專利名稱：一種信干比估計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種信干比(Signal-to-Interference Ratio,簡稱SIR)估計(jì)方法， 適用于數(shù)字通信系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
信干比即信號(hào)功率與干擾功率比，表征了信號(hào)的接收質(zhì)量。作為通信系統(tǒng)中一個(gè) 基本的測(cè)量指標(biāo)，具有廣泛的用途和重要的意義。隨著通信技術(shù)的發(fā)展，高速無線數(shù)據(jù)傳輸 的需求日益高漲。為適應(yīng)這樣的需求，第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)(3G)應(yīng)運(yùn)而生。3G大多以碼分 多址接入(Code Dividing Multi-address Access, CDMA)技術(shù)為基礎(chǔ)，可認(rèn)為是自干擾系 統(tǒng)。在3G系統(tǒng)中，各用戶設(shè)備的發(fā)射功率受功率控制的嚴(yán)格限制，其目的在于使得本用戶 業(yè)務(wù)正常開展的前提下，其他用戶受到盡可能小的干擾，從而使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)性能達(dá)到較佳的 狀態(tài)。在3G系統(tǒng)中普遍使用測(cè)量接收信號(hào)的信干比作為功率控制的依據(jù)。信干比由此成 為提升網(wǎng)絡(luò)性能、監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的基本測(cè)量指標(biāo)之一。不僅如此，信干比指標(biāo)在提升譯碼性 能等領(lǐng)域也發(fā)揮著明顯的作用。 另一方面，支持更高速率的3G增強(qiáng)型技術(shù)(如高速分組接入High SpeedPacket Access,簡稱HSPA)使用了高階調(diào)制(如16QAM調(diào)制)、自適應(yīng)調(diào)制編碼(Adaptive Modulation and Coding,簡稱AMC)、混合自云力重傳請(qǐng)求(HybridAutomatic R印eat on Request,簡稱HARQ)等一系列技術(shù)支持高速率的數(shù)據(jù)傳輸。其中自適應(yīng)調(diào)制編碼可以根據(jù) 當(dāng)前無線信道的狀態(tài)參量信息，自適應(yīng)的選取不同的調(diào)制方式和信道編碼，當(dāng)無線信道處 于衰落狀態(tài)時(shí)，適用低階的調(diào)制方式和編碼率較低的信道編碼，以對(duì)抗衰落的不良影響；當(dāng) 無線信道處于增強(qiáng)狀態(tài)時(shí)選擇高階的調(diào)制方式和編碼率較高的信道編碼，以達(dá)到更高的傳 輸速率。由于無線信道的狀態(tài)在接收端體現(xiàn)為接收信號(hào)質(zhì)量，信干比順理成章的成為自適 應(yīng)調(diào)制編碼應(yīng)用中信號(hào)質(zhì)量衡量的優(yōu)選指標(biāo)之一。其優(yōu)勢(shì)在于不僅反映信道環(huán)境的衰落， 而且體現(xiàn)了接收機(jī)的實(shí)際處理能力，因此成為業(yè)界主流的自適應(yīng)調(diào)制編碼參考指標(biāo)。準(zhǔn)確 的信干比估計(jì)可以使系統(tǒng)充分利用當(dāng)前無線信道的狀態(tài)參量特征，適用無線信道的漲落狀 態(tài)變化，提升系統(tǒng)的吞吐量。 現(xiàn)有估計(jì)信干比估計(jì)方法是使用接收機(jī)處理(匹配濾波、聯(lián)合檢測(cè)、RAKE接收 等)之后的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制星座圖上的最大似然估計(jì)，分別獲取有效信號(hào)功率和干擾信號(hào) 功率，如申請(qǐng)?zhí)?00610083546. 3的中國發(fā)明專利《一種正交幅度調(diào)制的信噪比和幅噪比 的測(cè)量方法及裝置》以及申請(qǐng)?zhí)?00810069632.8的中國發(fā)明專利《一種高階正交幅度調(diào) 制技術(shù)信噪比的估計(jì)方法》，其基本思路是直接利用接收信號(hào)功率的平均結(jié)果獲取基準(zhǔn)星 座點(diǎn)，同時(shí)獲取有效信號(hào)功率；然后將各接收信號(hào)按基準(zhǔn)星座點(diǎn)作硬判決或近似硬判決處 理，通過計(jì)算接收信號(hào)與基準(zhǔn)星座點(diǎn)的矢量距離得到干擾信號(hào)功率，然后針對(duì)無線信道傳 播環(huán)境變化造成的接收信號(hào)不穩(wěn)定性，采用固定跨度平均的方式進(jìn)行估計(jì)平滑。其缺陷 在于，現(xiàn)實(shí)移動(dòng)通信過程特別是高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)場(chǎng)景存在頻繁的資源調(diào)度以達(dá)到較優(yōu)的系 統(tǒng)性能，這要求信干比估計(jì)在確保準(zhǔn)確性的同時(shí)具備實(shí)時(shí)性的特征。采用固定跨度的平均方式難以同時(shí)滿足準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性。具體表述為該場(chǎng)景下存在以下兩方面難題一是
