CN114257256B - 噪声估计方法、装置、设备和可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种噪声估计方法、装置、设备和可读存储介质，电子设备针对接收信号中的每个子带信号，确定子带信号的噪声估计结果；然后，根据每个子带信号的噪声估计结果，得到接收信号的噪声估计结果；其中，子带信号中存在同频干扰时，子带信号的噪声估计结果对应的噪声统计范围不大于子带信号的时频资源范围。采用上述方法可以提高电子设备的解调性能。
Description
技术领域
本申请涉及信号处理技术领域，特别是涉及一种噪声估计方法、装置、设备和可读存储介质。
背景技术
通信系统中，接收机中的解调模块对接收信号进行解调时，不仅需要接收信号的信道估计结果，还需要接收信号的噪声估计结果。上述噪声估计可以指在一定的时频资源内，计算接收信号中噪声的二阶统计特性。
传统方法中，接收机可以采用基于导频信号(Reference Signal，简称RS)对接收信号进行噪声协方差估计。由于接收信号中白噪声的二阶统计特性变化不明显，因此需要通过较大范围的时频资源中的RS信号进行噪声协方差估计。
但是，当接收信号中部分频率范围内的信号受到同频干扰的情况下，采用上述方法获得的噪声协方差估计结果不准确，导致接收机的解调性能差。
发明内容
本申请实施例提供了一种噪声估计方法、装置、设备和可读存储介质，可以提高接收机的解调性能。
第一方面，提供一种噪声估计方法，包括：
针对接收信号中的每个子带信号，确定子带信号的噪声估计结果；其中，子带信号中存在同频干扰时，子带信号的噪声估计结果对应的噪声统计范围不大于子带信号的时频资源范围；
根据每个子带信号的噪声估计结果，得到接收信号的噪声估计结果。第二方面，提供一种噪声估计装置，包括：
确定模块，用于针对接收信号中的每个子带信号，确定子带信号的噪声估计结果；其中，子带信号中存在同频干扰时，子带信号的噪声估计结果对应的噪声统计范围不大于子带信号的时频资源范围；
获取模块，用于根据每个子带信号的噪声估计结果，得到接收信号的噪声估计结果。
第三方面，提供一种电子设备，包括存储器及处理器，存储器中储存有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行上述第一方面中的噪声估计方法的步骤。
第四方面，一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面中任一项噪声估计方法的步骤。
上述噪声估计方法、装置、设备和可读存储介质，电子设备针对接收信号中的每个子带信号，确定子带信号的噪声估计结果；然后，根据每个子带信号的噪声估计结果，得到接收信号的噪声估计结果；其中，子带信号中存在同频干扰时，子带信号的噪声估计结果对应的噪声统计范围不大于子带信号的时频资源范围。由于通信电子设备将接收信号划分成了多个子带信号，从而可以分别确定各个子带信号的噪声估计结果；由于不同子带信号受到的干扰类型不同，通过划分各个子带信号分别确定各个子带信号的噪声估计结果，可以提升噪声估计结果的准确度；进一步地，当子带信号中存在同频干扰时，子带信号中的的干扰信号并未覆盖接收信号的整个带宽范围，电子设备在不大于子带信号的时频资源范围中进行噪声统计，获得子带信号的噪声估计结果，可以避免将未受到同频干扰的时频资源范围划入噪声统计范围中，提高了子带信号的噪声估计结果的准确度，进而提高电子设备的解调性能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一个实施例中接收机组成示意图；
图2为本申请一个实施例中噪声估计方法的应用环境图；
图3为本申请一个实施例中噪声估计方法的流程图；
图4为本申请一个实施例中同频干扰的示意图；
图5为本申请一个实施例中噪声估计方法的示意图；
图6为本申请一个实施例中噪声估计方法的示意图；
图7为本申请一个实施例中解调性能对比示意图；
图8为本申请一个实施例中解调性能对比示意图；
图9为本申请一个实施例中噪声估计方法的流程图；
图10为本申请一个实施例中噪声估计装置的结构框图；
图11为本申请一个实施例中噪声估计装置的结构框图；
图12为本申请一个实施例中电子设备的结构框图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
电子设备中的基带处理芯片在对接收信号进行解调时，不仅需要接收信号的信道估计结果，还需要接收信号的噪声估计结果；如图1所示的接收机为例，电子设备通过天线接收到的信号可以通过射频模块RF、模数转换模块ADC数字前端DFE进行处理，然后通过信道估计模块、噪声估计模块获得接收信号的信道估计结果以及噪声估计结果之后，送至解调模块DEM进行解调。噪声估计结果的准确性，直接响应电子设备对接收信号的解调准确性。噪声估计的准确程度，主要取决于以下两个方面。
第一方面：噪声估计的统计范围。若接收信号中的噪声为白噪声，由于白噪声的二阶统计特性变化不大，需要较大的统计范围获得准确的噪声估计结果。若接收信号中的噪声包括有色噪声，上述有色噪声的二阶统计特性变化比较剧烈，若统计范围过大，容易导致噪声估计结果不准确。
