CN102833191A - 一种信噪比估计方法与装置 - Google Patents
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Abstract
Description
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域,尤其涉及的是一种多径衰落信道下抑制衰落影响的信噪比估计方法与装置。
背景技术
在移动通信中,信道的信噪比估计是一个很重要的技术。功率控制、自适应传输、小区切换、动态信道分配、空间分集合并等都需要快速、准确的估计出信道的信噪比(SNR)。特别是对于高铁环境的多载波联合应用下,信噪比估计的准确性就更加重要。
目前的信噪比的估计方法主要有以下几种,第1种是利用解调信号的星座分布来计算,但是此种方法估计的准确度不够高;第2种是建立误码率与信噪比的函数关系,利用此函数关系,根据误码率来映射出信噪比,此种方法需要建立函数关系曲线,实际应用时一般通过查表来实现,会使复杂度大大提高,同时由于无线环境是多变的,建立的误码率与信噪比的函数关系曲线也往往很难跟踪上复杂无线环境的快速变化,另外,这种方法估计的准确度也不是很高;第3种是通过信号的二阶矩和四阶矩进行估计,但是此方法估计的准确度不高。
以上方法,对于ISI(Inter Symbol Interference,符号间干扰)信道的估计准确度更低,而且波动性比较大,并且无法克服信道的衰落影响。
发明内容
本发明提供一种信噪比估计的方法与装置,用以解决现有信噪比估计方法中存在的准确度不高、计算复杂度高以及受无线信道衰落影响大的问题。
本发明方法包括一种信噪比估计方法,包括以下步骤:
获取训练信号经信道传输后得到的接收信号;
对所述信道进行信道估计;
根据信道估计结果,对训练信号经所述估计的信道传输后的信号进行重构,得到重构信号;
根据得到的重构信号及所述接收信号,利用服从高斯分布的噪声信号的实部分量和虚部分量的联合分布概率密度函数,采用最大似然准则确定出接收信号功率最大似然估计值噪声信号功率最大似然估计值分别与重构信号和接收信号的关系,得到和
一种信噪比估计装置,包括:
信号获取模块,用于获取训练信号经信道传输后得到的接收信号;
信道估计模块,用于对所述信道进行信道估计;
重构信号模块,用于根据信道估计结果,对训练信号经估计的信道传输的信号进行重构,得到重构信号;
最大似然估计模块,用于根据得到的重构信号及所述接收信号,利用服从高斯分布的噪声信号的实部分量和虚部分量的联合分布概率密度函数,采用最大似然准则确定出接收信号功率最大似然估计值噪声信号功率最大似然估计值分别与重构信号和接收信号的关系,得到和
本发明有益效果如下:
本发明信噪比估计的方法相对简单,计算复杂度低,估计准确度高,受无线信道的衰落影响小,特别是在信道估计特别准确的条件下,本发明方法能够最大程度的消除信道的衰落影响;
本方法对基于最优信噪比准则下的多射频通道中良好射频通道的选择具有重要的意义,对基于信噪比估计进行的自适应速率传输模式的准确调整也具有特别重要的意义;在通信系统中需要估计信噪比、需要估计噪声功率的应用下,本发明方法都可以得到很好的应用。
附图说明
图1为本发明提供的信噪比估计方法流程图;
图2为本发明提供的一种在TU3信道中发送GMSK调制信号的信噪比估计方法流程图;
图3为本发明提供的信噪比估计装置结构图;
图4为本发明提供的一种接收机估计信噪比的装置;
图5为本发明的一种在手机上行速率传输模式调整中的应用流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明提出的信噪比估计方法和装置进行更详细的说明。
本发明的信噪比估计方法,如图1所示,包括以下步骤:
步骤S101,获取训练信号经信道传输后得到的接收信号。
步骤S102,对所述信道进行信道估计。
此处对所述信道进行估计具体可以采用现有方法,这里不作限制,但是需要特别指出的是,信道估计与理想信道估计(不考虑噪声)之间的误差越小,本发明最终得到的信噪比估计的误差也就越小。
步骤S103,根据信道估计结果,对训练信号经过估计的信道传输后的信号进行重构。
步骤S104,根据得到的重构信号及所述接收信号,利用服从高斯分布的噪声信号的实部分量和虚部分量的联合分布概率密度函数,采用最大似然准则确定出的接收信号功率最大似然估计值噪声信号功率最大似然估计值分别与重构信号和接收信号的关系,得到和
本发明利用噪声信号服从高斯分布的特性,可以得到噪声信号的实部分量和虚部分量的联合分布概率密度函数,而由于重构信号、接收信号功率S、噪声信号、噪声信号功率N与接收信号之间存在特定的关系,因此可以利用该特定关系推导出接收信号相对S和N的条件分布概率密度函数以及关于S和N的似然函数,再进一步可以采用最大似然准则确定出分别与重构信号和接收信号的关系。
因此,采用高斯函数可以唯一确定噪声信号的实部分量和虚部分量的联合分布概率密度函数,再由最大似然准则确定出的接收信号功率最大似然估计值噪声信号功率最大似然估计值分别与重构信号和接收信号的关系也是确定的,因此,本发明的信噪比估计方法相对简单、计算复杂度低,准确度高,尤其是在信道估计准确的条件下,本方法能够较好地消除信道的衰落影响。
