專利名稱：一種測量系統信噪比的方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及通信領域，特別涉及一種測量系統信噪比的方法及裝置。
背景技術：
(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM) ^ 術因其抗多徑能力強，頻譜利用效率高等特性，已被普遍應用于使于后3代通信系統當中。 在基于OFDM技術的無線通信系統中，一個很關鍵的技術即是自適應調制與編碼(Adaptive Modulation and Coding)技術，采用自適應調制與編碼技術能夠根據信道狀態信息自適應 地選擇調制方式與編碼方式，因而能夠最大限度地提高系統吞吐量，保證目標誤幀率。而要 采用自適應調制與編碼技術，就需要對系統的信噪比進行測量。在傳統的技術方案當中，進行信噪比測量時通常采用的方法為使用線性信道估 計算法估計出信道響應，然后進行信道補償之后，再根據補償結果進行信噪比測量。這種方 式所需運算量極大，從而在一定程度上耗費了過多的系統資源，降低了系統運行效率，進而 影響系統整體性能。
發明內容
本發明實施例提供一種測量系統信噪比的方法及裝置，用以在測量系統信噪比 時，節省系統資源，提高系統運行效率。本發明實施例提供的具體技術方案如下一種測量信道信噪比的方法，包括從發射端接收的正交頻分復用OFDM信號中提取出從指定接入碼Ranging區域接 收的Ranging子載波序列；將所述Ranging子載波序列與本地生成的偽隨機碼序列進行相關運算，獲得對應 的相關序列，并計算所述相關序列中各采樣點的功率值；根據各采樣點的功率值計算針對所述Ranging子載波序列的接收信號總功率，以 及從各功率值中篩選出峰值樣點，并根據各峰值樣點計算有效信號總功率；根據獲得的接收信號總功率和有效信號總功率計算得到噪聲信號總功率，并根據 該有效信號總功率和噪聲信號總功率獲得系統信噪比。一種用于測量系統信噪比的裝置，包括信號處理模塊，用于從發射端接收的正交頻分復用OFDM信號中提取出從指定接 入碼Ranging區域接收的Ranging子載波序列；功率計算模塊，用于將所述Ranging子載波序列與本地生成的偽隨機碼序列進行 相關運算，獲得對應的相關序列，并計算所述相關序列中各采樣點的功率值；根據各采樣點 的功率值計算針對所述Ranging子載波序列的接收信號總功率，以及從各功率值中篩選出 峰值樣點，并根據各峰值樣點計算有效信號總功率；信噪比計算模塊，用于根據獲得的接收信號總功率和有效信號總功率計算得到噪聲信號總功率，并根據該有效信號總功率和噪聲信號總功率獲得系統信噪比。本發明實施例根據基于OFDM技術的無線通信系統中各信道使用偽隨機碼序列的 特殊性，通過對Ranging子載波序列與偽隨機碼序列進行相關運算后獲得的相關序列的功 率值進行分析，以獲得所需系統信噪比。這種方法相較于傳統的基于信道評估、補償結果 的信噪比測量方法，更能有效節省系統運算資源，從而提高系統執行效率，也提升了系統性 能。
圖1為本發明實施例中基于OFDM技術的通信系統體系架構圖；圖2為本發明實施例中測量裝置功能結構圖；圖3為本發明實施例中測量裝置基于OFDM技術測量信噪比流程圖。
具體實施例方式在基于OFDM技術的無線通信系統中，進行系統信噪比測量時，為了有效節省系統 資源，本發明實施例中，從發射端接收的OFDM信號中提取出從指定接入碼(Ranging)區域 接收的Ranging子載波序列；再將所述Ranging子載波序列與本地生成的偽隨機碼序列進 行相關運算，獲得對應的相關序列，并計算所述相關序列中各采樣點的功率值；接著，根據 各采樣點的功率值計算針對所述Ranging子載波序列的接收信號總功率，以及從各功率值 中篩選出峰值樣點，并根據各峰值樣點計算有效信號總功率；最后，根據獲得的接收信號總 功率和有效信號總功率計算得到噪聲信號總功率，并根據該有效信號總功率和噪聲信號總 功率獲得系統信噪比。下面結合附圖對本發明優選的實施方式進行詳細說明。參閱圖1所示，本發明實施例中，基于OFDM技術的無線通信系統中，包括若干用于 測量信噪比的測量裝置，實際應用中，測量裝置可以有多種實例，如，基站、基站控制器、后 臺管理服務器等等。本實施例中，基于OFDM技術的無線通信系統采用802. 16e標準，系統 內的各發射端(如，客戶端)使用長度為144的偽隨機碼序列，即使用包含144個調制符號 (正負1)的偽隨機碼序列，將需要發送的數據映射到144個子載波(也稱為Ranging區域) 上，再通過IFFT變換將發送數據轉換為時域信號，以及通過加前后綴得到最終的基帶時域 信號，并將其發往網絡側。