專利名稱：在正交頻分復用系統(tǒng)中測量信噪比的裝置及其測量方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于在正交頻分復用(OFDM)系統(tǒng)中使用迭代信號測量信噪比的裝置和方法，并且特別涉及一種在OFDM系統(tǒng)中通過使用插入到OFDM信號中的保護間隔(GI)和同步段測量接收到的信號的信噪比的裝置及其方法。
背景技術：
圖1顯示了由時域同步正交頻分復用(TDS-OFDM)系統(tǒng)傳輸的OFDM信號的結構。
如所示，OFDM信號幀包括含有被傳輸的數據的有效碼元區(qū)域、保護間隔(GI)和同步段(sync)。
GI被用來降低在信號通過無線信道傳輸的多徑信道環(huán)境下的碼元間干擾，并且也在信道估計中使用來有效地找出頻率和相位同步。同步段包括偽噪聲(PN)序列，并且每隔“Tss+Tg+Ts”的時間間隔插入到每個被傳輸的OFDM碼元的前面。
圖2是使用在一般的CDMA系統(tǒng)或者TDS-OFDM系統(tǒng)中被接收的PN序列的信噪比(SNR)測量裝置的方框圖。
SNR測量裝置包括乘法器210、相關器215、第一功率估計器220、第二功率估計器205和加法器230。乘法器210接收已接收到的PN序列和本機振蕩PN序列，并且相關器215通過對這兩個PN序列相關來提取噪聲分量。第一功率估計器220測量提取出的噪聲分量的功率，并且第二功率估計器205測量接收到的PN序列的功率。加法器230將從第二功率估計器205輸出的接收到的PN序列的功率減去從第一功率估計器220輸出的噪聲分量的功率，并且接著計算噪聲分量的功率。
當插入到接收到的信號中的兩個PN序列定時彼此相同時，提取信號分量，另外，該序列具有與噪聲相同的特性。因此，通過SNR測量裝置來獲得信號分量的功率，并且估計SNR。
但是，上面提到的使用PN序列的方法不適用于許多其他的系統(tǒng)，特別是不使用PN序列的系統(tǒng)，如WLAN(無線LAN)、歐洲DAB(數字音頻廣播)、DVB-T(地面數字視頻廣播)系統(tǒng)。
圖3是具有保護間隔(GI)的傳統(tǒng)的OFDM系統(tǒng)的SNR測量裝置的方框圖。該SNR測量裝置包括快速傅立葉變換(FFT)單元310，用于將時域中的信號變換到頻域；GI提取器315，用于提取GI的信號分量；并-串轉換器320，用于將并行信號轉換為串行信號；第一功率估計器325，用于估計提取出的噪聲分量的功率；第二功率估計器305，用于估計接收到的信號的功率；加法器330，用于從接收到的信號的功率減去提取出的噪聲分量的功率。FFT單元310的運算定時由碼元定時恢復單元(沒有顯示)確定。
關于具有GI的OFDM信號，因為GI不攜帶信號，所以接收端只從GI中提取出噪聲分量。基于此，通過從接收到的信號的總的功率減去GI的噪聲分量的功率可以獲得SNR。
但是，上面的方法不能適用于如TDS-OFDM系統(tǒng)的不使用GI的系統(tǒng)。

發(fā)明內容
提出本發(fā)明是為了解決以上的缺點和與傳統(tǒng)裝置相關聯的其他一些問題。本發(fā)明的目的在于提供一種信噪比(SNR)測量裝置及其方法，其不僅適用于OFDM系統(tǒng)，也適用于TDS-OFDM系統(tǒng)，并且能夠通過使用插入到OFDM信號中的迭代信號測量接收到的信號的SNR。
一種測量其中具有保護間隔(GI)和同步段(sync)的接收到的OFDM信號的信噪比(SNR)的SNR測量裝置，基本實現本發(fā)明的上述目的及其他特性的改進包括第一塊，用于通過使用GI來測量第一噪聲分量功率；第二塊，用于通過使用同步段來測量第二噪聲分量功率；平均值計算器，用于計算第一噪聲分量和第二噪聲分量功率的平均值；第三功率估計器，用于測量接收到的OFDM信號的功率；和第三加法器，用于通過從第三功率估計器的輸出減去平均值計算器的輸出來計算不包括噪聲分量的信號分量的功率，并且測量SNR。