低數(shù)據(jù)量下信干比估計(jì)的準(zhǔn)確性。比如時(shí)分同步碼分多址(Time Division Synchronous Code-Division Multiple Access, TD-SCDMA)系統(tǒng)中的一些控制信道(如伴隨專用控制 信道(Associated-Dedicated Physical Channel,A-DPCH) 、HS-DSCH共享控制信道(Shared Control Channel for HS-DSCH，HS-SCCH)等)，接收機(jī)輸出的符號(hào)量通常比較少，在低信噪 比(Signal-to-NoiseRatio)下尤其不利于信干比估計(jì)的精確獲取，嚴(yán)重威脅功率控制等 功能實(shí)現(xiàn)；二是高數(shù)據(jù)量下信干比估計(jì)的實(shí)時(shí)性。比如在3G系統(tǒng)中的功率控制以及在高速 下行分組接入(High Speed Downlink Packet Access,HSDPA)中的信道質(zhì)量指示(Channel Quality Indicator, CQI)都需要實(shí)時(shí)的信干比估計(jì)結(jié)果作為依據(jù)?，F(xiàn)行方案采用固定跨 度平均的方式期望解決上述問題。但結(jié)合移動(dòng)通信系統(tǒng)的實(shí)際情況可知，由于各估計(jì)對(duì)象 信道的數(shù)據(jù)量存在差異，大數(shù)據(jù)量的信道與小數(shù)據(jù)量信道對(duì)平滑跨度的要求不盡相同，前 者僅需較少的平滑跨度即可獲取可靠的估計(jì)性能。另一方面，各信道對(duì)估計(jì)實(shí)時(shí)性的要求 也存在差異，較大的平滑跨度對(duì)估計(jì)實(shí)時(shí)性造成威脅。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于提出一種兼顧低數(shù)據(jù)量下信干比估計(jì)準(zhǔn)確性和高數(shù) 據(jù)量下信干比估計(jì)實(shí)時(shí)性的信干比估計(jì)方法，適用于移動(dòng)通信系統(tǒng)。 本發(fā)明的信干比估計(jì)方法，包括創(chuàng)建循環(huán)滑動(dòng)窗數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在目標(biāo)信道接收符號(hào) 序列，確定基準(zhǔn)星座點(diǎn)，計(jì)算信干比線性估計(jì)值并更新滑動(dòng)窗數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)信息，滑動(dòng)平均計(jì)算 信干比滑動(dòng)估計(jì)值，所述滑動(dòng)平均所采用的歷史值個(gè)數(shù)根據(jù)達(dá)到估計(jì)精度要求所需的符號(hào) 數(shù)據(jù)量進(jìn)行調(diào)整。 所述達(dá)到估計(jì)精度要求所需的符號(hào)數(shù)據(jù)量為通過仿真或?qū)崪y(cè)得到的達(dá)到精度需 求所需的最少符號(hào)數(shù)。 所述符號(hào)數(shù)據(jù)量，在QPSK調(diào)制時(shí)優(yōu)選為1408個(gè)符號(hào)，在16QAM調(diào)制時(shí)優(yōu)選為2816 個(gè)符號(hào)。 所述循環(huán)滑動(dòng)窗數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)長度等于精度需求所需的最少符號(hào)數(shù)與系統(tǒng)資源單元 符號(hào)容量的比值。 作為優(yōu)選實(shí)施方式，滑動(dòng)平均依據(jù)參與運(yùn)算符號(hào)數(shù)確認(rèn)平滑的歷史值數(shù)量，通過 加權(quán)平均得到信干比平滑估計(jì)值。 所述加權(quán)平均所采用的每個(gè)歷史信干比線性估計(jì)值的加權(quán)值根據(jù)該次估計(jì)值運(yùn) 算參與符號(hào)數(shù)據(jù)量及時(shí)延確定。 進(jìn)一步地，針對(duì)不同調(diào)制方式交替存在的目標(biāo)信道，針對(duì)每一種調(diào)制方式分別建 立循環(huán)滑動(dòng)窗數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，根據(jù)當(dāng)前接收序列的調(diào)制方式選擇對(duì)應(yīng)的滑動(dòng)窗數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行更 新。 進(jìn)一步地，滑動(dòng)窗數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的更新包括對(duì)于不連續(xù)接收模式(DRX)或其他不能 固定時(shí)間間隔接收的情況，仍順次更新滑動(dòng)窗數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)信息，更新方式為信干比線性 估計(jì)值和符號(hào)長度都置為0。 進(jìn)一步地，滑動(dòng)窗數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的更新還包括對(duì)同時(shí)存在不同調(diào)制方式且處于不連 續(xù)接收模式(DRX)或其他不能固定時(shí)間間隔接收的情況。對(duì)每種調(diào)制方式對(duì)應(yīng)的循環(huán)滑動(dòng)窗數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，均順次更新滑動(dòng)窗數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)信息，更新方式為信干比線性估計(jì)值和符號(hào) 長度都置為0。 