第二方面：噪声协方差估计的样点数。在进行噪声估计时，在噪声统计范围内的样点数越多，获得的噪声估计结果越准确。
常见的噪声估计方法主要包括导频信号估计和数据信号估计。对于导频信号估计方法，电子设备在进行噪声估计时针对噪声统计范围中的导频信号进行采样，为了保证足够的采样点数据，需要较大的噪声统计范围。对于数据信号估计方法，为了在高阶调制场景下需要足够多的采样点数据才能满足预设条件，同样需要较大的噪声统计范围。基于上述较大的噪声统计范围，对于接收信号中噪声统计特性变化剧烈的情况下，采用上述方法获得的噪声估计结果的准确性较差。
基于此，有必要提供一种噪声估计方法，可以提高噪声估计结果的准确性。
图2为一个实施例中噪声估计方法的应用环境示意图。如图2所示，该应用环境包括相互通信的电子设备100。其中一个电子设备可以接收另一个电子设备发送的信号，然后对该接收信号进行噪声估计。上述电子设备可以是但不限于任意一种具备信号接收解调能力的设备，上述电子设备可以网络设备，也可以是用户设备，在此不做限定。上述网络设备可以是任意一种具有无线收发功能的设备。包括但不限于：基站NodeB、演进型基站eNodeB、第五代(the fifth generation,5G)通信系统中的基站、未来通信系统中的基站或网络设备、WiFi系统中的接入节点、无线中继节点、无线回传节点等。网络设备还可以是云无线接入网络(cloud radio access network,CRAN)场景下的无线控制器。网络设备还可以是小站，传输节点(transmission reference point,TRP)，路侧单元(road side unit,RSU)等。本申请的实施例对上述网络设备所采用的具体技术和具体设备形态不做限定。上述用户设备可以是一种具有无线收发功能的设备，可以但不限于是手持、穿戴或车载的设备等。用户设备可以是手机、平板电脑、带无线收发功能的电脑、虚拟现实(virtual reality,VR)终端设备、增强现实(augmented reality,AR)终端设备、工业控制(industrial control)中的无线终端、无人驾驶(self-driving)中的无线终端、远程医疗(remote medical)中的无线终端、智能电网(smart grid)中的无线终端、运输安全(transportation safety)中的无线终端、智慧城市(smart city)中的无线终端、智慧家庭(smarthome)中的无线终端等。本申请的实施例对应用场景不做限定。
图3为一个实施例中噪声估计方法的流程图。本实施例中的噪声估计方法，以运行于图2中的电子设备为例进行描述。如图3所示，上述方法包括：
S101、针对接收信号中的每个子带信号，确定子带信号的噪声估计结果；其中，子带信号中存在同频干扰时，子带信号的噪声估计结果对应的噪声统计范围不大于子带信号的时频资源范围。
其中，上述电子设备可以是基站等网络设备，也可以是用户设备，在此不做限定。上述接收信号可以是电子设备通过天线接收之后，送至接收机处理的信号，也可以是电子设备通过网线等有线连接方式从其它设备处接收到的信号，在此不做限定。上述电子设备可以包括一个天线，也可以包括多个天线，在此不做限定。
上述接收信号可以包括电子设备的业务数据，也可以包括电子设备接收到的控制信令；上述业务数据可以用于传输图像信息、视频信息、语音信息、文本信息等。
接收机可以将接收信号的带宽划分成多个子带，获得各个子带对应的子带信号。不同子带信号的带宽可以相同，也可以不同。上述子带信号的带宽可以随电子设备的应用场景的变化进行调整，也可以随电子设备接入的网络类型进行调整。
在一种带宽划分方式中，上述子带信号的带宽按照可以按照预设带宽划分。上述预设带宽可以是预设频率带宽，例如1MHz，也可以是预设子载波数量或预设资源块(Resource Block，简称RB)数量。其中，上述RB为业务信道资源分配的资源单位，时域上为一个时隙，频域上可以为12个子载波。例如，在频率方向上子带信号可以对应1个RB，也可以对应多个RB。
在另一种带宽划分方式中，上述子带信号的带宽可以按照接收天线的频段。电子设备中可以包括多个接收天线，上述多个接收天线中可以用于接收不同频段的信号，例如上述电子设备中包括MIMO天线，上述MIMO天线中通过多个接收天线可以被配置为不同的接收频段。上述不同的接收天线还可用于接收不同类型的信号，例如天线1用于接收GPS信号，天线2用于接收蓝牙信号等。电子设备可以按照接收天线的频段，确定各个子带信号的带宽。
电子设备将接收信号划分成多个子带信号之后，可以针对每个子带信号分别确定该子带信号的干扰类型。上述干扰类型可以为子带信号中存在同频干扰，或者子带信号中不存在同频干扰。子带信号中存在同频干扰时，干扰信号未覆盖接收信号的整个带宽范围。如图4所示，上述接收信号的频率范围覆盖多个子载波，而存在同频干扰的子带信号覆盖部分子载波。
子带信号中不存在同频干扰时，上述子带信号中的干扰可以为高斯白噪声干扰，白噪声干扰的覆盖范围为接收信号的整个频率带宽。高斯白噪声可以覆盖接收信号的整个频率带宽；高斯白噪声是指信号的幅度分布服从高斯分布，而它的功率谱又是均匀分布的；高斯白噪声在不同时刻是不相关的，其二阶统计特性变化较小。
