專利名稱：Ofdm系統(tǒng)的信號功率測量裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種信號功率測量技術(shù)，尤其涉及針對0FDM(正交頻分復(fù)用)系統(tǒng)的信號功率的測量裝置和方法。
背景技術(shù)：
OFDM(正交頻分復(fù)用)是一種無線環(huán)境下的高速傳輸技術(shù)，適合在多徑傳播和多普勒頻移的無線移動信道中傳輸高速數(shù)據(jù)。它能有效對抗多徑效應(yīng)，消除符號間干擾，對抗頻率選擇性衰落，而且信道利用率高，正是這么多的優(yōu)點，目前該技術(shù)被廣泛的應(yīng)用，并且是第四代移動通信的核心技術(shù)。實際通信系統(tǒng)中，無線信道的傳播環(huán)境是復(fù)雜的，為了提高系統(tǒng)的性能，解調(diào)時利用信道信息進行相干解調(diào)，需要采用信道估計技術(shù)，而信道估計技術(shù)一般分為盲信道估計算法和非盲信道估計算法。而盲信道估計的魯棒性不夠健壯，因此，實際都設(shè)計有參考信號以供信道估計、測量等。OFDM系統(tǒng)的參考信·號類型一般分為梳狀、帶狀和離散三種類型，圖1給出了一個資源塊上的三種類型的示意圖，其中帶有陰影的方格代表映射參考信號的資源單元，其中a表示梳狀、b表示帶狀、c表示離散狀。實際中一般采用離散類型，主要是該類型綜合考慮是最優(yōu)的。一個OFDM通信系統(tǒng)的資源，一般由N個如圖1所示的資源塊組成。不同的通信系統(tǒng)，N的取值可能不同，資源塊的大小也可能不同，圖1給出的是一種示意圖。三種參考信號類型的信號功率計算方法類似，為方便起見，以離散型為例說明。目前的實現(xiàn)裝置如圖2所示，傳統(tǒng)的OFDM系統(tǒng)的信號功率測量裝置一般實現(xiàn)時頻變換、參考信號處的信道初估計、頻域濾波、時域濾波、信號功率測量幾個功能塊，其中時頻變換是將基帶時域數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為頻域的數(shù)據(jù)，即得到各個子載波上承載的調(diào)制信號。對于參考信號處的信道初估計、頻域濾波和時域濾波，屬于OFDM系統(tǒng)的信道估計算法，目前有很多公開的資料比如:ChanneI Estimation For Wireless OFDM Systems [J].1EEE Communications Surveys 2nd Quarter2007, Volume9, No2:18—48、Robust channelestimation for OFDM systems with rapid dispersive fading channels.1EEETransactions on communications Vol.46, N0.7, Julyl998。這些模塊不是本發(fā)明的主要內(nèi)容，不做詳細說明，僅給出一些公開的資料。對于信號功率測量來說，對天線端口 P，選擇測量信號功率的頻域及時域范圍，記
為;ft ,大小為MXN，其中的第m行、n WtMpm n=hv ,等式左邊是對RS的重新編號，等式
右邊是參考符號RS的實際編號，k'為天線端口 p在頻域上的第m個參考信號的子載波編號，I'為天線端口 P在時域上的第n個參考信號對應(yīng)的OFDM符號編號，h為信道估計值。
則天線端口的信號功率為盡Kn2。
M-N這種傳統(tǒng)的處理方式中，+e，其中為理想信道估計，e為噪聲，當(dāng)噪聲與< 相比，不能忽略時，就會導(dǎo)致信號功率的測量值偏大，從而影響信號功率測量的準確性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述問題，提供了一種OFDM系統(tǒng)的信號功率測量裝置，提高信號功率測量的準確性。本發(fā)明的另一目的在于提供了一種OFDM系統(tǒng)的信號功率測量方法，提高信號功率測量的準確性。本發(fā)明的技術(shù)方案為:本發(fā)明揭示了一種OFDM系統(tǒng)的信號功率測量裝置，包括時頻變換模塊、信道初估計模塊、信號功率測量模塊，所述信號功率測量模塊包括信號功率范圍選擇單元、分段單元、均值單元、信號功率計算單元，其中:所述時頻變換模塊，將基帶時域數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為頻域的數(shù)據(jù)，得到各個子載波上承載的調(diào)制符號；所述信道初估計模塊，連接所述時頻變換模塊，進行參考信號處的信道初估計；所述信號功率測量模塊，連接所述信道初估計模塊，進行信號功率的測量，其中:所述信號功率范圍選擇單元，選擇各天線端口的測量信號功率的頻域及時域范圍；所述分段單元,連接所述信號功率范圍選擇單元,對所述頻域及時域范圍進行列、行兩個方向上的分段；所述均值單元，連接所述分段單元，將每一所述分段內(nèi)的元素進行均值計算；所述信號功率計算單元，連接所述均值單元，基于每一所述分段的元素均值，計算各天線端口的信號功率。根據(jù)本發(fā)明的OFDM系統(tǒng)的信號功率測量裝置的一實施例，所述裝置還包括:頻域濾波模塊，連接在所述信道初估計模塊和所述信號功率測量模塊之間，進行頻域濾波處理。根據(jù)本發(fā)明的OFDM系統(tǒng)的信號功率測量裝置的一實施例，所述裝置還包括:時域濾波模塊，連接在所述頻域濾波模塊和所述信號功率測量模塊之間，進行時域濾波處理。