作為一種改進(jìn)方式，在確定基準(zhǔn)星座點(diǎn)之前，將接收符號(hào)序列進(jìn)行星座點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，將 星座點(diǎn)旋轉(zhuǎn)為方形。 進(jìn)一步地，所述確定基準(zhǔn)星座點(diǎn)，包括通過接收符號(hào)序列實(shí)虛部幅度均值確定 QPSK基準(zhǔn)判決星座點(diǎn)；通過接收符號(hào)序列實(shí)虛部幅度均值及星座點(diǎn)分布確定nQAM基準(zhǔn)判 決星座點(diǎn)。 所述對(duì)QPSK調(diào)制方式其基準(zhǔn)星座點(diǎn)的實(shí)虛部相等，并等于符號(hào)序列實(shí)虛部幅度 均值； 所述對(duì)nQAM調(diào)制方式，完成實(shí)虛部幅度均值計(jì)算之后，進(jìn)行均值幅度調(diào)整，完成 基準(zhǔn)星座點(diǎn)確定。 所述均值幅度調(diào)整還包括比較符號(hào)序列實(shí)虛部與幅度均值，并根據(jù)大小關(guān)系進(jìn)行 統(tǒng)計(jì)平均，完成均值幅度調(diào)整。 進(jìn)一步地，所述nQAM基準(zhǔn)星座點(diǎn)確定還包括根據(jù)調(diào)整之后的均值幅度與符號(hào)序 列的實(shí)虛部差值平均，求得基準(zhǔn)星座點(diǎn)坐標(biāo)距離。由調(diào)整后的均值幅度及星座圖特征確定 基準(zhǔn)星座點(diǎn)。 作為另一種改進(jìn)方式，對(duì)信干比平滑估計(jì)值進(jìn)行修正，即對(duì)低信干比下星座點(diǎn)硬
判決失真導(dǎo)致信干比的估計(jì)誤差進(jìn)行曲線擬合處理，得到信干比修正估計(jì)值。 本發(fā)明滑動(dòng)平均采用的歷史值個(gè)數(shù)根據(jù)達(dá)到估計(jì)精度要求所需的符號(hào)數(shù)據(jù)量而
不是采用現(xiàn)有技術(shù)的固定平滑跨度進(jìn)行調(diào)整，兼顧了低數(shù)量下信干比估計(jì)準(zhǔn)確性和高數(shù)據(jù)
量下信干比估計(jì)實(shí)時(shí)性問題，根據(jù)該次估計(jì)值運(yùn)算參與符號(hào)數(shù)據(jù)量及時(shí)延情況進(jìn)行加權(quán)，
避免了數(shù)據(jù)量和時(shí)延對(duì)信干比估計(jì)準(zhǔn)確性的影響，對(duì)高階調(diào)制方式(nQAM)將基準(zhǔn)星座點(diǎn)
幅度均值根據(jù)接收星座點(diǎn)分布進(jìn)行調(diào)整，避免了星座點(diǎn)分布不均造成的估計(jì)誤差.進(jìn)行信
干比修正進(jìn)一步提高了低信噪比時(shí)估計(jì)的準(zhǔn)確性。


圖1是循環(huán)滑動(dòng)窗結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明信干比估計(jì)方法優(yōu)選實(shí)施方式流程圖 圖3是本發(fā)明信干比估計(jì)方法一種優(yōu)選改進(jìn)實(shí)施方式流程圖 圖4是本發(fā)明信干比估計(jì)方法另一種優(yōu)選改進(jìn)實(shí)施方式流程圖
具體實(shí)施例方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì) 本發(fā)明信干比估計(jì)方法作進(jìn)一步詳細(xì)說明，公知實(shí)現(xiàn)方式不再詳述，以避免與本發(fā)明的內(nèi) 容存在不必要的混淆。 由于存在不同調(diào)制方式及業(yè)務(wù)類型的不同，本發(fā)明在不同的應(yīng)用場(chǎng)景分多個(gè)實(shí)施 例進(jìn)行闡述。特別的，對(duì)于采用nQAM的情況，由于16QAM與64QAM等高階調(diào)制方式從本質(zhì) 上講其估計(jì)方法具有一致性，不同的QAM調(diào)制方式只是對(duì)運(yùn)算步驟產(chǎn)生影響，其運(yùn)算方式 保持不變。因此相關(guān)實(shí)施例僅以16QAM調(diào)制為代表，對(duì)nQAM的信干比估計(jì)方法進(jìn)行闡述。
實(shí)施例一，針對(duì)固定采用QPSK調(diào)制方式的信道
步驟101 :創(chuàng)建循環(huán)滑動(dòng)窗數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 首先確定循環(huán)滑動(dòng)窗窗數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)長度Num，滑動(dòng)窗長用滿足性能精度條件下需要的最少估計(jì)數(shù)據(jù)量結(jié)合系統(tǒng)資源單元(RU)符號(hào)容量來確定。 例如，通過仿真在QPSK下優(yōu)選使用1408個(gè)符號(hào)作為滿足性能精度條件下需要的最少估計(jì)數(shù)據(jù)量，對(duì)TD-SCDMA系統(tǒng)資源單元(RU)符號(hào)容量為44symbo1，則滑動(dòng)窗長的設(shè)定如下 Num =精度需求所需的最少符號(hào)數(shù)/系統(tǒng)資源單元(RU)符號(hào)容量(1) 由此可以得到在QPSK下滑動(dòng)窗長Num = 32。其意義在于最多使用Num個(gè)歷史估