电子设备可以获取该子带信号的噪声分布，然后将该噪声分布与白噪声的标准分布规律进行比较，确定子带信号是否存在同频干扰。例如，若子带信号的噪声分布符合白噪声的噪声分布规律，则确定该子带信号不存在同频干扰；若子带信号的噪声分布不符合白噪声的噪声分布规律，则确定该子带信号存在同频干扰。
在另一中实现方式中，电子设备可以将该子带信号的噪声分布与其它任意一个或多个子带信号的噪声分布进行比较，若该子带信号的噪声分布与其它子带信号的噪声分布的相似度大于预设阈值，则可以确定该子带信号中不存在同频干扰；若该子带信号的噪声分布与其它子带信号的噪声分布的相似度小于预设阈值，则可以确定该子带信号中存在同频干扰。
在确定子带信号是否存在同频干扰的基础上，电子设备可以根据子带信号的干扰类型确定子带信号的噪声估计结果。干扰类型不同的情况下，在对子带信号进行噪声估计时采用的噪声统计范围也不同。上述噪声统计范围是指电子设备对子带信号进行噪声采样时，提取采样信号的时频资源范围。上述噪声统计范围中，电子设备接收到信号可以包括导频信号，也可以包括数据信号；电子设备可以基于导频信号进行噪声估计，也可以基于数据信号进行噪声估计，在此不做限定。不同干扰类型对应的噪声统计范围，可以在频率方向上对应不同的频率范围，也可以在时域方向上对应不同的时域范围。可选地，子带信号中存在同频干扰，以及子带信号中不存在同频干扰的情况下，噪声统计范围的时域范围可以相同。例如，噪声统计范围可以是时域方向上占1个时隙，在频域方向上占多个RB。
其中，子带信号中存在同频干扰时，子带信号的噪声估计结果对应的噪声统计范围不大于子带信号的时频资源范围。可选地，子带信号中存在同频干扰时，子带信号的噪声估计结果对应的噪声统计范围为子带信号对应的子带时频资源范围。上述子带时域资源范围的频域范围为子带信号的带宽，时域范围可以是1个时隙或一个子帧；上述宽带时域资源范围的频域范围为接收信号的带宽，时域范围可以是1个时隙或一个子帧。
子带信号中不存在同频干扰时，子带信号的噪声估计结果对应的噪声统计范围大于子带信号的时频资源范围，且不大于接收信号的时频资源范围。可选地，子带信号中不存在同频干扰时，子带信号的噪声估计结果对应的噪声统计范围为接收信号对应的宽带时频资源范围。上述子带信号的噪声统计范围，在频域方向上与接收信号的带宽一致。
子带信号的噪声估计结果为子带信号中噪声的统计分析特性，例如可以是二阶统计特性。可选地，上述噪声估计结果可以是子带信号的噪声协方差。
电子设备可以在确定子带信号是否存在同频干扰的过程中，分别基于不同干扰类型对应的噪声统计范围获得子带信号的多个候选噪声估计结果，然后根据确定的干扰类型选择一个候选噪声估计结果为噪声估计结果；或者，电子设备可以先确定子带信号是否存在同频干扰，然后再基于子带信号是否存在同频干扰的判定结果，采用相应的噪声统计范围进行噪声估计，获得噪声估计结果。对于上述噪声估计结果的获取方式，在此不做限定。
S102、根据每个子带信号的噪声估计结果，得到接收信号的噪声估计结果。
在上述步骤的基础上，电子设备可以针对接收信号中的每个子带信号，获取子带信号的噪声估计结果，从而获得整个接收信号的噪声估计结果。
电子设备可以将各个子带信号的噪声估计结果，按照子带信号的排列顺序进行排列，获得由子带信号的噪声估计结果组成的序列，并将上述序列确定为接收信号的噪声估计结果。或者，电子设备可以对各个子带信号的噪声估计结果进行加权求和，获得接收信号的噪声估计结果。或者，上述接收信号的噪声估计结果中，可以包括存在同频干扰的各个子带信号分别对应的噪声估计结果，以及不存在同频干扰的各个子带信号对应的白噪声估计结果。对于接收信号的噪声估计结果的获取方式，在此不做限定。
上述噪声估计方法，电子设备针对接收信号中的每个子带信号，确定子带信号的噪声估计结果；然后，根据每个子带信号的噪声估计结果，得到接收信号的噪声估计结果；其中，子带信号中存在同频干扰时，子带信号的噪声估计结果对应的噪声统计范围不大于子带信号的时频资源范围。由于通信电子设备将接收信号划分成了多个子带信号，从而可以分别确定各个子带信号的噪声估计结果；由于不同子带信号受到的干扰类型不同，通过划分各个子带信号分别确定各个子带信号的噪声估计结果，可以提升噪声估计结果的准确度；进一步地，当子带信号中存在同频干扰时，子带信号中的的干扰信号并未覆盖接收信号的整个带宽范围，电子设备在不大于子带信号的时频资源范围中进行噪声统计，获得子带信号的噪声估计结果，可以避免将未受到同频干扰的时频资源范围划入噪声统计范围中，提高了子带信号的噪声估计结果的准确度，进而提高电子设备的解调性能。
在一个实施例中，在上述实施例的基础上，电子设备可以获取接收信号的噪声特性以及子带信号的噪声特性，然后根据接收信号的噪声特性与子带信号的噪声特性的对比结果，确定子带信号中是否存在同频干扰。
信号的噪声特性为用于表征信号后子带信号中的噪声分布规律的参数，可以是信号的噪声功率，也可以是信号的信噪比，还可以是噪声的功率谱密度，对于噪声特性的类型在此不做限定。
