CN108881073B - 一种基于5g通信网络的噪声方差估计方法及系统 - Google Patents

一种基于5g通信网络的噪声方差估计方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于5G通信网络的噪声方差估计方法及系统，该噪声方差估计方法包括：计算经信道传播后的每个子载波的子载波噪声；并根据所有子载波噪声组成多组子载波噪声组；获从预设数量的子载波噪声组中分别抽取一个子载波噪声，根据每个子载波噪声和相应子载波分别计算噪声方差并进行平均，得到一个子载波噪声方差值，并由此得到子载波噪声方差组；通过预设数量的子载波噪声方差组，得到参考信号的噪声方差值。本发明实施例通过将参考信号中连续的子载波的子载波噪声，进行随机打乱后计算得到子载波噪声方差，然后进行平均得到子载波噪声方差值，由此实现降低计算结果的误差，提高计算精度，使最终得到的参考信号的噪声方差值更加精确。

Description

一种基于5G通信网络的噪声方差估计方法及系统
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种基于5G通信网络的噪声方差估计方法及系统。
背景技术
在无线通信的发展过程中，随着用户对数据的传输速率和传输质量的要求越来越高，各种提高系统数据吞吐率和稳定性与可靠性的技术逐渐被人们发现和利用。
对于LTE下行常用的MMSE检测方法来说，噪声方差的准确性将直接影响MMSE的检测性能；解调软比特送入解码器之前，对解调软比特的LLR加权也需要噪声方差信息，噪声方差的准确性将影响信道译码的性能；链路自适应时，终端反馈CQI等信息也涉及到噪声方差信息。因此，噪声方差测量准确度对于无线通信系统来说至关重要。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明的至少一个实施例提供了一种基于5G通信网络的噪声方差估计方法，应用于具有多个子载波的参考信号，包括：
S1、计算经信道传播后的连续的预设个数的所述子载波的子载波噪声；并将所述子载波噪声组成子载波噪声组；
S2、从预设数量的所述子载波噪声组中分别抽取一个所述子载波噪声，根据抽取得到的所述子载波噪声和相应所述子载波分别计算噪声方差并进行平均，得到一个子载波噪声方差值；
S3、重复S2得到预设数量的子载波噪声方差值，组成子载波噪声方差组；
S4、通过预设数量的所述子载波噪声方差组，得到所述参考信号的噪声方差值。
基于上述技术方案，本发明实施例还可以做出如下改进。
可选的，计算经信道传播后的连续的预设个数的所述子载波的子载波噪声；并将所述子载波噪声组成子载波噪声组，具体包括：
根据所述参考信号的虚部和实部，每次计算2×预设数量的子载波噪声；
获取预设数量的子载波噪声添加预设数量的无效子载波噪声，组成所述子载波噪声组。
可选的，S1之前还包括：
在每个所述子载波中添加导频信号。
可选的，所述根据抽取得到的所述子载波噪声和相应所述子载波分别计算噪声方差，具体包括：
将经信道传播后的所述子载波中的导频信号，作为参考导频信号，将经信道传播前的所述子载波中的导频信号，作为本地导频信号；
将所述参考导频信号、本地导频信号和所述子载波噪声通过如下计算公式计算所述噪声方差值：
σ2＝|Y-HX|2；
其中，σ2为所述噪声方差，Y为所述子载波的参考导频信号，H为所述子载波噪声，X为位所述子载波的本地导频信号。
可选的，所述通过预设数量的所述子载波噪声方差组，得到所述参考信号的噪声方差值，具体包括：
从每个所述子载波噪声方差组中随机提取一个所述子载波噪声方差值，求平均值得到平均噪声方差值；作为所述参考信号的噪声方差值；
所述通过预设数量的所述子载波噪声方差组，得到所述参考信号的噪声方差值之后，还包括：
将所述平均噪声方差值复制添加进所述子载波中，用于频域均衡处理。
本发明实施例还提供了一种基于5G通信网络的噪声方差估计系统，应用于具有多个子载波的参考信号，包括：处理模块、获取模块和计算模块；