那么，網絡側的測量裝置便可以根據接收到的上述時域信號對系 統信噪比進行測量。參閱圖2所示，本發明實施例中，上述測量裝置包括信號處理模塊10、接入碼檢測 模塊11 (也稱為Ranging檢測模塊11)和信噪比值計算模塊12，其中，信號處理模塊19，用于將獲得的接收信號進行去前綴處理，再在一個信號號長度 內進行快速傅里葉(FFT)變換得到頻域數據，并從中提取出客戶端通過指定Ranging區域 發送上來的子載波序列；如圖2所示，信號處理模塊10內具體包括去前綴單元、FFT單元和Ranging子載 波提取單元，其中，去前綴單元，用于對接收到的數據進行去前綴處理，生成時域數據；FFT單元，用于將處理后的時域數據x(t)轉換成頻域數據X(k)；
Ranging子載波提取單元，用于從所有的子載波中，將從ranging區域接收的 ranging子載波序列根據已知的發射機的發射位置提取出來，其他位置填0 ；功率計算模塊11，用于將提取出的Ranging子載波序列與本地生成的偽隨機碼序 列進行相關運算，獲得對應的相關序列，并計算所述相關序列中各采樣點的功率值；根據各 采樣點的功率值計算針對所述Ranging子載波序列的接收信號總功率，以及從各功率值中 篩選出峰值樣點，并根據各峰值樣點計算有效信號總功率；具體為功率計算模塊11從提 取出的Ranging子載波序列中搜索出峰值、得到峰值功率和峰值位置，以及根據峰值功率 獲得上述Ranging子載波序列的總功率(稱為接收信號功率)，以及有效信號總功率和噪 聲信號總功率；另一方面，功率計算模塊11，還用于對上述Ranging子載波序列進行Rang 子載波序列進行Ranging碼檢測，若檢測出Ranging碼，則輸出結果中包含Ranging碼、 Ranging碼類型、峰值功率、峰值位置、均值功率。如圖2所示，所述的功率計算模塊11具體包括以下一些單元本地碼產生單元，用于產生本地的偽隨機碼序列C(k)，C(k)中包含若干客戶端可 能使用的長度為144的Ranging碼；第一乘法器，用于將本地偽隨機序列C(k)與接收到的Ranging子載波序列進行相 關運算，例如，共軛相乘；IFFT單元，用于將第一乘法器輸出的頻域數據轉化成時域數據，得到時域數據 rr (χ)；模平方單元，用于實現時域數據rr(x)求摸方運算，即對rr(x)數據的實部和虛部 分別求平方再求和，從而得到各采樣點的功率值；最大值搜索單元，用于搜索各采樣點的最大值(即峰值)以及最大值的位置；累加器，用于求出Ranging子載波序列的總功率，也稱為接收信號總功率；峰值樣點搜索單元，用于找出功率值超過平均功率的部分達到設定閾值的采樣 點，其功率也稱為峰值樣點，這些峰值樣點就是多徑信號的功率，再根據這些峰值樣點就可 計算出有效信號總功率；累加單元，用于計算出有效信號總功率；相減單元，將所求得的接收信號總功率減去有效信號總功率，從而得到噪聲信號 總功率；此外，如圖2所示，功率計算模塊11中還包括第二乘法器和比較器，第二乘法器，用于實現均值乘以閾值運算，得到平均功率閾值倍；比較器，用于將最大值搜索單元求得的最大值與第二乘法器輸出的平均功率閾值 倍比較，如果最大功率比平均功率閾值倍大，此時認為檢測到一個Ranging碼，結合最大值 搜索單元得到的最大值位置，就可以得到Ranging碼的時間調整值；本實施例中，第二乘法器和比較器只有在檢測Ranging碼時才會使用。信噪比計算單元12，用于根據獲得的接收信號總功率和有效信號總功率計算得到 噪聲信號總功率，并根據該有效信號總功率和噪聲信號總功率獲得系統信噪比(SNR)，如圖 2所示，包括求平均單元和除法器，其中，求平均單元，用于將接收信號總功率和有效信號總功率分別進行求平均運算，除 法器用于將有效信號平均功率除以噪聲信號平均功率得到SNR值。
基于上述系統架構，本發明實施例中，測量裝置對系統內信道的信噪比進行測量 的概括步驟如下步驟A 采用頻域相關法針對信道進行接入碼檢測，利用檢測到的接入碼峰值功 率，估計出接收信號的總功率。在信道檢測中，通常使用基于頻域相關法的匹配濾波的方式來檢測，為了降低匹 配濾波的運算量，本發明中測量裝置檢測接入碼峰值功率的操作通過將匹配濾波器的相關 運算轉換到頻域，并和本地參考序列相乘來實現；據此，步驟A可以進一步細分為以下幾個 步驟步驟Al 將接收到的OFDM信號去前綴后進行FFT運算，從而將時域信號變換成頻 域信號Rx (k)。步驟A2 從Rx (k)中提取出Ranging子載波序列和本地生成的偽隨機碼序列進行 序列的相關運算，得到新的序列Rr(k)。步驟A3 對序列Rr (k)進行快速傅里葉逆變換(IFFT)運算，得到序列rr (N).