CN113300791B - 信噪比估计方法、机器可读存储介质与测试设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种信噪比估计方法、机器可读存储介质与测试设备。其中基于NR系统同步信号块的信噪比估计方法包括：获取被测试的NR系统的同步信号块SSB，SSB包含的连续多个正交频分复用OFDM符号；提取辅同步信号SSS所在的OFDM符号；分别计算SSS的功率以及SSS前后间隔的信号功率；将SSS前后间隔的信号功率作为噪音功率；根据SSS的功率以及噪音功率计算信噪比。本发明的方案计算量小，减少了计算所需的硬件资源消耗，得到结果准确，可以用于PBCH的LMSE解调算法，在有线直连测试的场景下，可以提高EVM的测量精度。

Description

信噪比估计方法、机器可读存储介质与测试设备
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种基于NR系统同步信号块的信噪比估计方法、机器可读存储介质与测试设备。
背景技术
高速率无线数据传输中信号功率、噪声功率、以及信噪比均是非常重要的参数。噪声的存在会对信道估计造成偏差。为了减小噪声对信道估计造成的偏差，需要对信号功率以及噪声功率进行准确估计。而现有技术中使用导频数据估计信号功率和噪声功率的方案，计算量极大，而且准确度较低，不能满足有限连接测试的要求。
因此，现有技术缺乏在连接测试场景下对信噪比估计进行简化估计的技术手段。
发明内容
本发明的一个目的是要提供一种计算简单、便于硬件实现的基于NR系统同步信号块的信噪比估计方法。
本发明的一个目的是要提高信噪比的准确度。
特别地，本发明提供了一种基于NR系统同步信号块的信噪比估计方法，其包括：
获取被测试的NR系统的同步信号块SSB，SSB包含的连续多个正交频分复用OFDM符号；
提取辅同步信号SSS所在的OFDM符号；
分别计算SSS的功率以及SSS前后间隔的信号功率；
将SSS前后间隔的信号功率作为噪音功率；
根据SSS的功率以及噪音功率计算信噪比。
可选地，SSB包含连续4个正交频分复用OFDM符号，按照升序依次编号为0、1、2、3，SSS所在的OFDM符号的序号为2，并且提取辅同步信号SSS所在的OFDM符号的步骤包括：
提取同步信号块中编号为2的OFDM符号。
可选地，计算SSS的功率的步骤包括：
从SSS所在的OFDM符号中提取SSS的资源栅格；
计算SSS的资源栅格的平均功率。
可选地，计算SSS前后间隔的信号功率的步骤包括：
从SSS所在的OFDM符号中提取SSS之前间隔GAP1的资源栅格；
从SSS所在的OFDM符号中提取SSS之后间隔GAP2的资源栅格；
根据GAP1的资源栅格以及GAP2的资源栅格计算SSS前后间隔的信号功率。
可选地，根据GAP1的资源栅格以及GAP2的资源栅格计算SSS前后间隔的信号功率的步骤包括：
分别从GAP1的资源栅格以及GAP2的资源栅格中选取设定点数的资源元素；
计算设定点数的资源元素的平均功率，作为SSS前后间隔的信号功率。
可选地，从GAP1的资源栅格以及GAP2的资源栅格中选取设定点数的资源元素的步骤包括：
分别从GAP1的资源栅格以及GAP2的资源栅格中选取位于中心位置的多点资源元素。
可选地，根据SSS的功率以及噪音功率计算信噪比的计算公式为：
Figure BDA0003090305060000021
在计算公式中，SNR为信噪比，Pavg_sss为SSS的功率，Pavg_gap为噪音功率。
可选地，获取被测试的NR系统的同步信号块SSB的步骤之前还包括：对被测试的NR系统的传输信号进行PSS同步以及SSS同步。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种机器可读存储介质，其上存储有机器可执行程序，机器可执行程序被处理器执行时实现上述任一种的基于NR系统同步信号块的信噪比估计方法。
根据本发明的又一个方面，还提供了一种测试设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并在处理器上运行的机器可执行程序，并且处理器执行机器可执行程序时实现上述任一种的基于NR系统同步信号块的信噪比估计方法。