所述处理模块，用于通过所述计算模块计算经信道传播后的连续的预设个数的所述子载波的子载波噪声；并将所述子载波噪声组成子载波噪声组；
所述获取模块，用于获取预设数量的所述子载波噪声组，从预设数量的所述子载波噪声组中分别抽取一个所述子载波噪声；
所述处理模块，还用于通过所述计算模块根据抽取得到的所述子载波噪声和相应所述子载波分别计算噪声方差并进行平均，得到一个子载波噪声方差值；
所述处理模块，还用于通过所述计算模块重复计算得到预设数量的子载波噪声方差值，组成子载波噪声方差组；
所述处理模块，还用于通过预设数量的所述子载波噪声方差组，得到所述参考信号的噪声方差值。
可选的，所述处理模块具体用于，根据所述参考信号的虚部和实部，每次通过所述计算模块计算2×预设数量的子载波噪声；而后获取预设数量的子载波噪声添加预设数量的无效子载波噪声，组成所述子载波噪声组。
可选的，还包括：导频信号生成器，用于生成导频信号；
所述处理模块，还用于在所述参考信号未经信道传输时，将所述导频信号添加进所述参考信号的子载波中。
可选的，所述处理模块，具体用于，将经信道传播后的所述子载波中的导频信号，作为参考导频信号，将经信道传播前的所述子载波中的导频信号，作为本地导频信号；
所述处理模块，具体用于，通过所述计算模块将所述参考导频信号、本地导频信号和所述子载波噪声通过如下计算公式计算所述噪声方差值：
σ2＝|Y-HX|2；
其中，σ2为所述噪声方差，Y为所述子载波的参考导频信号，H为所述子载波噪声，X为位所述子载波的本地导频信号。
可选的，所述处理模块，具体用于，通过所述获取模块从每个所述子载波噪声方差组中随机提取一个所述子载波噪声方差值，且通过所述计算模块求平均值得到平均噪声方差值，作为所述参考信号的噪声方差值；所述处理模块，还用于将所述平均噪声方差值复制添加进所述子载波中，用于频域均衡处理。
本发明的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：本发明实施例通过将参考信号中连续的子载波的子载波噪声，进行随机打乱后计算得到子载波噪声方差，然后进行平均得到子载波噪声方差值，由此实现降低计算结果的误差，提高计算精度，使最终得到的参考信号的噪声方差值更加精确。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种基于5G通信网络的噪声方差估计方法流程示意图；
图2是本发明另一实施例提供的一种基于5G通信网络的噪声方差估计方法流程示意图；
图3是本发明又一实施例提供的一种基于5G通信网络的噪声方差估计方法流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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的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。
如图1所示，本发明实施例提供的一种基于5G通信网络的噪声方差估计方法，应用于具有多个子载波的参考信号，包括：
S11、计算经信道传播后的连续的预设个数的子载波的子载波噪声；并将子载波噪声组成子载波噪声组。
具体的，在本实施例中，频域噪声方差估计的原理是将信道估计结果进行处理，得到噪声方差，由于后续计算时需对结果在一个RB上进行平均，RB为连续十二个子载波，为并行实现该操作，在此步骤中将一定数量的连续子载波噪声分组为子载波噪声组，该数量为至少十二个。
S12、从预设数量的子载波噪声组中分别抽取一个子载波噪声，根据抽取得到的子载波噪声和相应子载波分别计算噪声方差并进行平均，得到一个子载波噪声方差值。
具体的，在本实施例中，获取一定数量的子载波噪声组，在每一个子载波噪声组中分别抽取一个子载波噪声，根据抽取得到的子载波噪声和相应的子载波计算出噪声方差，然后将得到的噪声方差进行平均，得到一个子载波噪声方差值，将一定连续数量的子载波的噪声方差进行平均，映射到一个子载波噪声方差值，减少误差值对子载波噪声方差值的影响。