第一塊包括第一延遲器，用于通過將接收到的OFDM信號延遲一個有效碼元區(qū)域來計算第一延遲后的信號；第一加法器，用于通過從接收到的OFDM信號減去第一延遲后的信號的GI來計算第一噪聲分量；和第一功率估計器，用于通過測量第一噪聲分量的功率來計算第一噪聲分量功率。
第二塊包括第二延遲器，用于通過將接收到的OFDM信號延遲一個OFDM碼元區(qū)域來計算第二延遲后的信號；第二加法器，用于通過從接收到的OFDM信號減去第二延遲后的信號的同步段來計算第二噪聲分量；和第二功率估計器，用于通過測量第二噪聲分量的功率來計算第二噪聲分量功率。
根據本發(fā)明的一個方面，提供了一種測量其中具有同步段(sync)的接收到的OFDM信號的信噪比(SNR)的SNR測量裝置，包括延遲器，用于通過將接收到的OFDM信號延遲一個OFDM碼元區(qū)域來計算延遲后的信號；第一加法器，用于通過從接收到的OFDM信號減去延遲后的信號的GI來計算噪聲分量；第一功率估計器，用于測量噪聲分量的功率；第二功率估計器，用于測量接收到的OFDM信號的功率；和第二加法器，用于通過從第二功率估計器的輸出減去第一功率估計器的輸出來計算不包括噪聲分量的信號分量的功率，并且測量SNR。
根據本發(fā)明的另一個方面，提供了一種測量其中具有保護間隔(GI)的接收到OFDM的信號的信噪比(SNR)的SNR測量裝置，包括延遲器，用于通過將接收到的OFDM信號延遲一個有效的碼元區(qū)域來計算延遲后的信號；第一加法器，用于通過從接收到的OFDM信號減去延遲后的信號的GI來計算噪聲分量；第一功率估計器，用于測量噪聲分量的功率；第二功率估計器，用于測量接收到的OFDM信號的功率；和第二加法器，用于通過從第二功率估計器的輸出減去第一功率估計器的輸出，來計算不包括噪聲分量的信號分量的功率，并且測量SNR。
根據本發(fā)明的另一個方面，提供了一種測量其中具有保護間隔(GI)和同步段(sync)的接收到的OFDM信號的信噪比(SNR)的SNR測量方法，包括步驟測量接收到的OFDM信號的功率；通過將接收到的OFDM信號延遲一個有效的碼元區(qū)域來輸出第一延遲后的信號，并且通過將接收到的OFDM信號延遲一個OFDM碼元區(qū)域來計算第二延遲后的信號；通過從接收到的OFDM信號減去第一延遲后的信號的GI來計算第一噪聲分量，并且通過從接收到的OFDM信號減去第二延遲后的信號的同步段來計算第二噪聲分量；通過測量計算出的第一噪聲分量的功率來計算第一噪聲分量功率，并且通過測量計算出第二噪聲分量的功率來計算第二噪聲分量功率；計算第一和第二噪聲分量的功率的平均值；和通過從接收到的OFDM信號的功率減去計算出的平均值，來計算不包括噪聲分量的信號分量的功率。
根據本發(fā)明的另一個方面，提供了一種測量其中具有保護間隔(GI)的接收到的OFDM信號的信噪比(SNR)的SNR測量方法，包括步驟測量接收到的OFDM信號的功率；通過將接收到的OFDM信號延遲一個有效的碼元區(qū)域來計算延遲后的信號；通過從接收到的OFDM信號減去延遲后的信號的GI來計算噪聲分量；通過測量計算出的噪聲分量的功率來計算噪聲分量功率；和通過從接收到的OFDM信號的功率減去計算出的噪聲分量功率，來計算不包括噪聲分量的信號分量的功率，并且測量SNR。