本发明的基于NR系统同步信号块的信噪比估计方法，使用NR系统的同步信号块(Synchronization Signal Block，简称SSB)中辅同步信号(Secondary SynchronizationSignals,简称SSS)所在的OFDM(Orthogonal frequency-division multiplexing,正交频分复用)符号(symbol)进行信噪比的估计，将SSS前后间隔的信号功率作为噪音功率；根据SSS的功率以及噪音功率计算信噪比，计算简单，减少了计算所需的硬件资源消耗。
进一步地，本发明的基于NR系统同步信号块的信噪比估计方法，计算得到的信噪比(Signal-to-noise ratio，简称SNR)数值更加准确，可以用于PBCH(Physical BroadcastChannel，广播物理信道)的LMSE(最小均方误差算法)解调算法，在有线直连测试的场景下，可以提高EVM(Error Vector Magnitud，误差向量幅度)等参数的测量精度。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是根据本发明一个实施例的基于NR系统同步信号块的信噪比估计方法的示意图；
图2是根据本发明一个实施例的基于NR系统同步信号块的信噪比估计方法的流程图；
图3是5G NR的时序结构示意图；
图4是是5G NR中SSS所在的OFDM符号的资源分布示意图；
图5是根据本发明一个实施例的机器可读存储介质的示意图；以及
图6是根据本发明一个实施例的测试设备的示意图。
具体实施方式
图1是根据本发明一个实施例的基于NR系统同步信号块的信噪比估计方法的示意图，该基于NR系统同步信号块的信噪比估计方法一般性地可以包括：
步骤S102，获取被测试的NR系统的同步信号块SSB，SSB包含的连续多个正交频分复用OFDM符号。
步骤S104，提取辅同步信号SSS所在的OFDM符号；
步骤S106，分别计算SSS的功率以及SSS前后间隔的信号功率；
步骤S108，将SSS前后间隔的信号功率作为噪音功率；
步骤S110，根据SSS的功率以及噪音功率计算信噪比SNR。
本实施例的方法，使用NR系统的同步信号块SSB中辅同步信号SSS所在的OFDM符号进行信噪比的估计，将将SSS前后间隔的信号功率作为噪音功率；根据SSS的功率以及噪音功率计算信噪比，计算简单，减少了计算所需的硬件资源消耗。
对于5G NR(New Radio，新空口)，SSB包含连续4个正交频分复用OFDM符号，按照升序依次编号为0、1、2、3，SSS所在的OFDM符号的序号为2。相应地，步骤S104可以包括提取同步信号块中编号为2的OFDM符号。
SSS的功率以及SSS前后间隔的信号功率也可以分别使用平均功率，也即计算SSS的功率的步骤包括：从SSS所在的OFDM符号中提取SSS的资源栅格；计算SSS的资源栅格的平均功率。计算SSS前后间隔的信号功率的步骤包括：从SSS所在的OFDM符号中提取SSS之前间隔GAP1的资源栅格；从SSS所在的OFDM符号中提取SSS之后间隔GAP2的资源栅格；根据GAP1的资源栅格以及GAP2的资源栅格计算SSS前后间隔的信号功率。上述计算信号平均功率的技术本身为本领域技术人员所习知的，在此不做赘述。由于使用平均功率，可以反映整个同步信号块的信号情况，得到更加准确的功率值。
为了提高检测的噪音功率的准确程度，可以分别从GAP1的资源栅格以及GAP2的资源栅格中选取设定点数的资源元素(Resource Element，简称RE)；计算设定点数的资源元素的平均功率，作为SSS前后间隔的信号功率。其中选取的资源元素的位置可以为GAP间隔中段的信号，也即分别从GAP1的资源栅格以及GAP2的资源栅格中选取位于中心位置的多点资源元素。在一些实施例中，可以分别使用GAP1和GAP2中心位置的4个RE计算噪声平均功率。
根据SSS的功率以及噪音功率计算信噪比的计算公式可以为：
Figure BDA0003090305060000041