优选地,可应用重构信号、接收信号功率S、噪声信号、噪声信号功率N与接收信号之间的关系,将已确定的联合分布概率密度函数中的噪声信号的实部分量和虚部分量采用重构信号、接收信号、S和N表示,得到接收信号相对S和N的条件分布概率密度函数,以及关于S和N的似然函数,再进一步可以采用最大似然准则确定出分别与重构信号和接收信号的关系。
步骤S1,发送端发送训练信号X,其中X=(x0 x1 L xK-1),并使用xk表示该训练信号X中的第k个采样值,K为训练信号的长度,即采样值总数。
步骤S2,接收机获取训练信号X及其经信道传输后得到的接收信号R,其中R=(r0 r1 L rK-1),并使用rk表示该接收信号R中的第k个采样值。
步骤S3,设信道h有L+1个抽头,进行信道估计,估计的信道结果为h,且满足||h||2=1,即信道估计的总能量为1,则将估计的信道h和训练信号进行卷积,可得到重构信号的采样值,表示如下,
公式(1)中,mk为重构信号的第k个采样值,(xk xk-1 L xk-L)对应L+1个信道抽头的训练信号采样值,h=(h0 h1 L hL)T对应L+1个信道抽头。
步骤S4,对于接收信号采样值rk,建立公式(2)所述的复数模型,用以确定rk与重构信号mk、S、噪声信号、N之间的关系,
步骤S7,由公式(4),推导出接收信号R相对S、N的条件分布概率密度函数为
在公式(5)中,rI、rQ分别为接收信号R的实部和虚部,并且
步骤S7,对公式(5)的条件分布概率密度函数取对数,得到关于S和N的对数似然函数为,
步骤S8,对公式(6)的对数似然函数,分别对S和N求偏导,得到以下似然方程,
优选地,计算步骤S203中的信道估计h,本发明可以采用现有方法,例如可以采用LS最小二乘算法\LMMSE最小均方误差算法等信道估计方法,本发明不局限于使用这两种信道估计算法。需要指出的是,此处的信道估计与理想信道估计(不考虑噪声)之间的误差越小,本发明最终得到的信噪比估计的误差也就越小。
图2所示为本发明提供的一种在TU3无线信道中发送GMSK高斯滤波最小频移键控调制信号的信噪比估计方法,包括以下步骤:
步骤S201,由发送端发送的训练信号X=(x0 x1 L xK-1),在经过信道h传输后,接收信号为R=(r0 r1 L rK-1)。
步骤S203,计算重构信号的采样值为
步骤S204,对于接收信号采样值rk,建立以下复数模型,确定rk与重构信号采样值mk、S、噪声信号、N之间的关系,
步骤S206,计算与之比,得到信噪比的最大似然估计值。
本发明提供的信噪比估计装置,如图3所示,包括:
信号获取模块301,用于获取训练信号经信道传输后得到的接收信号。
信道估计模块302,用于对所述信道进行信道估计。
重构信号模块303,用于根据信道估计结果,对训练信号经估计的信道传输的信号进行重构,得到重构信号。
最大似然估计模块304,用于根据得到的重构信号及所述接收信号,利用服从高斯分布的噪声信号的实部分量和虚部分量的联合分布概率密度函数,采用最大似然准则确定出接收信号功率最大似然估计值噪声信号功率最大似然估计值分别与重构信号和接收信号的关系,得到和
图4所示为本发明的一种接收机估计信噪比的装置,训练信号X=(x0 x1 L xK-1)经射频接收通道传输及中频处理后,由接收机获取对应的接收信号R=(r0 r1 L rK-1),接收机为估计信噪比进行信道估计计算,得到并根据信道估计结果,计算训练信号经估计的信道传输后得到的重构信号{mk},然后利用本发明的信噪比估计方法,计算出信噪比估计值。
本发明方法对基于信噪比估计进行的自适应速率传输的传输模式的准确调整具有特别重要的意义,在自适应速率的网络传输中可使用本发明。
如图5所示为本发明的一种在手机上行速率传输模式调整中的应用,其中,
步骤S501,基站(BTS)应用本发明方法计算手机上行链路的信噪比(SNR),并据此映射出链路性能的误码率(BEP)。
步骤S502,基站(BTS)将误码率(BEP)上报给基站控制器(BSC)。
步骤S503,控制器(BSC)根据误码率(BEP)判断是否需要调整传输模式。
步骤S504,控制器(BSC)确定需要调整传输模式时,向基站(BTS)发送传输模式改变命令。
步骤S505,基站(BTS)在收到调整命令,向手机终端发出上行速率传输模式调整命令。
步骤S506,手机终端收到上行速率传输模式调整命令,相应地改变上行传输速率。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (11)
6.如权利要求1~4任一所述的方法,其特征在于,根据信道估计结果,对训练信号经所述估计的信道传输后的信号进行重构,得到重构信号,具体包括:
将训练信号和所述估计的信道进行卷积,得到重构信号。
11.如权利要求7~9任一所述的装置,其特征在于,重构信号估计模块具体用于将训练信号和所述估计的信道进行卷积,得到重构信号。