电子设备可以分别获取接收信号的噪声特性以及子带信号的噪声特性，然后将接收信号的噪声特性与子带信号的噪声特性进行对比，根据对比结果确定子带信号中是否存在同频干扰。上述对比结果用于判断接收信号的噪声特性与子带信号的噪声特性的相似程度，若接收信号的噪声特性与子带信号的噪声特性相似程度较高，可以认为该子带信号中不存在同频干扰。在子带信号受到了同频干扰产生有色噪声的情况下，该子带信号的噪声特性相对与接收信号的噪声特性会存在比较明显的差异，可以在对比结果比较接收信号的噪声特性与子带信号的噪声特性相似程度较低的情况下，确定子带信号中存在同频干扰。
电子设备在对接收信号的噪声特性以及子带信号的噪声特性进行对比时，可以获取接收信号的噪声特性以及子带信号的噪声特性的差值，根据差值确定干扰类型，也可以获取接收信号的噪声特性以及子带信号的噪声特性的比值，根据上述比值确定干扰类型。对于干扰类型的确定方式，在此不做限定。
上述噪声估计方法，电子设备通过获取接收信号的噪声特性与子带信号的噪声特性，从而可以根据接收信号的整个带宽的噪声特性与子带范围内的噪声特性的差异，准确地确定子带信号中是否存在同频干扰；进一步地，电子设备可以在子带信号中存在同频干扰的情况下，采用不大于子带信号的时频资源范围的噪声统计范围获得子带信号的噪声估计结果，使得子带信号的噪声估计结果更准确，进而提升电子设备的解调性能。
下述实施例中，分别针对不同类型的噪声特性对应的噪声估计结果的确定方法进行介绍。
在一个实施例中，在上述实施例的基础上，上述接收信号的噪声特性包括在接收信号对应的宽带时频资源范围内进行噪声采样得到的接收信号的噪声协方差；上述子带信号的噪声特性包括在子带信号对应的子带时频资源范围内进行噪声采样得到的子带信号的噪声协方差。
本实施例中，电子设备可以获取子带信号和接收信号的噪声协方差，确定子带信号是否存在同频干扰，进而根据同频干扰的确定结果从已获取的接收信号的噪声协方差以及子带信号的噪声协方差中，确定子带信号的噪声估计结果。
电子设备可以采用不同的噪声协方差的估计方式获取子带信号的噪声协方差。
在一种实现方式中，电子设备可以在子带时频资源范围内进行噪声采样，根据子带时频资源范围内的导频信号进行噪声估计。电子设备可以在子带时频资源范围中，获取各噪声采样点的导频信号的信道响应；然后，分别根据各噪声采样点的信道响应计算各噪声采样点的噪声，获得各噪声采样点的噪声形成的噪声向量；通过计算噪声向量的协方差，获得子带信号的噪声协方差。
导频信号在时频资源范围内的分布可以如图5中阴影部分所示，每个导频信号对应一个信号索引k；图中以子带时频资源范围对应3个RB为例；需要说明的是，导频信号在时频资源范围内的分布还可以是其它形式。
噪声协方差估计结果可以为：
其中，上述BLK表示子带时频资源范围，nRS,k表示第k个导频信号的噪声，上述nRS,k可以通过如下公式获得：nRS,k＝HLS,RS,k-HFilter,RS,k
其中，HLS,RS,k表示第k个导频信号的信道响应，HFilter,RS,k表示对第k个导频信号的信道响应进行滤波后的结果。
在另一种实现方式中，电子设备可以在子带时频资源范围内进行噪声采样，根据子带时频资源范围内的数据信号进行噪声估计。数据信号在时频资源范围内的分布可以如图6中所示，每个数据信号对应一个信号索引k；图中以子带时频资源范围对应1个RB为例。
噪声协方差估计结果可为：
其中，K表示子带时频资源范围内噪声采样点的数量。Ryy,k为第k个数据信号滤波前的信道响应，Rhh,k为第k个数据信号滤波后的信道响应。
电子设备可以在接收信号对应的宽带时频资源范围内进行噪声采样，获取接收信号的噪声协方差。
接收信号的噪声协方差的获取过程与上述子带信号的噪声协方差的获取方式类似，将子带时频资源范围替换为宽带时频资源范围即可，在此不做赘述。接收信号的噪声协方差可以表示为：
电子设备确定接收信号的噪声协方差与子带信号的噪声协方差之间的相似程度，根据相似程度确定子带信号是否存在同频干扰。电子设备确定上述噪声协方差之间的相似程度时，可以计算接收信号的噪声协方差与子带信号的噪声协方差之间的差值，也可以计算接收信号的噪声协方差与子带信号的噪声协方差之间的比值，在此不做限定。
可选地，电子设备可以计算子带信号的噪声协方差和接收信号的噪声协方差之间的方差，记为第一方差。
电子设备可以计算子带信号的噪声协方差和接收信号的噪声协方差的方差，计算方式可以如下：
电子设备可以将上述第一方差与预设门限值进行比较，确定子带信号是否存在同频干扰。第一方差越大，表示子带信号的噪声协方差与接收信号的噪声协方差的差异越大。若第一方差大于预设门限值，则确定子带信号中存在同频干扰；若第一方差小于或等于预设门限值，则确定子带信号中不存在同频干扰。
其中，上述预设门限值可以为电子设备中的预设值，不同子带信号也可以对应不同的预设门限值，在此不做限定。可选地，上述预设门限值与平衡噪声的分布函数以及子带信号对应的噪声采样点数量相关。
上述预设门限值可以表示为：
TBLK＝2·|Rnn,BW|2·F-1(α,K)
其中，F-1(α,K)为自由度为K的标准χ2分布的累积分布函数的逆函数。
在上述步骤基础上，电子设备可以根据子带信号中是否存在同频干扰的确定结果，在上述接收信号的噪声协方差和子带信号的噪声协方差中，选择一个噪声协方差作为子带信号的噪声估计结果。若子带信号中存在同频干扰，则电子设备将子带信号的噪声协方差确定为子带信号的噪声估计结果；若子带信号中不存在同频干扰，则电子设备可以将接收信号的噪声协方差确定为子带信号的噪声估计结果。