在计算公式中，SNR为信噪比，Pavg_sss为SSS的功率，Pavg_gap为噪音功率。
在步骤S102之前还可以对被测试的NR系统的传输信号进行PSS同步以及SSS同步。
图2是根据本发明一个实施例的基于NR系统同步信号块的信噪比估计方法的流程图。该流程可以包括：
步骤S202，进行PSS信号同步；
步骤S204，进行SSS信号同步；
步骤S206，计算SSS的信号平均功率；
步骤S208，截取SSS前后GAP，计算噪声功率；
步骤S210，依据SSS信号平均功率以及噪声功率计算SNR。
本实施的基于NR系统同步信号块的信噪比估计方法，基于NR特定的时隙间隔计算噪声功率，得到的信噪比(Signal Noise Ratio)更加准确，计算量小。结果可以用于PBCH的LMSE解调算法，在有线直连测试的场景下，可以提高EVM等的测量精度
以下对本实施例的基于NR系统同步信号块的信噪比估计方法应用于5G NR信噪比估计的计算过程进行说明。
5G NR(New Radio，新空口)对于系统消息进行了一定程度的简化，相比4G不仅在同步信号以及系统消息设计方面都进行了完全不同的设计。同步信号块SSB(SS/PBCHblock，亦称为同步信号/广播信道块)包含了主同步信号(primary synchronizationsignal，简称PSS)，辅同步信号(secondary synchronizationsignal，SSS)和物理广播信道(physical broadcast channel，简称PBCH)。在时域上，一个SSB占用了连续的4个正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing，简称OFDM)。也就是说NR SSB的时域结构由4个OFDM符号组成。图3是5G NR的时序结构示意图，而表1示出了5G NR中SSB占据的资源栅格。
表1
Figure BDA0003090305060000051
从图3以及表1中可以看出，SSS所在的OFDM符号的序号为2。图4是是5G NR中SSS所在的OFDM符号的资源分布示意图。序号为2的OFDM符号由PBCH、GAP1、SSS、GAP2、PBCH几部分组成。其中GAP1占用48,49，…，55的8个RE(Resource Element，资源元素)，GAP2占用183,184，…，191的8个RE。
在有线直连测试的场景下，本实施例利用GAP1和GAP2中心位置的多个个RE计算噪声平均功率，录入选取4个RE，即选取GAP1的50,51,52,53四个RE，以及GAP2的185,186,187,188四个RE，计算噪声平均功率。选取的RE的个数可以进行调整。
信噪比SNR的计算公式为：
Figure BDA0003090305060000061
SNR为信噪比，Pavg_sss为SSS信号的平均功率(含噪声)，Pavg_gap为GAP中心位置的平均功率即噪声平均功率。
本发明实施例还提供了一种机器可读存储介质。图5是根据本发明一个实施例的机器可读存储介质50的示意图，该机器可读存储介质50上存储有机器可执行程序510，机器可执行程序510被处理器执行时实现上述任一种的基于NR系统同步信号块的信噪比估计方法。
本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的可读存储介质包括：U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
此外，需要指出的是，在本发明的装置和方法中，显然，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。并且，执行上述系列处理的步骤可以自然地按照说明的顺序按时间顺序执行，但是并不需要一定按照时间顺序执行，某些步骤可以并行或彼此独立地执行。对本领域的普通技术人员而言，能够理解本发明的方法和装置的全部或者任何步骤或者部件，可以在任何计算装置(包括处理器、存储介质等)或者计算装置的网络中，以硬件、固件、软件或者它们的组合加以实现，这是本领域普通技术人员在阅读了本发明的说明的情况下运用他们的基本编程技能就能实现的。