計(jì)值(含當(dāng)次估計(jì)值)進(jìn)行信干比平滑。 如圖1所示循環(huán)滑動(dòng)窗結(jié)構(gòu)示意圖，該圖標(biāo)識(shí)了長度為Num的滑動(dòng)窗結(jié)構(gòu)，它包含了 Num個(gè)滑動(dòng)窗數(shù)組或鏈表單元。對(duì)每個(gè)滑動(dòng)窗數(shù)組或鏈表單元，包括單次信干比線性估計(jì)值SigPow[i]/IntPow[i]，以及參與該值運(yùn)算的符號(hào)序列長度SymNum[i]。
其次，建立循環(huán)滑動(dòng)窗數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。其中單位滑動(dòng)窗數(shù)組或鏈表單元包括兩個(gè)元素單次信干比線性估計(jì)值Sigpow[i]/IntPow[i]以及參與該值運(yùn)算的符號(hào)序列長度SymNum[i]。用于按時(shí)序關(guān)系依次存儲(chǔ)信干比線形估計(jì)值和該次估計(jì)值運(yùn)算參與符號(hào)數(shù)據(jù)量，在滑動(dòng)平均得到線性信干比估計(jì)值之前，根據(jù)時(shí)序關(guān)系順次更新滑動(dòng)窗數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)信息。 最后，初始化循環(huán)滑動(dòng)窗數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。將各單位滑動(dòng)窗數(shù)組或鏈表單元中的各元素置0，即Sigpow[i]/IntPow[i] = 0， SymN咖[i] = 0。
步驟102 :在目標(biāo)信道接收符號(hào)序列 所述符號(hào)序列為經(jīng)過接收機(jī)處理輸出符號(hào)，包括信干比估計(jì)輸入數(shù)據(jù)為匹配濾波器、聯(lián)合檢測(cè)、RAKE接收等接收機(jī)處理輸出符號(hào)序列，表示為Rrot(n) = A(n)+B (n) X i (n=1，2， . . . L)，其作為當(dāng)次信干比估計(jì)輸入數(shù)據(jù)，其中L為序列長度。 例如TD-SCDMA系統(tǒng)中，SIR估計(jì)目標(biāo)信道占用8個(gè)RU資源，其聯(lián)合檢測(cè)之后，解調(diào)之前的符號(hào)數(shù)為8X44 = 352。這352個(gè)符號(hào)的序列即為目標(biāo)信道當(dāng)前SIR估計(jì)的輸入序列。 步驟104 :確定基準(zhǔn)星座點(diǎn)。 通過符號(hào)序列實(shí)虛部幅度均值確定QPSK基準(zhǔn)判決星座點(diǎn)。
計(jì)算符號(hào)序列實(shí)虛部幅度均值，計(jì)算公式如下
/ 丄<formula>formula see original document page 6</formula>
確定基準(zhǔn)星座點(diǎn)為Con = Amp+Amp X i 步驟105 :計(jì)算初始線性信干比估計(jì)值并更新滑動(dòng)窗數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)信息。
計(jì)算信號(hào)功率為基準(zhǔn)星座點(diǎn)功率
SigPwr = |Con|2 (3)
干擾功率通過如下誤差矢量功率計(jì)算獲取1丄 <formula>formula see original document page 6</formula>(4)
進(jìn)而得到信干比線性估計(jì)值SigPwr/IntPwr。 更新循環(huán)滑動(dòng)窗數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。令最近一次歷史記錄序號(hào)i—last，由于結(jié)構(gòu)循環(huán)，更新當(dāng)次估計(jì)信息于循環(huán)滑動(dòng)窗數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)序號(hào)i = mod(iJast+l，Num) ， i = 0 N咖-l。更新信息為Sigpow[i]/IntPow[i] = SigPwr/IntPwr ;SymNum[i] = L。
步驟106 :滑動(dòng)平均計(jì)算信干比滑動(dòng)估計(jì)值。 所述滑動(dòng)平均所采用的歷史值個(gè)數(shù)根據(jù)達(dá)到估計(jì)精度要求所需的符號(hào)數(shù)據(jù)量進(jìn)行調(diào)整。使得如果資源配置的符號(hào)數(shù)據(jù)量較大時(shí)，采用較少歷史信干比值平滑；反之采用較多歷史信干比值平滑。 優(yōu)選地，使用SymLen = 1408個(gè)符號(hào)作為QPSK調(diào)制時(shí)得到精確估計(jì)所需的符號(hào)數(shù)據(jù)量；特別地，如果每次資源配置均為單個(gè)資源單元(RU)，則需平滑Num(滑動(dòng)窗長)個(gè)歷史值。 從i開始前向累加滑動(dòng)窗元素SymNum直到累加符號(hào)數(shù)SymNumAcc > = SymLen ;或者當(dāng)遍歷完所有單位滑動(dòng)窗對(duì)應(yīng)元素后該累加操作結(jié)束。根據(jù)累加順序記錄所有參與累加運(yùn)算的滑動(dòng)窗序號(hào)于數(shù)組SlipCls[k] ， k = 1，2. . . ， n中。 對(duì)該集對(duì)應(yīng)各單位滑動(dòng)窗數(shù)組中信干比線性估計(jì)值元素Sigpow [SlipCls] /IntPow[SlipCls]求平均，得到信干比估計(jì)平滑結(jié)果SIRSlip。
