预编码矩阵,因此M=1。
在实施计算信道容量这一步骤时,由于预编码矩阵仅有一个,信道容量根据干扰类型不同能够计算出两种。
在实施信道容量平均这一步骤时,一个资源块内两种干扰类型的数据时频子信道个数分别为N1=24,N2=132-12×CFI,总个数N=N1+N2=156-12×CFI,其中CFI(Control Format Indicator,控制信息指示)表示用于传输控制信息的OFDM符号个数。
在实施计算有效信噪比这一步骤时,由于是单码字系统,有效信噪比直接由
Figure GSA00000096211100101
计算得到,无需其他处理。
实施例二:两码字开环空分复用模式下的有效信噪比测量
两码字开环空分复用模式下有效信噪比测量包括计算信道相关矩阵、乘预编码矩阵、计算信道容量、信道容量平均、分码字划分信道容量、计算有效信噪比等步骤。
其中,计算信道相关矩阵估计值包括取导频位置LS信道估计结果、矩阵相乘、累加平均、减噪声功率等步骤。
在实施乘预编码矩阵这一步骤时,参照3GPP TS36.211,对于实施例二两码字开环空分复用模式,可选预编码矩阵有两种,发端在每个传输子帧循环选用这两个预编码矩阵,因此M=2。
在实施计算信道容量这一步骤时,由于预编码矩阵有2个,根据干扰类型不同计算出四种信道容量。
在实施信道容量平均这一步骤时,公式
Figure GSA00000096211100102
,1≤r≤R实现每种干扰类型下两个预编码矩阵对应的信道容量的线性平均,公式
Figure GSA00000096211100103
0<α≤1实现两种干扰类型对应的信道容量的加权平均。一个资源块内两种干扰类型的时频子信道个数分别为N1=24,N2=132-12×CFI,总个数N=N1+N2=156-12×CFI。
在实施分码字划分信道容量这一步骤时,对于两码字开环空间复用,传输层数为2,两个码字各对应一层,即信道相关矩阵的两个对角元素分别对应码字1和码字2,
Figure GSA00000096211100111
,i=1,2。
在实施计算有效信噪比这一步骤时,两个码字分别根据其等效信道容量计算有效信噪比,即,
Figure GSA00000096211100112
基于同一发明构思,本发明实施例还提供了一种有效信噪比确定装置,具体结构如图4所示,包括:
第一确定单元401,用于在正交频分复用OFDM系统中,根据测量带宽中导频位置的时频子信道的信道估计结果,确定测量带宽的信道相关矩阵估计值;
计算单元402,用于利用信道相关矩阵估计值,分别计算出测量带宽包含的各干扰类型的时频子信道的信道容量;
获得单元403,用于根据各干扰类型的时频子信道的信道容量,获得测量带宽上平均每个时频子信道的等效信道容量;
第二确定单元404,用于根据平均每个时频子信道的等效信道容量,确定测量带宽的有效信噪比。
在一个实施例中,第一确定单元401可以具体用于:根据公式
Figure GSA00000096211100113
确定测量带宽的信道相关矩阵估计值
Figure GSA00000096211100114
其中,
Figure GSA00000096211100115
为测量带宽中导频位置的时频子信道的信道估计结果,K表示位于导频位置的时频子信道个数,K为正整数,0≤k≤K-1,k为整数,NT表示OFDM系统中发射天线个数,NR表示OFDM系统中接收天线个数,σ2表示噪声干扰功率,
Figure GSA00000096211100121
表示NT维单位方阵。
在一个实施例中,如图5所示,计算单元402可以包括:
获取子单元501,用于按照公式
Figure GSA00000096211100122
1≤m≤M,利用信道相关矩阵估计值乘预编码矩阵,获取等效信道相关矩阵Rm,Wm表示预编码矩阵,M表示测量带宽上的时频子信道采用的预编码矩阵的种类数,m、M均为正整数;
确定子单元502,用于依据公式
Figure GSA00000096211100123
1≤m≤M,1≤r≤R,根据获得的等效信道相关矩阵Rm,确定测量带宽上每个时频子信道的信道容量Cm,r,其中,L表示测量带宽中信道传输层的层数,ES表示测量带宽中每个信道传输层的平均发射功率,Ir表示各干扰类型的干扰功率,R表示干扰类型数,r、R均为正整数;
获得子单元503,用于按照公式
Figure GSA00000096211100124
对每个干扰类型对应的所有时频子信道的信道容量Cm,r进行线性平均,依次获得测量带宽中各干扰类型的时频子信道的信道容量Cr
在一个实施例中,获得单元403可以具体用于:依据公式
Figure GSA00000096211100125
0<α≤1将各干扰类型的时频子信道的信道容量进行线性加权平均,获得测量带宽上平均每个时频子信道的等效信道容量
Figure GSA00000096211100126
其中,Nr表示测量带宽上传输用户数据的时频子信道中干扰功率为Ir的子信道个数,N表示传输用户数据的时频子信道总个数,α为容量调整因子,与OFDM系统中接收机的最大似然率成正比。