上述噪声估计方法，电子设备可以获取子带信号和接收信号的噪声协方差，确定子带信号中是否存在同频干扰，进而根据同频干扰的确定结果，从已获取的噪声协方差中确定子带信号的噪声估计结果，提高了噪声估计效率和准确度。
在一个实施例中，在上述实施例的基础上，上述接收信号的噪声特性包括上述接收信号的噪声功率；上述子带信号的噪声特性包括上述子带信号的噪声功率。或者，上述接收信号的噪声特性包括上述接收信号的信噪比；上述子带信号的噪声特性包括上述子带信号的信噪比。
电子设备可以获取接收信号的噪声功率以及子带信号的噪声功率，然后根据接收信号的噪声功率以及子带信号的噪声功率，确定子带信号中是否存在同频干扰。电子设备确定接收信号的噪声功率与子带信号的噪声功率之间的相似程度，根据相似程度确定子带信号是否存在同频干扰。电子设备确定上述噪声功率之间的相似程度时，可以计算接收信号的噪声功率与子带信号的噪声功率之间的方差，也可以计算接收信号的噪声功率与子带信号的噪声功率之间的比值，在此不做限定。
或者，电子设备可以获取接收信号的信噪比以及子带信号的信噪比，然后根据接收信号的信噪比以及子带信号的信噪比，确定子带信号中是否存在同频干扰。电子设备确定接收信号的信噪比与子带信号的信噪比之间的相似程度，根据相似程度确定子带信号是否存在同频干扰。电子设备确定上述信噪比之间的相似程度时，可以计算接收信号的信噪比与子带信号的信噪比之间的方差，也可以计算接收信号的信噪比与子带信号的信噪比之间的比值，在此不做限定。
可选地，电子设备可以计算接收信号的噪声特性与子带信号的噪声特性之间的差值，记为第一差值，根据上述第一差值确定子带信号是否存在同频干扰。上述第一差值可以是接收信号的噪声功率与子带信号的噪声功率之间的差值，也可以是接收信号的信噪比与子带信号的信噪比之间的差值。
电子设备可以将第一差值与预设差值阈值进行比较，确定子带信号中是否存在同频干扰。上述预设差值阈值可以是电子设备中的固定值，也可以不同子带信号对应不同的差值阈值，在此不做限定。
若第一差值大于预设差值阈值，则电子设备可以确定子带信号中存在同频干扰；若第一差值小于或等于预设差值阈值，则电子设备可以确定子带信号总不存在同频干扰。
在确定子带信号是否存在同频干扰的基础上，电子设备可以基于同频干扰的确定结果，选择对应的噪声统计范围，确定子带信号的噪声估计结果。若子带信号中存在同频干扰，则在子带信号对应的子带时频资源范围内进行噪声采样，获取子带信号的噪声协方差，将子带信号的噪声协方差确定为子带信号的噪声估计结果；若子带信号中不存在同频干扰，则在接收信号对应的宽带时频资源范围内进行噪声采样，获取接收信号的噪声协方差，将接收信号的噪声协方差确定为子带信号的噪声估计结果。
上述噪声估计结果的获取方式，可以参见上述实施例中噪声协方差的获取方式，在此不做赘述。
上述噪声估计方法，电子设备在确定子带信号中是否存在同频干扰之后，根据同频干扰的确定结果选择相应的噪声统计范围，然后基于该噪声统计范围进行噪声估计；上述过程中，电子设备对子带信号完成一次噪声估计过程，降低了电子设备噪声估计的计算量，节约设备资源并提高噪声估计效率。
通过仿真，可以对本实施例中噪声估计方法对提高电子设备的解调性能的影响进行验证。
仿真条件可以如下：目标用户，2发2收，频率分配50RB，信道类型为TDLA-30Hz，低相关信道；干扰用户，2发2收，频率分配6RB，信道类型为TDLC-300Hz，低相关信道。图7为16QAM调制方式下目标用户的解调误块率对比示意图，横轴为接收信号的信噪比SNR，纵轴为对接收信号进行解调后获得的解调误块率BLER；实线所示为电子设备采用本申请中的方法，确定各个子带信号的噪声估计结果之后获得的解调误块率；虚线所示为电子设备不确定子带信号是否存在同频干扰的情况下确定接收信号的噪声估计结果之后，获得解调误块率；由图7可以看出，对于相同信噪比的信号，采用本申请中的方法获得的解调误块率较低，解调性能较好。
图8为QPSK调制方式下目标用户的解调误块率对比示意图；横轴为接收信号的信噪比SNR，纵轴为对接收信号进行解调后获得的解调误块率BLER；实线所示为电子设备采用本申请中的方法，确定各个子带信号的噪声估计结果之后获得的解调误块率；虚线所示为电子设备不确定子带信号是否存在同频干扰的情况下确定接收信号的噪声估计结果之后，获得解调误块率；由图8可以看出，对于相同信噪比的信号，采用本申请中的方法获得的解调误块率较低，解调性能较好。
在一个实施例中，在上述实施例的基础上，如图9所示，提供一种噪声估计方法，包括：
S201、在子带信号对应的子带时频资源范围内进行噪声采样，获取子带信号的噪声协方差；
S202、在接收信号对应的宽带时频资源范围内进行噪声采样，获取接收信号的噪声协方差；
S203、计算子带信号的噪声协方差和接收信号的噪声协方差的第一方差；
S204、将第一方差与预设门限值比较，确定方差是否大于预设门限；若是，则执行S205；若否，则执行S207；
S205、确定子带信号中存在同频干扰，然后执行S206；