愿,—w丄4 (5)
作為另一優(yōu)選實(shí)施方式，在計(jì)算信干比時(shí)采用加權(quán)平均方式
其中，權(quán)值
，他加/"幼》C7s A 77 / &
(6)
砂附臉附,幼》Cfe/"走T7
(7) 由于SilpCls集按照累加順序記錄，表征時(shí)延；SymNum為歷次參與信干比線性估
計(jì)的符號(hào)數(shù)，表征估計(jì)可信度。權(quán)值綜合考慮估計(jì)時(shí)延及估計(jì)可信度的平衡。 特別的對(duì)于不連續(xù)接收模式(DRX)或其他不能固定時(shí)間間隔接收的情況，接收端
可能在相當(dāng)長的時(shí)間間隔里都無法接收目標(biāo)信道。為了使循環(huán)滑動(dòng)窗數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中時(shí)延太
久的歷史值不影響平滑結(jié)果，本發(fā)明作如下處理當(dāng)前幀無目標(biāo)信道接收時(shí)，仍然更新當(dāng)次
估計(jì)信息于循環(huán)滑動(dòng)窗數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)位置i = mod(iJast+l，皿m) ， i = 0 Num。更新信息為
Sigpow[i]/IntPow[i] = 0 ;SymN咖[i] = 0。 優(yōu)選地，作為一種改進(jìn)方式，還包括步驟103 :對(duì)接收符號(hào)序列作調(diào)制星座點(diǎn)旋轉(zhuǎn)。 依據(jù)系統(tǒng)發(fā)送星座圖特征實(shí)施針對(duì)性旋轉(zhuǎn)變換，實(shí)現(xiàn)預(yù)期信干比估計(jì)所需星座點(diǎn)調(diào)整，目前星座圖形式分為兩種，一種是方形星座圖，如WCDMA，此星座圖不用旋轉(zhuǎn)；另一種是菱形星座圖，如TD-SCDMA，則對(duì)其將星座點(diǎn)旋轉(zhuǎn)45度，使得星座旋轉(zhuǎn)為方形。
定義完成旋轉(zhuǎn)之后的序列為
Rrot(n) = Rrot(n) (l+i)
優(yōu)選地，作為另一種改進(jìn)方式，還包括步驟107，進(jìn)行信干比修正； 在信干比較低的情況下由于接收信號(hào)星座點(diǎn)相互混疊，造成信干比估計(jì)失真。此
時(shí)需要對(duì)估計(jì)結(jié)果進(jìn)行修正得到最終結(jié)果SIR。修正曲線根據(jù)大量統(tǒng)計(jì)估計(jì)信干比與真實(shí)
信干比的關(guān)系擬和而成，對(duì)QPSK調(diào)制
16.36mW> - 47.66 《2,81，
-1.95p/艦;p/ +17駕/艦》-35 〔2.81<孤艦^4.37」
鵬=
, (8)-0.13(^S7艦W + 2.975/艦* - 7.72「4.37 < 57柳* S 8.58，
S/艦;p「狐鄉(xiāng)> 8.5 8」
實(shí)施例二，針對(duì)固定采用16QAM調(diào)制方式的信道
步驟201 :創(chuàng)建循環(huán)滑動(dòng)窗數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
按照步驟101相同的方式建立滑動(dòng)窗數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)； 特別地，16QAM下滑動(dòng)窗長Num = 64 ;優(yōu)選使用2816個(gè)符號(hào)的數(shù)據(jù)量可以達(dá)到較精確的估計(jì)效果； 步驟202 :在目標(biāo)信道接收解調(diào)前數(shù)據(jù)，同步驟102 ; 步驟204 :確定基準(zhǔn)星座點(diǎn)。通過接收符號(hào)序列實(shí)虛部幅度均值及星座點(diǎn)分布確定16QAM基準(zhǔn)判決星座點(diǎn)。 首先仍需按2式計(jì)算完成星座點(diǎn)旋轉(zhuǎn)之后的信號(hào)序列Rrot(n)實(shí)虛部幅度均值A(chǔ)mp。而后，完成均值幅度調(diào)整，其目的在于克服不同星座點(diǎn)分布不均導(dǎo)致均值幅度不能反映星座圖中心點(diǎn)正確位置。依次分別比較序列Rrot(n)實(shí)虛部絕對(duì)值與Amp的大小。對(duì)大于Amp的實(shí)虛部絕對(duì)值累加平均得到AmpLar，累加平均個(gè)數(shù)計(jì)為NumLar ;小于Amp的實(shí)虛部絕對(duì)值累加平均得到AmpSml，累加平均個(gè)數(shù)計(jì)為NumSml。得到星座中心點(diǎn)為 勿c々i^:+^^」 (9) 由nQAM調(diào)制方式星座圖特征可知，旋轉(zhuǎn)后星座圖的星座點(diǎn)之間距離AmpAdp與星座中心點(diǎn)有如下關(guān)系
—傘=^^ (10) 丄^ 其中，n為調(diào)制方式階數(shù)(16,64等)，由此可以計(jì)算得到基準(zhǔn)星座點(diǎn)，16QAM的基準(zhǔn)星座點(diǎn)如下Con
= (AmpCen+AmpAdp/2) + (AmpCen+AmpAdp/2)X iCon[l] = (AmpCen+AmpAdp/2)+(AmpCen_AmpAdp/2)XiCon[2] = (AmpCen_AmpAdp/2) + (AmpCen+AmpAdp/2)X iCon[3] = (AmpCen_AmpAdp/2) + (AmpCen_AmpAdp/2)X i 考慮接收機(jī)射頻端對(duì)I/Q支路分別進(jìn)行處理，步驟104可進(jìn)一步優(yōu)化為 按2式計(jì)算完成星座點(diǎn)旋轉(zhuǎn)之后的信號(hào)序列Rrot (n)實(shí)虛部幅度均值A(chǔ)mp。完成