在一个实施例中,如图6所示,获得单元403可以包括:
单码字子单元601,用于当OFDM系统为单码字OFDM系统时,有效信噪比SNReff根据等效信道容量公式获得;
多码字子单元602,用于当OFDM系统为多码字OFDM系统时,获取每个码字对应的等效信道容量
Figure GSA00000096211100132
并利用公式
Figure GSA00000096211100133
计算每个码字对应的有效信噪比SNReff,i,i为正整数,且i不大于多码字OFDM系统的码字数。
在一个实施例中,多码字子单元602可以具体用于:当OFDM系统为多码字OFDM系统时,依据公式
Figure GSA00000096211100134
将各预编码矩阵对应的等效信道相关矩阵进行平均,获得平均等效信道相关矩阵
Figure GSA00000096211100135
按照的对角元素划分各码字的等效信道容量,利用公式
Figure GSA00000096211100137
,i=1,2,...,NC获得第i个码字对应的等效信道容量
Figure GSA00000096211100138
,其中,NC表示OFDM系统的码字个数,的对角元素为ωl,l=,1,...,L,L表示信道传输层数,,第i个码字对应的信道传输层序号集合为Li
在一个实施例中,第二确定单元404可以具体用于:
当OFDM系统为多码字OFDM系统时,根据所述平均每个时频子信道的等效信道容量
Figure GSA000000962111001310
按公式
Figure GSA000000962111001311
获取多码字的有效信噪比SNReff,all,并利用公式
Figure GSA00000096211100141
将各预编码矩阵对应的等效信道相关矩阵Rm进行平均,获得平均等效信道相关矩阵按照
Figure GSA00000096211100143
的对角元素划分各码字对应的有效信噪比,利用公式
Figure GSA00000096211100144
,i=1,2,...,NC计算获得各码字对应的有效信噪比SNReff,i,其中,NC表示OFDM系统的码字个数,
Figure GSA00000096211100145
的对角元素为ωl,l=,1,...,L,L表示信道传输层数,第i个码字对应的信道传输层序号集合为Li
根据本发明实施例提供的方法,在正交频分复用OFDM系统中,根据测量带宽中导频位置的时频子信道的信道估计结果,确定测量带宽的信道相关矩阵估计值,利用信道相关矩阵估计值,分别计算出测量带宽包含的各干扰类型的时频子信道的信道容量,根据各干扰类型的时频子信道的信道容量,获得测量带宽上平均每个时频子信道的等效信道容量,根据平均每个时频子信道的等效信道容量,确定测量带宽的有效信噪比。相对于现有技术中需要进行大量的矩阵运算和指数对数运算,本发明实施例提供的方法降低了计算复杂度,能够在较低的复杂度下计算得到有效信噪比。
进一步,能够在较低的复杂度下计算得到每个码字的有效信噪比,能够同时适用于单码字/多码字OFDM系统、单发单收OFDM/MIMO-OFDM系统。
进一步,引入容量调整因子α,能够通过调整α校正信道估计误差、解MIMO算法、解调译码算法等带来的信道容量损失,提高估计精度。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (16)

1.一种有效信噪比确定方法,其特征在于,包括:
在正交频分复用OFDM系统中,根据测量带宽中导频位置的时频子信道的信道估计结果,确定所述测量带宽的信道相关矩阵估计值;
利用所述信道相关矩阵估计值,分别计算出所述测量带宽包含的各干扰类型的时频子信道的信道容量;
根据所述各干扰类型的时频子信道的信道容量,获得所述测量带宽上平均每个时频子信道的等效信道容量;
根据所述平均每个时频子信道的等效信道容量,确定所述测量带宽的有效信噪比。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据测量带宽中导频位置的时频子信道的信道估计结果,确定所述测量带宽的信道相关矩阵估计值,包括:
根据公式确定所述测量带宽的信道相关矩阵估计值其中,
Figure FSA00000096211000013
为所述测量带宽中导频位置的时频子信道的信道估计结果,K表示位于导频位置的时频子信道个数,K为正整数,0≤k≤K-1,k为整数,NT表示所述OFDM系统中发射天线个数,NR表示所述OFDM系统中接收天线个数,σ2表示噪声干扰功率,
Figure FSA00000096211000014
表示NT维单位方阵。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,利用所述信道相关矩阵估计值,分别计算出所述测量带宽包含的各干扰类型的时频子信道的信道容量,包括:
按照公式1≤m≤M,利用所述信道相关矩阵估计值乘预编码矩阵,获取等效信道相关矩阵Rm,Wm表示预编码矩阵,M表示所述测量带宽上的时频子信道采用的预编码矩阵的种类数,m、M均为正整数;
依据公式
Figure FSA00000096211000021
1≤m≤M,1≤r≤R,根据获得的等效信道相关矩阵Rm,确定所述测量带宽上每个时频子信道的信道容量Cm,r,其中,L表示所述测量带宽中信道传输层的层数,ES表示所述测量带宽中每个信道传输层的平均发射功率,Ir表示各干扰类型的干扰功率,R表示干扰类型数,r、R均为正整数;
按照公式
Figure FSA00000096211000022
对每个干扰类型对应的所有时频子信道的信道容量Cm,r进行线性平均,依次获得所述测量带宽中各干扰类型的时频子信道的信道容量Cr
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,在单发单收OFDM系统中,M=1,Wm=1;
在两发两收OFDM系统中,采用闭环空间复用模式时M=1,采用开环空间复用模式时M=2。
5.如权利要求3所述的方法,其特征在于,当所述干扰类型为临小区导频干扰时,Ir等于临小区参考信号接收功率RSRP;
当所述干扰类型为临小区数据干扰时,Ir等于临小区数据信号平均功率。
6.如权利要求3至5任一项所述的方法,其特征在于,根据所述各干扰类型的时频子信道的信道容量,获得所述测量带宽上平均每个时频子信道的等效信道容量,包括:
依据公式将所述各干扰类型的时频子信道的信道容量进行线性加权平均,获得所述测量带宽上平均每个时频子信道的等效信道容量
Figure FSA00000096211000031
其中,Nr表示测量带宽上传输用户数据的时频子信道中干扰功率为Ir的子信道个数,N表示传输用户数据的时频子信道总个数,α为容量调整因子,与OFDM系统中接收机的最大似然率成正比。
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,根据所述平均每个时频子信道的等效信道容量,确定所述测量带宽的有效信噪比,包括:
当OFDM系统为单码字OFDM系统时,有效信噪比SNReff根据等效信道容量公式
Figure FSA00000096211000032
获得;
当OFDM系统为多码字OFDM系统时,获取每个码字对应的等效信道容量
Figure FSA00000096211000033
并利用公式计算每个码字对应的有效信噪比SNReff,i,i为正整数,且i不大于多码字OFDM系统的码字数。
8.如权利要求7所述的方法,其特征在于,当OFDM系统为多码字OFDM系统时,获取每个码字对应的等效信道容量
Figure FSA00000096211000035
包括:
依据公式
Figure FSA00000096211000036
将各预编码矩阵对应的等效信道相关矩阵进行平均,获得平均等效信道相关矩阵
Figure FSA00000096211000037
按照
Figure FSA00000096211000038
的对角元素划分多个码字的等效信道容量,利用公式
Figure FSA00000096211000039
NC获得第i个码字对应的等效信道容量
Figure FSA000000962110000310
其中,NC为OFDM系统的码字个数,
Figure FSA000000962110000311
的对角元素为ωl,l=,1,...,L,L表示信道传输层数,第i个码字对应的信道传输层序号集合为Li
9.如权利要求6所述的方法,其特征在于,根据所述平均每个时频子信道的等效信道容量,确定所述测量带宽的有效信噪比,包括:
当OFDM系统为多码字OFDM系统时,根据所述平均每个时频子信道的等效信道容量
Figure FSA00000096211000041
按公式
Figure FSA00000096211000042
获取多码字的有效信噪比SNReff,all,并利用公式
Figure FSA00000096211000043
将各预编码矩阵对应的等效信道相关矩阵Rm进行平均,获得平均等效信道相关矩阵
Figure FSA00000096211000044
按照的对角元素划分多个码字对应的有效信噪比SNReff,all,利用公式
Figure FSA00000096211000046
NC计算获得第i个码字对应的有效信噪比SNReff,i,其中,NC表示OFDM系统的码字个数,
Figure FSA00000096211000047
的对角元素为ωl,l=,1,...,L,L表示信道传输层数,第i个码字对应的信道传输层序号集合为Li
10.一种有效信噪比确定装置,其特征在于,包括:
第一确定单元,用于在正交频分复用OFDM系统中,根据测量带宽中导频位置的时频子信道的信道估计结果,确定所述测量带宽的信道相关矩阵估计值;
计算单元,用于利用所述信道相关矩阵估计值,分别计算出所述测量带宽包含的各干扰类型的时频子信道的信道容量;