根據本發(fā)明的另一個方面，提供了一種測量其中具有同步段(sync)的接收到的OFDM信號的信噪比(SNR)的SNR測量方法，包括步驟測量接收到的OFDM信號的功率；通過將接收到的OFDM信號延遲一個OFDM碼元區(qū)域來計算延遲后的信號；通過從接收到的OFDM信號減去延遲后的信號的同步段來計算噪聲分量；通過測量計算出的噪聲分量的功率來計算噪聲分量功率；和通過從接收到的OFDM信號的功率減去計算出的噪聲分量功率來計算不包括噪聲分量的信號分量的功率，并且測量SNR。


通過參照附圖對本發(fā)明的特定實施例進行描述，本發(fā)明的上述目的和特點將會變得更加清楚，其中圖1是示出在TDS-OFDM系統(tǒng)中被傳輸的信號的幀結構的視圖；圖2是在CDMA系統(tǒng)或者TDS-OFDM系統(tǒng)中使用被接收的PN序列的傳統(tǒng)的信噪比(SNR)測量裝置的方框圖；圖3是在具有保護間隔(GI)的OFDM系統(tǒng)中使用的傳統(tǒng)的SNR測量裝置的方框圖；圖4是示出根據本發(fā)明實施例的可應用于OFDM系統(tǒng)和TDS-OFDM系統(tǒng)的使用迭代信號的SNR測量裝置的視圖；和圖5是根據本發(fā)明實施例的使用迭代信號的SNR測量裝置的操作的流程圖。
具體實施例方式
參照附圖來詳細描述本發(fā)明的特定實施例。
在下面的描述中，即使在不同的附圖中，相同的附圖標號表示相同的部件。在描述中所限定的事物如詳細結構或部件只是有助于對本發(fā)明進行全面地理解。因此，很明顯，本發(fā)明的實施可以不用那些限定的事物。另外，由于一些眾所周知的功能或結構會使本發(fā)明在不必要的細節(jié)模糊，所以沒有詳細地描述這些功能或結構。
圖4是示出根據本發(fā)明實施例的可應用于OFDM系統(tǒng)和TDS-OFDM系統(tǒng)的使用迭代信號的信噪比(SNR)測量裝置的視圖。
SNR測量裝置包括第一延遲器440、第一加法器445、第一功率估計器450、第二延遲器410、第二加法器415、第二功率估計器420、平均值計算器455、第三功率估計器405和第三加法器430。
SNR測量裝置可以主要分解為三塊。第一塊包括第一延遲器440、第一加法器445和第一功率估計器450，并且通過使用保護間隔(GI)來測量噪聲分量的功率。第二塊包括第二延遲器410、第二加法器415和第二功率估計器420，并且通過使用同步段來測量噪聲分量的功率。第三塊包括第三功率估計器405并且測量接收到的信號的功率。
第一延遲器440將接收到的信號延遲相應于有效的碼元區(qū)域的“Ts”。相應于OFDM信號的GI的區(qū)域表示為圖1中的“a”。因為區(qū)域“a”與區(qū)域“a′，即接收到的OFDM信號的有效碼元區(qū)域的最后部分，以相同的方式構造，所以通過GI和有效的碼元區(qū)域的最后部分之間的相對功率差的測量可以測量噪聲分量的功率。
第一加法器445減去延遲后的接收到的信號的GI。通過從有效的碼元區(qū)域的最后部分的信號分量減去GI的信號分量，可以提取噪聲分量。第一功率估計器450估計從第一加法器445輸出的功率。
第二延遲器410將接收到的信號延遲相應于一個OFDM信號區(qū)域的時間“Tss+Tg+Ts”。第二加法器415從接收到的信號的同步段減去延遲后的信號的同步段。通過從當前接收到的信號的同步段減去先前接收到的信號的同步段，來提取噪聲分量。接著，第二功率估計器420測量來自第二加法器415的輸出的功率。
平均值計算器455獲得從第一功率估計器450輸出的功率和從第二功率估計器420輸出的功率的平均值。在平均值計算器455中獲得的平均值是比從第一功率估計器450輸出的功率或者從第二功率估計器420輸出的功率更加精確的功率。