S13、重复S12得到预设数量的子载波噪声方差值，组成子载波噪声方差组。
具体的，在本实施例中，重复S12得到预设数量的子载波噪声方差值，该预设数量为至少十二个，即至少一个RB上的子载波噪声方差组，提高后续结果的精确性。
S14、通过预设数量的子载波噪声方差组，得到参考信号的噪声方差值。
具体的，在本实施例中，根据预设数量的子载波噪声方差组进行计算，如，该操作并行完成16个RB上噪声方差不同天线间的平均，由此来减少计算误差，得到该参考信号的噪声方差值。
上述实施例中，通过将经信道传播后的预设个数的连续的子载波的子载波噪声进行分组，组成子载波噪声组；从预设组数的子载波噪声组中抽取子载波噪声与相应子载波进行计算得到子载波噪声方差，并进行平均，得到一个子载波噪声方差，由此实现了将不同连续阶段的子载波噪声方差进行平均，避免出现连续的子载波噪声方差值误差过大，导致最终结果出现误差的情况，重复进行计算得到一组子载波噪声方差组，根据多组子载波噪声方差组计算得到该参考信号的噪声方差，提高了最终噪声方差值的精度。
如图2所示，本发明实施例还提供了一种基于5G通信网络的噪声方差估计方法，应用于具有多个子载波的参考信号，包括：
S21、根据参考信号的虚部和实部，每次计算2×预设数量的子载波噪声。
具体的，考虑到计算噪声方差时需对实部虚部同时操作，所占位宽大小为4Byte。比如预设数量为12个，本步骤操作时一次并行执行24个子载波的噪声方差值的计算，在写回时对24个子载波分两次完成。
S22、获取预设数量的子载波噪声添加预设数量的无效子载波噪声，组成子载波噪声组。
具体的，在每十二个连续子载波噪声的末尾中添加四个无效子载波噪声，组成子载波噪声组，通过该末尾中的无效子载波噪声减少后续计算的计算次数，增加后续过程中得到的子载波噪声方差值的数量。
S23、从预设数量的子载波噪声组中分别抽取一个子载波噪声，根据抽取得到的子载波噪声和相应子载波分别计算噪声方差并进行平均，得到一个子载波噪声方差值。
具体的，在本实施例中，获取一定数量的子载波噪声组，在每一个子载波噪声组中分别抽取一个子载波噪声，根据抽取得到的子载波噪声和相应的子载波计算出噪声方差，然后将得到的噪声方差进行平均，得到一个子载波噪声方差值，将一定连续数量的子载波的噪声方差进行平均，映射到一个子载波噪声方差值，减少误差值对子载波噪声方差值的影响。
S24、重复S23得到预设数量的子载波噪声方差值，组成子载波噪声方差组。
具体的，在本实施例中，重复S12得到预设数量的子载波噪声方差值，该预设数量为至少十二个，即至少一个RB上的子载波噪声方差组，提高后续结果的精确性。
S25、通过预设数量的子载波噪声方差组，得到参考信号的噪声方差值。
具体的，在本实施例中，根据预设数量的子载波噪声方差组进行计算，如，该操作并行完成16个RB上噪声方差不同天线间的平均，由此来减少计算误差，得到该参考信号的噪声方差值。
上述实施例中，通过在连续的子载波的子载波噪声中添加无效噪声，在后续计算子载波噪声方差时，如平均过程遇到无效噪声，减少平均数量，由此实现了增多最终得到的子载波方差值的数量的效果。
如图3所示，本发明实施例还提供了一种基于5G通信网络的噪声方差估计方法，包括：
S31、在每个子载波中添加导频信号。
具体的，通过子载波中的导频信号加快计算该子载波的子载波噪声的速度，提高计算得到的结果的精度。
S32、计算经信道传播后的连续的预设个数的子载波的子载波噪声；并将子载波噪声组成子载波噪声组。
具体的，在本实施例中，频域噪声方差估计的原理是将信道估计结果进行处理，得到噪声方差，由于后续计算时需对结果在一个RB上进行平均，RB为连续十二个子载波，为并行实现该操作，在此步骤中将一定数量的连续子载波噪声分组为子载波噪声组，该数量为至少十二个。
S33、从预设数量的子载波噪声组中分别抽取一个子载波噪声。
S34、将经信道传播后的子载波中的导频信号，作为参考导频信号，将经信道传播前的子载波中的导频信号，作为本地导频信号；