S206、将子带信号的噪声协方差确定为噪声估计结果；
S207、确定子带信号中不存在同频干扰，然后执行S208；
S208、将接收信号的噪声协方差确定为噪声估计结果。
应该理解的是，虽然图3-9的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图3-9中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
图10为一个实施例的噪声估计装置的结构框图。如图10所示，装置包括：
确定模块10，用于针对接收信号中的每个子带信号，确定子带信号的噪声估计结果；其中，子带信号中存在同频干扰时，子带信号的噪声估计结果对应的噪声统计范围不大于子带信号的时频资源范围；
获取模块20，用于根据每个子带信号的噪声估计结果，得到接收信号的噪声估计结果。
在一个实施例中，在上述实施例的基础上，子带信号中不存在同频干扰时，子带信号的噪声估计结果对应的噪声统计范围大于子带信号的时频资源范围，且不大于接收信号的时频资源范围。
在一个实施例中，在上述实施例的基础上，子带信号中存在同频干扰时，子带信号的噪声估计结果对应的噪声统计范围为子带信号对应的子带时频资源范围。
在一个实施例中，在上述实施例的基础上，子带信号中不存在同频干扰时，子带信号的噪声估计结果对应的噪声统计范围为接收信号对应的宽带时频资源范围。
在一个实施例中，在上述实施例的基础上，如图11所示，上述装置还包括对比模块20具体用于：根据接收信号的噪声特性与子带信号的噪声特性的对比结果，确定子带信号中是否存在同频干扰。
在一个实施例中，在上述实施例的基础上，接收信号的噪声特性包括在接收信号对应的宽带时频资源范围内进行噪声采样得到的接收信号的噪声协方差；子带信号的噪声特性包括在子带信号对应的子带时频资源范围内进行噪声采样得到的子带信号的噪声协方差。
在一个实施例中，在上述实施例的基础上，对比模块20具体用于：在第一方差大于预设门限值的情况下，确定子带信号中存在同频干扰，第一方差为子带信号的噪声协方差与接收信号的噪声协方差之间的方差；在第一方差小于或等于预设门限值的情况下，确定子带信号中不存在同频干扰。
在一个实施例中，在上述实施例的基础上，预设门限值与平衡噪声的分布函数以及子带信号对应的噪声采样点数量相关。
在一个实施例中，在上述实施例的基础上，对比模块20具体用于：在子带时频资源范围中，获取各噪声采样点的导频信号的信道响应；分别根据各噪声采样点的信道响应计算各噪声采样点的噪声，获得各噪声采样点的噪声形成的噪声向量；计算噪声向量的协方差，获得子带信号的噪声协方差。
在一个实施例中，在上述实施例的基础上，确定模块10具体用于：在子带信号中存在同频干扰的情况下，将子带信号的噪声协方差确定为子带信号的噪声估计结果；在子带信号中不存在同频干扰的情况下，将接收信号的噪声协方差确定为子带信号的噪声估计结果。
在一个实施例中，在上述实施例的基础上，接收信号的噪声特性包括接收信号的噪声功率；子带信号的噪声特性包括子带信号的噪声功率；或者，接收信号的噪声特性包括接收信号的信噪比；子带信号的噪声特性包括子带信号的信噪比。
在一个实施例中，在上述实施例的基础上，对比模块20具体用于：在第一差值大于预设差值阈值的情况下，确定子带信号中存在同频干扰，第一差值为接收信号的噪声特性与子带信号的噪声特性之间的差值；在第一差值小于或等于预设差值阈值的情况下，确定子带信号中不存在同频干扰。
在一个实施例中，在上述实施例的基础上，确定模块10具体用于：在子带信号中存在同频干扰的情况下，在子带信号对应的子带时频资源范围内进行噪声采样，获取子带信号的噪声协方差，将子带信号的噪声协方差确定为子带信号的噪声估计结果；在子带信号中不存在同频干扰的情况下，在接收信号对应的宽带时频资源范围内进行噪声采样，获取接收信号的噪声协方差，将接收信号的噪声协方差确定为子带信号的噪声估计结果。
在一个实施例中，在上述实施例的基础上，子带信号的带宽按照接收天线的频段或预设带宽划分。
上述噪声估计装置的具体实现原理和技术效果参见方法实施例，在此不做赘述。
上述噪声估计装置中各个模块的划分仅仅用于举例说明，在其他实施例中，可将噪声估计装置按照需要划分为不同的模块，以完成上述噪声估计装置的全部或部分功能。
关于噪声估计装置的具体限定可以参见上文中对于噪声估计方法的限定，在此不再赘述。上述噪声估计装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
图12为一个实施例中电子设备的内部结构示意图。该电子设备可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑、PDA(Personal Digital Assistant，个人数字助理)、POS(Point of Sales，销售终端)、车载电脑、穿戴式设备等任意终端设备。该电子设备包括通过系统总线连接的处理器和存储器。其中，该处理器可以包括一个或多个处理单元。处理器可为CPU(Central Processing Unit,中央处理单元)或DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理器)等。存储器可包括非易失性存储介质及内存储器。非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该计算机程序可被处理器所执行，以用于实现以下各个实施例所提供的一种噪声估计方法。内存储器为非易失性存储介质中的操作系统计算机程序提供高速缓存的运行环境。