第三功率估計器405測量接收到的信號的功率。第三加法器430將從自第三功率估計器405輸出的接收到的信號的功率中減去從平均值計算器455輸出的噪聲分量的功率。從第三加法器430輸出的功率變?yōu)橹挥行盘柗至康墓β剩⑶移浣Y果是，能夠獲得SNR。
同時，在信號不具有同步段的OFDM系統(tǒng)中，基于GI使用功率測量，通過經第一塊獲得噪聲分量的功率可以獲得SNR。
圖5是根據本發(fā)明實施例的使用迭代信號的SNR測量裝置的操作的流程圖。
參照圖5，SNR測量裝置接收OFDM信號(步驟S510)并且測量接收到的OFDM信號的功率(步驟S515)。因此，測量出的功率是接收到的信號總的功率。
將接收到的信號延遲相應于GI的時間Tg作為第一延遲后的信號來輸出，并且延遲相應于一個OFDM信號區(qū)域的時間作為第二延遲后的信號來輸出(步驟S520)。
接著，從接收到的信號減去第一延遲后的信號來計算第一噪聲分量，并且從接收到的信號減去第二延遲后的信號來計算第二噪聲分量(步驟S525)。通過從有效的碼元區(qū)域的最后部分的信號分量減去GI的信號分量來計算第一延遲后的信號，并由此，提取第一噪聲分量。通過從先前的同步段信號減去同步段信號來計算第二延遲后的信號，并由此，提取第二噪聲分量。
接著，通過測量第一噪聲分量和第二噪聲分量的功率來計算第一噪聲功率和第二噪聲功率(步驟S530)，并且獲得噪聲功率平均值來作為測量出的第一和第二噪聲功率的平均值(步驟S535)。通過從接收到的信號的功率減去噪聲功率平均值(步驟S540)，可以單獨獲得信號分量的功率，并由此，能夠獲得SNR。
在如上所述的本發(fā)明的一些實施例中，通過使用GI和同步段信號測量SNR來覆蓋TDS-OFDM系統(tǒng)，能夠獲得更加精確的測量。
本發(fā)明也適用于一般的OFDM系統(tǒng)，并且因為需要較少的乘法器，所以減輕了硬件復雜度。另外，因為通過時域信號處理來獲得SNR，所以不需要如FFT單元、GI提取裝置和并-串轉換器的電路。
上述實施例和優(yōu)點僅是示例性的，并且不應該被解釋為限制本發(fā)明。本教述可以容易地應用到其他形式的裝置。另外，對本發(fā)明實施例的描述是示意性的，并不限制權利要求的范圍，很明顯，本領域的技術人員可以做出多種選擇，修改和改變。
權利要求
1.一種測量其中具有保護間隔(GI)和同步段(sync)的接收到的OFDM信號的信噪比(SNR)的SNR測量裝置，包括第一塊，用于通過使用GI來測量第一噪聲分量功率；第二塊，用于通過使用同步段來測量第二噪聲分量功率；平均值計算器，用于計算第一噪聲分量和第二噪聲分量功率的平均值；第三功率估計器，用于測量接收到的OFDM信號的功率；和第三加法器，用于通過從第三功率估計器的輸出減去平均值計算器的輸出，來計算不包括噪聲分量的信號分量的功率，并且測量SNR。
2.根據權利要求1所述的SNR測量裝置，其中第一塊包括第一延遲器，用于通過將接收到的OFDM信號延遲一個有效的碼元區(qū)域來計算第一延遲后的信號；第一加法器，用于通過從接收到的OFDM信號減去第一延遲后的信號的GI來計算第一噪聲分量；和第一功率估計器，用于通過測量第一噪聲分量的功率來計算第一噪聲分量功率。
3.根據權利要求1所述的SNR測量裝置，其中第二塊包括第二延遲器，用于通過將接收到的OFDM信號延遲一個OFDM碼元區(qū)域來計算第二延遲后的信號；第二加法器，用于通過從接收到的OFDM信號減去第二延遲后的信號的同步段來計算第二噪聲分量；和第二功率估計器，用于通過測量第二噪聲分量的功率來計算第二噪聲分量功率。