均值幅度調(diào)整。依次分別比較序列Rrot(n)實(shí)虛部絕對(duì)值與Amp的大小。對(duì)大于Amp的實(shí)
(虛)部絕對(duì)值累加平均得到AmpLarx (AmpLary)，累加平均個(gè)數(shù)計(jì)為NumLarx (NumLary);
小于Amp的實(shí)虛部絕對(duì)值累加平均得到AmpSmlx (AmpSmly)，累加平均個(gè)數(shù)計(jì)為NumSmlx(NumSmly)。得到星座中心點(diǎn)為<formula>formula see original document page 9</formula>
<formula>formula see original document page 9</formula>
AmpCenx、 AmpCeny分另U為中心點(diǎn)橫縱座標(biāo)。由nQAM調(diào)制方式星座圖特征可知，旋轉(zhuǎn)后星座圖的星座點(diǎn)之間的水平方向距離AmpAdpx及垂直方向距離AmpAdpy與星座中心點(diǎn)有如下關(guān)系
<formula>formula see original document page 9</formula>
<formula>formula see original document page 9</formula> 由此可以計(jì)算得到基準(zhǔn)星座點(diǎn)，16QAM的基準(zhǔn)星座點(diǎn)如下 Con
= (AmpCenx+AmpAdpx/2) + (AmpCeny+AmpAdpy/2)X i Con[l] = (AmpCenx+AmpAdpx/2)+(AmpCeny-AmpAdpy/2)Xi Con[2] = (AmpCenx_AmpAdpx/2) + (AmpCeny+AmpAdpy/2)X i Con[3] = (AmpCenx_AmpAdpx/2) + (AmpCeny_AmpAdpy/2)X i 步驟205 :計(jì)算信干比線性估計(jì)值并更新滑動(dòng)窗數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)信息。 對(duì)序列Rrot(n)按實(shí)虛部取絕對(duì)值映射到第一象限，將映射至第一象限的序列與
基準(zhǔn)星座點(diǎn)按矢量距離最近的原則作硬判決。即比較序列符號(hào)在星座圖上與各基準(zhǔn)星座點(diǎn)
之間的距離，取距離最短的星座點(diǎn)為硬判決星座點(diǎn)，計(jì)為ConHardJug(n)。符號(hào)與硬判決星
座點(diǎn)之間的矢量距離平方計(jì)為該符號(hào)點(diǎn)的干擾功率SymlntPow(n)。由此得到16QAM調(diào)制下
的線性信干比估計(jì)值
Z j n力2
步驟206 :滑動(dòng)平均計(jì)算信干比滑動(dòng)估計(jì)值，同步驟106 ; 優(yōu)選使用SymLen = 2048個(gè)符號(hào)作為16QAM調(diào)制時(shí)得到精確估計(jì)所需的符號(hào)數(shù)據(jù) 特別的對(duì)于不連續(xù)接收模式(DRX)或其他不能固定時(shí)間間隔接收的情況，其處理方式與方案一相同，即對(duì)每個(gè)循環(huán)滑動(dòng)窗數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都需按照方案一的方式進(jìn)行更新。
優(yōu)選地，作為一種改進(jìn)方式，還包括步驟203 :對(duì)接收數(shù)據(jù)作調(diào)制星座點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，同步驟103 ; 優(yōu)選地，作為一種改進(jìn)方式，還包括步驟207 :進(jìn)行信干比修正 16QAM下的優(yōu)選修正曲線為<formula>formula see original document page 10</formula>
實(shí)施例三，針對(duì)交替采用不同調(diào)制方式的信道 在3G系統(tǒng)中，為滿足高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求，存在一類信道，其特征在于根據(jù)信道質(zhì)量或資源情況采用自適應(yīng)調(diào)制編碼(Adaptive Modulation and Coding, AMC)。動(dòng)態(tài)的改變目標(biāo)信道的調(diào)制方式，如HSPA系統(tǒng)中的HS-PDSCH信道。
實(shí)施例三即針對(duì)上述應(yīng)用場(chǎng)景。
步驟301 :創(chuàng)建循環(huán)滑動(dòng)窗數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 為目標(biāo)信道可能采用的每種調(diào)制方式分別創(chuàng)建循環(huán)滑動(dòng)窗數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。QPSK調(diào)制的