该电子设备还可以是服务器，包括通过系统总线连接的处理器和存储器。其中，处理器可为CPU(Central Processing Unit,中央处理单元)或DSP(Digital SignalProcessing，数字信号处理器)等。存储器可包括非易失性存储介质及内存储器。非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该计算机程序可被处理器所执行，以用于实现以下各个实施例所提供的一种噪声估计方法。内存储器为非易失性存储介质中的操作系统计算机程序提供高速缓存的运行环境。服务器可以用独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器集群来实现。
本领域技术人员可以理解，图中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的服务器的限定，具体的服务器可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
本申请实施例中提供的噪声估计装置中的各个模块的实现可为计算机程序的形式。该计算机程序可在终端或服务器上运行。该计算机程序构成的程序模块可存储在电子设备的存储器上。该计算机程序被处理器执行时，实现本申请实施例中所描述方法的步骤。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质。一个或多个包含计算机可执行指令的非易失性计算机可读存储介质，当计算机可执行指令被一个或多个处理器执行时，使得处理器执行噪声估计方法的步骤。
本申请实施例还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行噪声估计方法。
本申请所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括ROM(Read-Only Memory，只读存储器)、PROM(Programmable Read-only Memory，可编程只读存储器)、EPROM(Erasable ProgrammableRead-Only Memory，可擦除可编程只读存储器)、EEPROM(Electrically ErasableProgrammable Read-only Memory，电可擦除可编程只读存储器)或闪存。易失性存储器可包括RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)，它用作外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如SRAM(Static Random Access Memory，静态随机存取存储器)、DRAM(Dynamic Random Access Memory，动态随机存取存储器)、SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory，同步动态随机存取存储器)、双数据率DDRSDRAM(Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access memory，双数据率同步动态随机存取存储器)、ESDRAM(Enhanced Synchronous Dynamic Random Access memory，增强型同步动态随机存取存储器)、SLDRAM(Sync Link Dynamic Random Access Memory，同步链路动态随机存取存储器)、RDRAM(Rambus Dynamic Random Access Memory，总线式动态随机存储器)、DRDRAM(Direct Rambus Dynamic Random Access Memory，接口动态随机存储器)。
以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (17)
1.一种噪声估计方法，其特征在于，包括：
针对接收信号中的每个子带信号，确定所述子带信号的噪声估计结果；其中，所述子带信号中存在同频干扰时，所述子带信号中的干扰信号并未覆盖所述接收信号的整个带宽范围，所述子带信号的噪声估计结果对应的噪声统计范围不大于所述子带信号的时频资源范围；