4.一種測量其中具有同步段(sync)的接收到的OFDM信號的信噪比(SNR)的SNR測量裝置，包括延遲器，用于通過將接收到的OFDM信號延遲一個OFDM碼元區(qū)域來計算延遲后的信號；第一加法器，用于通過從接收到的OFDM信號減去延遲后的信號的GI來計算噪聲分量；第一功率估計器，用于測量噪聲分量的功率；第二功率估計器，用于測量接收到的OFDM信號的功率；和第二加法器，用于通過從第二功率估計器的輸出減去第一功率估計器的輸出，來計算不包括噪聲分量的信號分量的功率，并且測量SNR。
5.一種測量其中具有保護間隔(GI)的接收到的OFDM信號的信噪比(SNR)的SNR測量裝置，包括延遲器，用于通過將接收到的OFDM信號延遲一個有效碼元區(qū)域來計算延遲后的信號；第一加法器，用于通過從接收到的OFDM信號減去延遲后的信號的GI來計算噪聲分量；第一功率估計器，用于測量噪聲分量的功率；第二功率估計器，用于測量接收到的OFDM信號的功率；和第二加法器，用于通過從第二功率估計器的輸出減去第一功率估計器的輸出，來計算不包括噪聲分量的信號分量的功率，并且測量SNR。
6.一種測量其中具有保護間隔(GI)和同步段(sync)的接收到的OFDM信號的信噪比(SNR)的SNR測量方法，包括步驟測量接收到的OFDM信號的功率；通過將接收到的OFDM信號延遲一個有效碼元區(qū)域來輸出第一延遲后的信號，并且通過將接收到的OFDM信號延遲一個OFDM碼元區(qū)域來計算第二延遲后的信號；通過從接收到的OFDM信號減去第一延遲后的信號的GI來計算第一噪聲分量，并且通過從接收到的OFDM信號減去第二延遲后的信號的同步段來計算第二噪聲分量；通過測量計算出的第一噪聲分量的功率來計算第一噪聲分量功率，并且通過測量計算出第二噪聲分量的功率來計算第二噪聲分量功率；計算第一和第二噪聲分量功率的平均值；和通過從接收到的OFDM信號的功率減去計算出的平均值，來計算不包括噪聲分量的信號分量的功率。
7.一種測量其中具有保護間隔(GI)的接收到的OFDM信號的信噪比(SNR)的SNR測量方法，包括步驟測量接收到的OFDM信號的功率；通過將接收到的OFDM信號延遲一個有效碼元區(qū)域來計算延遲后的信號；通過從接收到的OFDM信號減去延遲后的信號的GI來計算噪聲分量；通過測量計算出的噪聲分量的功率來計算噪聲分量功率；和通過從接收到的OFDM信號的功率減去計算出的噪聲分量功率，來計算不包括噪聲分量的信號分量的功率，并且測量SNR。
8.一種測量其中具有同步段(sync)的接收到的OFDM信號的信噪比(SNR)的SNR測量方法，包括步驟測量接收到的OFDM信號的功率；通過將接收到的OFDM信號延遲一個OFDM碼元區(qū)域來計算延遲后的信號；通過從接收到的OFDM信號減去延遲后的信號的同步段來計算噪聲分量；通過測量計算出的噪聲分量的功率來計算噪聲分量功率；和通過從接收到的OFDM信號的功率減去計算出的噪聲分量功率來計算不包括噪聲分量的信號分量的功率，并且測量SNR。
全文摘要
一種測量其中具有保護間隔(GI)和同步段(sync)的接收到的OFDM信號的信噪比(SNR)的SNR測量裝置。該SNR測量裝置包括第一塊，用于通過使用GI來測量第一噪聲分量功率；第二塊，用于通過使用同步段來測量第二噪聲分量功率；平均值計算器，用于計算第一噪聲分量和第二噪聲分量功率的平均值；第三功率估計器，用于測量接收到的OFDM信號的功率；和第三加法器，用于通過從第三功率估計器的輸出減去平均值計算器的輸出來計算不包括噪聲分量的信號分量的功率，并且測量SNR。通過使用GI和同步段信號測量SNR來覆蓋TDS－OFDM系統(tǒng)，能夠獲得更加精確的測量。
文檔編號H04L27/26GK1574822SQ200410048298
公開日2005年2月2日 申請日期2004年6月18日 優(yōu)先權日2003年6月18日
發(fā)明者李東勛 申請人:三星電子株式會社