滑動(dòng)窗數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)同步驟101， nQAM同步驟201。 步驟302 :在目標(biāo)信道接收解調(diào)前數(shù)據(jù)，同步驟102 ; 步驟304 :確定基準(zhǔn)星座點(diǎn) 根據(jù)當(dāng)前數(shù)據(jù)調(diào)制方式選擇，若采用QPSK調(diào)制，則同步驟104，若采用nQAM，則同步驟204。 步驟305 :計(jì)算信干比線性估計(jì)值并更新滑動(dòng)窗數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)信息；根據(jù)當(dāng)前數(shù)據(jù)調(diào)制方式選擇，若采用QPSK調(diào)制，則同步驟105，若采用nQAM，則同
步驟205。
步驟306 :滑動(dòng)平均計(jì)算信干比滑動(dòng)估計(jì)值； 更新循環(huán)滑動(dòng)窗數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。該場(chǎng)景下需根據(jù)調(diào)制方式同時(shí)更新每個(gè)循環(huán)結(jié)構(gòu)體。令最近一次歷史記錄序號(hào)ijast，更新各循環(huán)滑動(dòng)窗數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)序號(hào)i = mod(i_last+l， Num)， i = 0 Num_l。對(duì)當(dāng)前調(diào)制方式對(duì)應(yīng)的循環(huán)滑動(dòng)窗數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)更新信息為Sigpow[i]/IntPow[i] = SigPwr/IntPwr ;SymNum[i] = L。同時(shí)，對(duì)非對(duì)應(yīng)調(diào)制方式的循環(huán)滑動(dòng)窗數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，需更新為Sigpow[i]/IntPow[i] = 0 ;SymNum[i] = 0。
根據(jù)當(dāng)前調(diào)制方式對(duì)應(yīng)的循環(huán)滑動(dòng)窗數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，選擇方案一或方案二的方法完成信干比估計(jì)平滑結(jié)果SIRSlip。特別的對(duì)于不連續(xù)接收模式(DRX)或其他不能固定時(shí)間間隔接收的情況，其處理方式與方案一相同，即對(duì)每個(gè)循環(huán)滑動(dòng)窗數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都需按照方案一的方式進(jìn)行更新。 優(yōu)選地，作為一種改進(jìn)方式，還包括步驟303 :對(duì)接收數(shù)據(jù)作調(diào)制星座點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，同步驟103 ; 優(yōu)選地，作為一種改進(jìn)方式，還包括步驟307 :進(jìn)行信干比修正 根據(jù)當(dāng)前數(shù)據(jù)調(diào)制方式選擇，若采用QPSK調(diào)制，則同步驟107，若采用nQAM，則同
步驟207。 本發(fā)明僅對(duì)TD-SCDMA系統(tǒng)中固定采用QPSK調(diào)制、固定采用16QAM調(diào)制及交替采
用多種調(diào)制方式等情況的信干比估計(jì)方法的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然清楚并且理解，本發(fā)明同樣適合于WCDMA等固定采用QPSK、固定采用nQAM調(diào)制及多種
調(diào)制方式交替使用的通信系統(tǒng)，本領(lǐng)域技術(shù)人員知道，本發(fā)明存在許多變化而不脫離本發(fā)明的精神，在不背離本發(fā)明的精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明做出各種相應(yīng)的改變或變形，但這些相應(yīng)的改變或變形均屬于本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種信干比估計(jì)方法，包括創(chuàng)建循環(huán)滑動(dòng)窗數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在目標(biāo)信道接收符號(hào)序列，確定基準(zhǔn)星座點(diǎn)，計(jì)算信干比線形估計(jì)值并更新滑動(dòng)窗數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)信息，滑動(dòng)平均計(jì)算信干比滑動(dòng)估計(jì)值，其特征在于，所述滑動(dòng)平均所采用的歷史值個(gè)數(shù)根據(jù)達(dá)到估計(jì)精度要求所需的符號(hào)數(shù)據(jù)量進(jìn)行調(diào)整。
2. 如權(quán)利要求1所述信干比估計(jì)方法，其特征在于，所述達(dá)到估計(jì)精度要求所需的符 號(hào)數(shù)據(jù)量為通過仿真或?qū)崪y(cè)得到的達(dá)到精度需求所需的最少符號(hào)數(shù)。
3. 如權(quán)利要求2所述符號(hào)數(shù)據(jù)量，其特征在于，在QPSK調(diào)制時(shí)優(yōu)選為1408個(gè)符號(hào)，在 16QAM調(diào)制時(shí)優(yōu)選為2816個(gè)符號(hào)。
4. 如權(quán)利要求1所述信干比估計(jì)方法，其特征在于，所述循環(huán)滑動(dòng)窗數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)長度等 于精度需求所需的符號(hào)數(shù)與系統(tǒng)資源單元符號(hào)容量的比值。