因此，本发明的目的还可以通过在任何计算装置上运行一个程序或者一组程序来实现。计算装置可以是公知的通用装置。因此，本发明的目的也可以仅仅通过提供包含实现所述方法或者装置的程序代码的程序产品来实现。也就是说，这样的程序产品也构成本发明，并且存储有这样的程序产品的存储介质也构成本发明。显然，所述存储介质可以是任何公知的存储介质或者将来所开发出来的任何存储介质。还需要指出的是，在本发明的装置和方法中，显然，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。并且，执行上述系列处理的步骤可以自然地按照说明的顺序按时间顺序执行，但是并不需要一定按照时间顺序执行。某些步骤可以并行或彼此独立地执行。
本发明实施例还提供了一种测试设备。图6是根据本发明一个实施例的测试设备60的示意图，该测试设备60可以包括存储器620、处理器610及存储在存储器620上并在处理器610上运行的机器可执行程序，并且处理器610执行机器可执行程序时实现上述任一种的基于NR系统同步信号块的信噪比估计方法。也即本实施例的测试设备可以是用于进行高速率无线信号测试的计算机设备。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (7)

1.一种基于NR系统同步信号块的信噪比估计方法，包括：
获取被测试的NR系统的同步信号块SSB，所述SSB包含的连续多个正交频分复用OFDM符号；
提取辅同步信号SSS所在的OFDM符号；
分别计算所述SSS的功率以及所述SSS前后间隔的信号功率；
将所述SSS前后间隔的信号功率作为噪音功率；
根据所述SSS的功率以及所述噪音功率计算信噪比，其中
所述计算所述SSS前后间隔的信号功率的步骤包括：
从所述SSS所在的OFDM符号中提取所述SSS之前间隔GAP1的资源栅格；
从所述SSS所在的OFDM符号中提取所述SSS之后间隔GAP2的资源栅格；
根据所述GAP1的资源栅格以及所述GAP2的资源栅格计算所述SSS前后间隔的信号功率，以及
所述根据所述GAP1的资源栅格以及所述GAP2的资源栅格计算所述SSS前后间隔的信号功率的步骤包括：
分别从所述GAP1的资源栅格以及所述GAP2的资源栅格中选取位于中心位置的设定点数的资源元素；
计算所述设定点数的资源元素的平均功率，作为所述SSS前后间隔的信号功率。
2.根据权利要求1所述的基于NR系统同步信号块的信噪比估计方法，其中
所述SSB包含连续4个正交频分复用OFDM符号，按照升序依次编号为0、1、2、3，所述SSS所在的OFDM符号的序号为2，并且所述提取辅同步信号SSS所在的OFDM符号的步骤包括：
提取所述同步信号块中编号为2的OFDM符号。
3.根据权利要求1所述的基于NR系统同步信号块的信噪比估计方法，其中，所述计算所述SSS的功率的步骤包括：
从所述SSS所在的OFDM符号中提取所述SSS的资源栅格；
计算所述SSS的资源栅格的平均功率。
4.根据权利要求1所述的基于NR系统同步信号块的信噪比估计方法，其中，所述根据所述SSS的功率以及所述噪音功率计算信噪比的计算公式为：
Figure FDA0003742239420000021
在所述计算公式中，SNR为所述信噪比，Pavg_sss为所述SSS的功率，所述Pavg_gap为所述噪音功率。
5.根据权利要求1所述的基于NR系统同步信号块的信噪比估计方法，其中，在所述获取被测试的NR系统的同步信号块SSB的步骤之前还包括：
对所述被测试的NR系统的传输信号进行PSS同步以及SSS同步。
6.一种机器可读存储介质，其上存储有机器可执行程序，所述机器可执行程序被处理器执行时实现根据权利要求1至5任一项所述的基于NR系统同步信号块的信噪比估计方法。
7.一种测试设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的机器可执行程序，并且所述处理器执行所述机器可执行程序时实现根据权利要求1至5任一项所述的基于NR系统同步信号块的信噪比估计方法。
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