S35、将参考导频信号、本地导频信号和子载波噪声通过如下计算公式计算噪声方差值：
σ2＝|Y-HX|2；
其中，σ2为噪声方差，Y为子载波的参考导频信号，H为子载波噪声，X为位子载波的本地导频信号。
S36、重复S33、S34和S35得到预设数量的子载波噪声方差值，组成子载波噪声方差组。
具体的，在本实施例中，重复S12得到预设数量的子载波噪声方差值，该预设数量为至少十二个，即至少一个RB上的子载波噪声方差组，提高后续结果的精确性。
S37、通过预设数量的子载波噪声方差组，得到参考信号的噪声方差值。
具体的，在本实施例中，根据预设数量的子载波噪声方差组进行计算，如，该操作并行完成16个RB上噪声方差不同天线间的平均，由此来减少计算误差，得到该参考信号的噪声方差值。
上述实施例中，通过经信道传播前后的子载波中的导频信号和子载波噪声计算该子载波噪声方差值，通过导频信号计算相应的子载波噪声方差值，提高计算的精度，降低无关数据造成的影响。
本发明实施例提供一种基于5G通信网络的噪声方差估计方法，应用于具有多个子载波的参考信号，其特征在于，包括：
从每个子载波噪声方差组中随机提取一个子载波噪声方差值，求平均值得到平均噪声方差值；作为参考信号的噪声方差值。
具体的，由于上述实施例中提供的噪声方差组的值已经经过多次平均，在此步骤中无需再进行全部平均，从每个子载波噪声方差组中提取一个子载波噪声方差值，求平均得到的平均噪声方差值，即可作为参考信号的噪声方差，用于后续处理。
在本实施例中，通过预设数量的子载波噪声方差组，得到参考信号的噪声方差值之后，还包括：
将平均噪声方差值复制添加进子载波中，用于频域均衡处理。
具体的，每次添加进子载波中的平均噪声方差均通过上述步骤进行，由此保证结果的实时性和准确性，避免出现计算错误而计算结果不断被使用的情况。
本发明实施例还提供了一种基于5G通信网络的噪声方差估计系统，应用于具有多个子载波的参考信号，包括：处理模块、获取模块和计算模块；
在本实施例中，处理模块，用于通过计算模块计算经信道传播后的连续的预设个数的子载波的子载波噪声；并将子载波噪声组成子载波噪声组，具体的，根据参考信号的虚部和实部，每次通过计算模块计算2×预设数量的子载波噪声；而后获取预设数量的子载波噪声添加预设数量的无效子载波噪声，组成子载波噪声组。
在本实施例中，获取模块，用于获取预设数量的子载波噪声组，从预设数量的子载波噪声组中分别抽取一个子载波噪声。
在本实施例中，还包括：导频信号生成器，用于生成导频信号。
在本实施例中，处理模块，还用于在参考信号未经信道传输时，将导频信号添加进参考信号的子载波中。
在本实施例中，处理模块，还用于通过计算模块根据每个子载波噪声和相应子载波分别计算噪声方差并进行平均，得到一个子载波噪声方差值，具体的，将经信道传播后的子载波中的导频信号，作为参考导频信号，将经信道传播前的子载波中的导频信号，作为本地导频信号；
处理模块，具体用于，通过计算模块将参考导频信号、本地导频信号和子载波噪声通过如下计算公式计算噪声方差值：
σ2＝|Y-HX|2；
其中，σ2为噪声方差，Y为子载波的参考导频信号，H为子载波噪声，X为位子载波的本地导频信号。
在本实施例中，处理模块，还用于通过计算模块重复计算得到预设数量的子载波噪声方差值，组成子载波噪声方差组。
在本实施例中，处理模块，还用于通过预设数量的子载波噪声方差组，得到参考信号的噪声方差值，具体的，通过获取模块从每个子载波噪声方差组中随机提取一个子载波噪声方差值，且通过计算模块求平均值得到平均噪声方差值，作为参考信号的噪声方差值。
在本实施例中，处理模块，还用于将平均噪声方差值复制添加进子载波中，用于频域均衡处理。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于5G通信网络的噪声方差估计方法，应用于具有多个子载波的参考信号，其特征在于，包括：
S1、计算经信道传播后的连续的预设个数的所述子载波的子载波噪声；并将所述子载波噪声组成子载波噪声组；