获得单元,用于根据所述各干扰类型的时频子信道的信道容量,获得所述测量带宽上平均每个时频子信道的等效信道容量;
第二确定单元,用于根据所述平均每个时频子信道的等效信道容量,确定所述测量带宽的有效信噪比。
11.如权利要求10所述的装置,其特征在于,所述第一确定单元具体用于:根据公式
Figure FSA00000096211000048
确定所述测量带宽的信道相关矩阵估计值
Figure FSA00000096211000051
其中,为所述测量带宽中导频位置的时频子信道的信道估计结果,K表示位于导频位置的时频子信道个数,K为正整数,0≤k≤K-1,k为整数,NT表示所述OFDM系统中发射天线个数,NR表示所述OFDM系统中接收天线个数,σ2表示噪声干扰功率,
Figure FSA00000096211000053
表示NT维单位方阵。
12.如权利要求11所述的装置,其特征在于,所述计算单元包括:
获取子单元,用于按照公式1≤m≤M,利用所述信道相关矩阵估计值乘预编码矩阵,获取等效信道相关矩阵Rm,Wm表示预编码矩阵,M表示所述测量带宽上的时频子信道采用的预编码矩阵的种类数,m、M均为正整数;
确定子单元,用于依据公式
Figure FSA00000096211000055
1≤m≤M,1≤r≤R,根据获得的等效信道相关矩阵Rm,确定所述测量带宽上每个时频子信道的信道容量Cm,r,其中,L表示所述测量带宽中信道传输层的层数,ES表示所述测量带宽中每个信道传输层的平均发射功率,Ir表示各干扰类型的干扰功率,R表示干扰类型数,r、R均为正整数;
获得子单元,用于按照公式
Figure FSA00000096211000056
对每个干扰类型对应的所有时频子信道的信道容量Cm,r进行线性平均,依次获得所述测量带宽中各干扰类型的时频子信道的信道容量Cr
13.如权利要求12所述的装置,其特征在于,所述获得单元具体用于:依据公式
Figure FSA00000096211000057
0<α≤1将所述各干扰类型的时频子信道的信道容量进行线性加权平均,获得所述测量带宽上平均每个时频子信道的等效信道容量
Figure FSA00000096211000061
其中,Nr表示测量带宽上传输用户数据的时频子信道中干扰功率为Ir的子信道个数,N表示传输用户数据的时频子信道总个数,α为容量调整因子,与OFDM系统中接收机的最大似然率成正比。
14.如权利要求13所述的装置,其特征在于,所述获得单元包括:
单码字子单元,用于当OFDM系统为单码字OFDM系统时,有效信噪比SNReff根据等效信道容量公式
Figure FSA00000096211000062
获得;
多码字子单元,用于当OFDM系统为多码字OFDM系统时,获取每个码字对应的等效信道容量
Figure FSA00000096211000063
并利用公式
Figure FSA00000096211000064
计算每个码字对应的有效信噪比SNReff,i,i为正整数,且i不大于多码字OFDM系统的码字数。
15.如权利要求14所述的装置,其特征在于,所述多码字子单元具体用于:当OFDM系统为多码字OFDM系统时,依据公式
Figure FSA00000096211000065
将各预编码矩阵对应的等效信道相关矩阵进行平均,获得平均等效信道相关矩阵
Figure FSA00000096211000066
按照
Figure FSA00000096211000067
的对角元素划分多个码字的等效信道容量,利用公式
Figure FSA00000096211000068
NC获得第i个码字对应的等效信道容量
Figure FSA00000096211000069
其中,NC表示OFDM系统的码字个数,的对角元素为ωl,l=,1,...,L,L表示信道传输层数,第i个码字对应的信道传输层序号集合为Li
16.如权利要求13所述的装置,其特征在于,所述第二确定单元具体用于:
当OFDM系统为多码字OFDM系统时,根据所述平均每个时频子信道的等效信道容量
Figure FSA00000096211000071
按公式获取多码字的有效信噪比SNReff,all,并利用公式
Figure FSA00000096211000073
将各预编码矩阵对应的等效信道相关矩阵Rm进行平均,获得平均等效信道相关矩阵
Figure FSA00000096211000074
按照
Figure FSA00000096211000075
的对角元素划分多个码字对应的有效信噪比,利用公式
Figure FSA00000096211000076
i=1,2,...,NC计算获得第i个码字对应的有效信噪比SNReff,i,其中,NC表示OFDM系统的码字个数,
Figure FSA00000096211000077
的对角元素为ωl,l=,1,...,L,L表示信道传输层数,第i个码字对应的信道传输层序号集合为Li
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