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104521212A (zh) * | 2013-07-25 | 2015-04-15 | 华为技术有限公司 | 信号重建方法和装置 |
CN105556507A (zh) * | 2013-09-18 | 2016-05-04 | 伊麦格莱肯有限责任公司 | 使用二次似然函数进行数据统计建模的方法和系统 |
CN108108427A (zh) * | 2017-12-18 | 2018-06-01 | 辽宁师范大学 | 基于混合统计建模的纹理图像检索方法 |
CN109520429A (zh) * | 2018-11-26 | 2019-03-26 | 重庆大学 | 白光干涉型光纤法珀传感器的少光谱采样点高速测量系统及方法 |
CN110808929A (zh) * | 2019-10-23 | 2020-02-18 | 中国人民解放军陆军勤务学院 | 相减策略的实复转换式信噪比估计算法 |
CN114884778A (zh) * | 2022-05-25 | 2022-08-09 | 中国电子科技集团公司第十研究所 | 多载波联合的信噪比估计方法、载波合并方法及通信系统 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104079511B (zh) * | 2014-06-17 | 2017-09-12 | 华为技术有限公司 | 最大似然ml接收机数据处理的方法及装置 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1798120A (zh) * | 2004-12-28 | 2006-07-05 | 阿尔卡特公司 | 改进的盲snr估计 |
Family Cites Families (2)
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---|---|---|---|---|
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CN101895313B (zh) * | 2010-07-12 | 2013-01-23 | 西安电子科技大学 | Hf/vhf突发通信的信噪比估计方法 |
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Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1798120A (zh) * | 2004-12-28 | 2006-07-05 | 阿尔卡特公司 | 改进的盲snr估计 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
DAVID R. PAULUZZI等: "A Comparison of SNR Estimation Techniques for the AWGN Channel", 《IEEE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS》 * |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104521212A (zh) * | 2013-07-25 | 2015-04-15 | 华为技术有限公司 | 信号重建方法和装置 |
CN104521212B (zh) * | 2013-07-25 | 2017-08-11 | 华为技术有限公司 | 信号重建方法和装置 |
CN105556507A (zh) * | 2013-09-18 | 2016-05-04 | 伊麦格莱肯有限责任公司 | 使用二次似然函数进行数据统计建模的方法和系统 |
CN105556507B (zh) * | 2013-09-18 | 2020-05-19 | 美国西门子医疗解决公司 | 从输入信号生成目标对象的重构图像的方法和系统 |
CN108108427A (zh) * | 2017-12-18 | 2018-06-01 | 辽宁师范大学 | 基于混合统计建模的纹理图像检索方法 |
CN109520429A (zh) * | 2018-11-26 | 2019-03-26 | 重庆大学 | 白光干涉型光纤法珀传感器的少光谱采样点高速测量系统及方法 |
CN110808929A (zh) * | 2019-10-23 | 2020-02-18 | 中国人民解放军陆军勤务学院 | 相减策略的实复转换式信噪比估计算法 |
CN114884778A (zh) * | 2022-05-25 | 2022-08-09 | 中国电子科技集团公司第十研究所 | 多载波联合的信噪比估计方法、载波合并方法及通信系统 |
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