5. 如權(quán)利要求1所述信干比估計(jì)方法，其特征在于，滑動(dòng)平均依據(jù)參與運(yùn)算符號(hào)數(shù)確 認(rèn)平滑的歷史值數(shù)量，通過加權(quán)平均得到信干比平滑估計(jì)值。
6. 如權(quán)利要求l所述信干比估計(jì)方法，其特征在于，針對(duì)不同調(diào)制方式交替存在的目 標(biāo)信道，針對(duì)每一種調(diào)制方式分別建立循環(huán)滑動(dòng)窗數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，根據(jù)當(dāng)前接收序列的調(diào)制方 式選擇對(duì)應(yīng)的滑動(dòng)窗數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行更新。
7. 如權(quán)利要求6所述信干比估計(jì)方法，其特征在于，滑動(dòng)窗數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的更新包括對(duì)于 不連續(xù)接收模式(DRX)或其他不能固定時(shí)間間隔接收的情況，仍順次更新滑動(dòng)窗數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 對(duì)應(yīng)信息，更新方式為信干比線性估計(jì)值和符號(hào)長度都置為0 ;對(duì)同時(shí)存在不同調(diào)制方式 且處于不連續(xù)接收模式(DRX)或其他不能固定時(shí)間間隔接收的情況。對(duì)每種調(diào)制方式對(duì)應(yīng) 的循環(huán)滑動(dòng)窗數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，均順次更新滑動(dòng)窗數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)信息，更新方式為信干比線性估 計(jì)值和符號(hào)長度都置為O。
8. 如權(quán)利要求1所述信干比估計(jì)方法，其特征在于，在確定基準(zhǔn)星座點(diǎn)之前，將接收符 號(hào)序列進(jìn)行星座點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，將星座點(diǎn)旋轉(zhuǎn)為方形。
9. 如權(quán)利要求8所述信干比估計(jì)方法，其特征在于，所述確定基準(zhǔn)星座點(diǎn)，包括通過 接收符號(hào)序列實(shí)虛部幅度均值確定QPSK基準(zhǔn)判決星座點(diǎn)；通過接收符號(hào)序列實(shí)虛部幅度 均值及星座點(diǎn)分布確定nQAM基準(zhǔn)判決星座點(diǎn)；所述對(duì)QPSK調(diào)制方式其基準(zhǔn)星座點(diǎn)的實(shí)虛部相等，并等于符號(hào)序列實(shí)虛部幅度均值； 所述對(duì)nQAM調(diào)制方式，完成實(shí)虛部幅度均值計(jì)算之后，進(jìn)行均值幅度調(diào)整，完成基準(zhǔn) 星座點(diǎn)確定。所述均值幅度調(diào)整還包括比較符號(hào)序列實(shí)虛部與幅度均值，并根據(jù)大小關(guān)系進(jìn)行統(tǒng)計(jì) 平均。
10. 如權(quán)利要求l-9任一項(xiàng)所述信干比估計(jì)方法，其特征在于，對(duì)信干比平滑估計(jì)值進(jìn) 行修正，得到信干比修正估計(jì)值。
全文摘要
本發(fā)明公開一種信干比估計(jì)方法，適用于數(shù)字通信系統(tǒng)，本方法包括創(chuàng)建循環(huán)滑動(dòng)窗數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在目標(biāo)信道接收符號(hào)序列，確定基準(zhǔn)星座點(diǎn)，計(jì)算信干比線形估計(jì)值并更新滑動(dòng)窗數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)信息，滑動(dòng)平均計(jì)算信干比滑動(dòng)估計(jì)值，所述滑動(dòng)平均所采用的歷史值個(gè)數(shù)根據(jù)達(dá)到估計(jì)精度要求所需的符號(hào)數(shù)據(jù)量進(jìn)行調(diào)整。本方法滑動(dòng)平均采用的歷史值個(gè)數(shù)根據(jù)達(dá)到估計(jì)精度要求所需的符號(hào)數(shù)據(jù)量而不是采用現(xiàn)有技術(shù)的固定平滑跨度進(jìn)行調(diào)整，兼顧了低數(shù)量下信干比估計(jì)準(zhǔn)確性和高數(shù)據(jù)量下信干比估計(jì)實(shí)時(shí)性問題。在高階調(diào)制下根據(jù)星座點(diǎn)分布對(duì)接收符號(hào)幅度均值進(jìn)行調(diào)整，避免了星座點(diǎn)分布不均造成的估計(jì)誤差。進(jìn)行信干比修正進(jìn)一步提高了低信噪比時(shí)估計(jì)的準(zhǔn)確性。
文檔編號(hào)H04B1/707GK101719891SQ200910191640
公開日2010年6月2日 申請(qǐng)日期2009年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月27日
發(fā)明者王茜竹, 譚舒, 陳鑫 申請(qǐng)人:重慶重郵信科通信技術(shù)有限公司