S2、从预设数量的所述子载波噪声组中分别抽取一个所述子载波噪声，根据抽取得到的所述子载波噪声和相应所述子载波分别计算噪声方差并进行平均，得到一个子载波噪声方差值；
S3、重复S2得到预设数量的子载波噪声方差值，组成子载波噪声方差组；
S4、通过预设数量的所述子载波噪声方差组，得到所述参考信号的噪声方差值。
2.根据权利要求1所述的噪声方差估计方法，其特征在于，所述计算经信道传播后的连续的预设个数的所述子载波的子载波噪声；并将所述子载波噪声组成子载波噪声组，具体包括：
根据所述参考信号的虚部和实部，每次计算2×预设数量的子载波噪声；
在获取的预设数量的子载波噪声中添加预设数量的无效子载波噪声，组成所述子载波噪声组。
3.根据权利要求1所述的噪声方差估计方法，其特征在于，S1之前还包括：
在每个所述子载波中添加导频信号。
4.根据权利要求3所述的噪声方差估计方法，其特征在于，所述根据抽取得到的所述子载波噪声和相应所述子载波分别计算噪声方差，具体包括：
将经信道传播后的所述子载波中的导频信号，作为参考导频信号，将经信道传播前的所述子载波中的导频信号，作为本地导频信号；
将所述参考导频信号、本地导频信号和所述子载波噪声通过如下计算公式计算所述噪声方差值：
σ2＝|Y-HX|2；
其中，σ2为所述噪声方差，Y为所述子载波的参考导频信号，H为所述子载波噪声，X为位所述子载波的本地导频信号。
5.根据权利要求1所述的噪声方差估计方法，其特征在于，所述通过预设数量的所述子载波噪声方差组，得到所述参考信号的噪声方差值，具体包括：
从每个所述子载波噪声方差组中随机提取一个所述子载波噪声方差值，求平均值得到平均噪声方差值；作为所述参考信号的噪声方差值。
6.一种基于5G通信网络的噪声方差估计系统，应用于具有多个子载波的参考信号，其特征在于，包括：处理模块、获取模块和计算模块；
所述处理模块，用于通过所述计算模块计算经信道传播后的连续的预设个数的所述子载波的子载波噪声；并将所述子载波噪声组成子载波噪声组；
所述获取模块，用于获取预设数量的所述子载波噪声组，从预设数量的所述子载波噪声组中分别抽取一个所述子载波噪声；
所述处理模块，还用于通过所述计算模块根据抽取得到的所述子载波噪声和相应所述子载波分别计算噪声方差并进行平均，得到一个子载波噪声方差值；
所述处理模块，还用于通过所述计算模块重复计算得到预设数量的子载波噪声方差值，组成子载波噪声方差组；
所述处理模块，还用于通过预设数量的所述子载波噪声方差组，得到所述参考信号的噪声方差值。
7.根据权利要求6所述的噪声方差估计系统，其特征在于，所述处理模块具体用于，根据所述参考信号的虚部和实部，每次通过所述计算模块计算2×预设数量的子载波噪声；而后在获取的预设数量的子载波噪声中添加预设数量的无效子载波噪声，组成所述子载波噪声组。
8.根据权利要求6所述的噪声方差估计系统，其特征在于，还包括：导频信号生成器，用于生成导频信号；
所述处理模块，还用于在所述参考信号未经信道传输时，将所述导频信号添加进所述参考信号的子载波中。
9.根据权利要求8所述的噪声方差估计系统，其特征在于，所述处理模块，具体用于，将经信道传播后的所述子载波中的导频信号，作为参考导频信号，将经信道传播前的所述子载波中的导频信号，作为本地导频信号；
所述处理模块，具体用于，通过所述计算模块将所述参考导频信号、本地导频信号和所述子载波噪声通过如下计算公式计算所述噪声方差值：
σ2＝|Y-HX|2；
其中，σ2为所述噪声方差，Y为所述子载波的参考导频信号，H为所述子载波噪声，X为位所述子载波的本地导频信号。
10.根据权利要求6-9中任一所述的噪声方差估计系统，其特征在于，所述处理模块，具体用于，通过所述获取模块从每个所述子载波噪声方差组中随机提取一个所述子载波噪声方差值，且通过所述计算模块求平均值得到平均噪声方差值，作为所述参考信号的噪声方差值。
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