根据每个子带信号的噪声估计结果，得到所述接收信号的噪声估计结果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述子带信号中不存在同频干扰时，所述子带信号的噪声估计结果对应的噪声统计范围大于所述子带信号的时频资源范围，且不大于所述接收信号的时频资源范围。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述子带信号中存在同频干扰时，所述子带信号的噪声估计结果对应的噪声统计范围为所述子带信号对应的子带时频资源范围。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述子带信号中不存在同频干扰时，所述子带信号的噪声估计结果对应的噪声统计范围为所述接收信号对应的宽带时频资源范围。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述接收信号的噪声特性与所述子带信号的噪声特性的对比结果，确定所述子带信号中是否存在同频干扰。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述接收信号的噪声特性包括在所述接收信号对应的宽带时频资源范围内进行噪声采样得到的所述接收信号的噪声协方差；
所述子带信号的噪声特性包括在所述子带信号对应的子带时频资源范围内进行噪声采样得到的所述子带信号的噪声协方差。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据所述接收信号的噪声特性与所述子带信号的噪声特性的对比结果，确定所述子带信号中是否存在同频干扰，包括：
若第一方差大于预设门限值，则确定所述子带信号中存在同频干扰，所述第一方差为所述子带信号的噪声协方差与所述接收信号的噪声协方差之间的方差；
若所述第一方差小于或等于所述预设门限值，则确定所述子带信号中不存在同频干扰。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述预设门限值与平衡噪声的分布函数以及所述子带信号对应的噪声采样点数量相关。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述子带时频资源范围中，获取各噪声采样点的导频信号的信道响应；
分别根据各噪声采样点的信道响应计算各所述噪声采样点的噪声，获得各噪声采样点的噪声形成的噪声向量；
计算所述噪声向量的协方差，获得所述子带信号的噪声协方差。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述确定所述子带信号的噪声估计结果，包括：
若所述子带信号中存在同频干扰，则将所述子带信号的噪声协方差确定为所述子带信号的噪声估计结果；
若所述子带信号中不存在同频干扰，则将所述接收信号的噪声协方差确定为所述子带信号的噪声估计结果。
11.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述接收信号的噪声特性包括所述接收信号的噪声功率；所述子带信号的噪声特性包括所述子带信号的噪声功率；或者，所述接收信号的噪声特性包括所述接收信号的信噪比；所述子带信号的噪声特性包括所述子带信号的信噪比。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述根据所述接收信号的噪声特性与所述子带信号的噪声特性的对比结果，确定所述子带信号中是否存在同频干扰，包括：
若第一差值大于预设差值阈值，则确定所述子带信号中存在同频干扰，所述第一差值为所述接收信号的噪声特性与所述子带信号的噪声特性之间的差值；
若所述第一差值小于或等于预设差值阈值，则确定所述子带信号中不存在同频干扰。
13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述确定所述子带信号的噪声估计结果，包括：
若所述子带信号中存在同频干扰，则在所述子带信号对应的子带时频资源范围内进行噪声采样，获取所述子带信号的噪声协方差，将所述子带信号的噪声协方差确定为所述子带信号的噪声估计结果；
若所述子带信号中不存在同频干扰，则在所述接收信号对应的宽带时频资源范围内进行噪声采样，获取所述接收信号的噪声协方差，将所述接收信号的噪声协方差确定为所述子带信号的噪声估计结果。
14.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述子带信号的带宽按照接收天线的频段或预设带宽划分。
15.一种噪声估计装置，其特征在于，包括：
确定模块，用于针对接收信号中的每个子带信号，确定所述子带信号的噪声估计结果；其中，所述子带信号中存在同频干扰时，所述子带信号中的干扰信号并未覆盖所述接收信号的整个带宽范围，所述子带信号的噪声估计结果对应的噪声统计范围不大于所述子带信号的时频资源范围；
获取模块，用于根据每个子带信号的噪声估计结果，得到所述接收信号的噪声估计结果。
16.一种电子设备，包括存储器及处理器，所述存储器中储存有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1至14中任一项所述的噪声估计方法的步骤。
17.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至14中任一项所述的方法的步骤。
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