步驟A4 針對序列rr(N)進行平均功率和峰值功率的計算，求出接收信號總功率、 平均功率、峰值功率和峰值位置。步驟B 將步驟A計算出的峰值功率，與平均功率進行比較，將超過平均功率達到 設定閾值的峰值功率作為峰值樣點，再通過累加峰值樣點運算求得有效信號總功率，再由 接收信號總功率減去有效信號總功率估算出噪聲信號總功率。步驟C 分別對有效信號總功率和噪聲信號總功率求平均值，獲得有效信號平均 功率與噪聲信號平均功率，再將兩者進行除法運算即求得信道的信噪比。為了實現上述目的，下面以一個具體的實施流程為例進行說明。參閱圖3所示，本 發明實施例中，測量裝置從信道接收到終端側發來的OFDM信號后，根據該OFDM信號對系統 信噪比進行測量的詳細流程如下步驟300 對接收到的OFDM信號進行去前綴處理后，再進行FFT變換，得到頻域信 號Rx(k)。具體可表示為公式1:
權利要求
1.一種測量信道信噪比的方法，其特征在于，包括從發射端接收的正交頻分復用OFDM信號中提取出從指定接入碼Ranging區域接收的 Ranging子載波序列；將所述Ranging子載波序列與本地生成的偽隨機碼序列進行相關運算，獲得對應的相 關序列，并計算所述相關序列中各采樣點的功率值；根據各采樣點的功率值計算針對所述Ranging子載波序列的接收信號總功率，以及從 各功率值中篩選出峰值樣點，并根據各峰值樣點計算有效信號總功率；根據獲得的接收信號總功率和有效信號總功率計算得到噪聲信號總功率，并根據該有 效信號總功率和噪聲信號總功率獲得系統信噪比。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，采用公式
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據公式
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，采用公式
5.如權利要求3所述的方法，其特征在于，采用
6.如權利要求1-5任一項所述的方法，其特征在于，在計算所述相關序列中各采樣點 的功率值后，進一步包括獲得各采樣點的平均功率，再將平均功率與閾值的乘積和指定的峰值功率進行比較， 獲得比較結果。
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，在獲得系統信噪比后，根據所述比較結果獲 知平均功率與閾值的乘積小于指定的峰值功率時，確定檢測到Ranging碼，并將所述系統 信噪比進行上報。
8.一種用于測量系統信噪比的裝置，其特征在于，包括信號處理模塊，用于從發射端接收的正交頻分復用OFDM信號中提取出從指定接入碼 Ranging區域接收的Ranging子載波序列；功率計算模塊，用于將所述Ranging子載波序列與本地生成的偽隨機碼序列進行相關運算，獲得對應的相關序列，并計算所述相關序列中各采樣點的功率值；根據各采樣點的功 率值計算針對所述Ranging子載波序列的接收信號總功率，以及從各功率值中篩選出峰值 樣點，并根據各峰值樣點計算有效信號總功率；信噪比計算模塊，用于根據獲得的接收信號總功率和有效信號總功率計算得到噪聲信 號總功率，并根據該有效信號總功率和噪聲信號總功率獲得系統信噪比。
9.如權利要求8所述的裝置，其特征在于，所述功率計算模塊在計算所述相關序列中 各采樣點的功率值后，獲得各采樣點的平均功率，再將平均功率與閾值的乘積和指定的峰 值功率進行比較，獲得比較結果。
10.如權利要求9所述的裝置，其特征在于，所述信噪比計算模塊獲得系統信噪比后， 根據所述功率計算模塊獲得的比較結果獲知平均功率與閾值的乘積小于指定的峰值功率 時，確定檢測到Ranging碼，并將所述系統信噪比進行上報。
全文摘要
本發明公開了一種測量信道信噪比的方法，該方法為從發射端接收的OFDM信號中提取出從指定Ranging區域接收的Ranging子載波序列；將所述Ranging子載波序列與本地生成的偽隨機碼序列進行相關運算，獲得對應的相關序列，并計算所述相關序列中各采樣點的功率值；根據各采樣點的功率值計算針對所述Ranging子載波序列的接收信號總功率，以及有效信號總功率；根據獲得的接收信號總功率和有效信號總功率計算得到噪聲信號總功率，并根據該有效信號總功率和噪聲信號總功率獲得系統信噪比。這樣，能夠有效節省系統運算資源，從而提高系統執行效率，也提升了系統性能。本發明同時公開了一種用于測量系統信噪比的裝置。
文檔編號H04L27/26GK102098114SQ200910225450
公開日2011年6月15日 申請日期2009年12月14日 優先權日2009年12月14日
發明者陳永健 申請人:中興通訊股份有限公司