根據(jù)本發(fā)明的OFDM系統(tǒng)的信號功率測量裝置的一實施例，所述裝置還包括:時延估計模塊，連接在所述信道初估計模塊之后，根據(jù)信道初估計的結(jié)果，估計得到當(dāng)前信道的時延；時延消除模塊，連接在所述時延估計模塊和所述信號功率測量模塊之間，消除時延對信道估計的影響。根據(jù)本發(fā)明的OFDM系統(tǒng)的信號功率測量裝置的一實施例，所述分段單元根據(jù)信道相關(guān)性進行分段。根據(jù)本發(fā)明的OFDM系統(tǒng)的信號功率測量裝置的一實施例，所述信號功率計算單元還基于各天線端口的信號功率相對大小的先驗信息，平均各個天線端口的信號功率，作為最終的信號功率。本發(fā)明還揭示了一種OFDM系統(tǒng)的信號功率測量方法，包括:將基帶時域數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為頻域的數(shù)據(jù)，得到各個子載波上承載的調(diào)制符號；
進行參考信號處的信道初估計；以及進行信號功率的測量，進一步包括:選擇各天線端口的測量信號功率的頻域及時域范圍；對所述頻域及時域范圍進行行、列兩個方向上的分段；將每一所述分段內(nèi)的元素進行均值計算；基于每一所述分段的元素均值，計算各天線端口的信號功率。根據(jù)本發(fā)明的信號功率測量方法的一實施例，在信道初估計的步驟之后還包括:進行頻域濾波處理。根據(jù)本發(fā)明的信號功率測量方法的一實施例，在頻域濾波處理的步驟之后還包括:進行時域濾波處理。根據(jù)本發(fā)明的信號功率測量方法的一實施例，在信道初估計的步驟之后還包括:根據(jù)信道初估計的結(jié)果，估計得到當(dāng)前信道的時延；消除所述當(dāng)前信道的時延對信道估計的影響。根據(jù)本發(fā)明的信號功率測量方法的一實施例，在分段的步驟中，是根據(jù)信道相關(guān)性進行分段。根據(jù)本發(fā)明的信號功率測量方法的一實施例，在計算各天線端口的信號功率的步驟中，基于各天線端口的信號功率相對大小的先驗信息，平均各個天線端口的信號功率，作為最終的信號功率。本發(fā)明相較于現(xiàn)有技術(shù)有如下的有益效果:本發(fā)明的發(fā)明點包括:一、進行時延的消除；二、待測量的內(nèi)容進行列和行兩個方向上的分段；三、分段根據(jù)信道的相關(guān)性確定；四、對每個分段內(nèi)的元素求均值；五、可根據(jù)各個天線端口功率的先驗信息，作為各個天線端口信號平均的依據(jù)；六、測量信號功率的時域頻域可控。相較于傳統(tǒng)技術(shù)，本發(fā)明解決了在低信噪比的情況下，信號功率測量值偏大的缺陷，并在高信噪比下測量值也準確。


圖1示出了 OFDM系統(tǒng)參考信號的示意圖。圖2示出了傳統(tǒng)的功率測量裝置的示意圖。圖3示例性的示出了本發(fā)明的OFDM系統(tǒng)的信號功率測量裝置的第一實施例的原理圖。圖4示例性的示出了本發(fā)明的OFDM系統(tǒng)的信號功率測量裝置的第二實施例的原理圖。圖5示例性的示出了本發(fā)明的OFDM系統(tǒng)的信號功率測量裝置的第三實施例的原理圖。圖6示例性的示出了本發(fā)明的OFDM系統(tǒng)的信號功率測量裝置的第四實施例的原理圖。圖1示例性的示出了本發(fā)明的OFDM系統(tǒng)的信號功率測量裝置的第五實施例的原理圖。圖8示例性的示出了本發(fā)明的OFDM系統(tǒng)的信號功率測量裝置的第六實施例的原理圖。圖9示例性的示出了本發(fā)明的OFDM系統(tǒng)的信號功率測量裝置的信號功率測量模塊的細化原理圖。圖10示例性的示出了本發(fā)明的OFDM系統(tǒng)的信號功率測量方法的第一實施例的流程圖。圖11示例性的示出了本發(fā)明的OFDM系統(tǒng)的信號功率測量方法的第二實施例的流程圖。圖12示例性的示出了本發(fā)明的OFDM系統(tǒng)的信號功率測量方法的第三實施例的流程圖。圖13示例性的示出了本發(fā)明的OFDM系統(tǒng)的信號功率測量方法的第四實施例的流程圖。圖14示例性的示出了本發(fā)明的OFDM系統(tǒng)的信號功率測量方法的第五實施例的流程圖。圖15示例性的示出了本發(fā)明的OFDM系統(tǒng)的信號功率測量方法的第六實施例的流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的描述。OFDM系統(tǒng)的信號功率測暈裝置的第一實施例圖3示出了本發(fā)明的OFDM系統(tǒng)的信號功率測量裝置的第一實施例的原理。請參見圖3，本實施例的OFDM系統(tǒng)的信號功率測量裝置包括:時頻變換模塊10、信道初估計模塊
11、信號功率測量模塊12。信號功率測量模塊12包括如圖9所示的信號功率范圍選擇單元70、分段單元72、均值單元74、信號功率計算單元76。時頻變換模塊10連接信道初估計模塊11，信道初估計模塊11連接信號功率測量模塊12。在信號功率測量模塊12中，信號功率范圍選擇單元70、分段單元72、均值單元74、信號功率計算單元76是依次連接的關(guān)系。時頻變換模塊10將基帶時域數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為頻域的數(shù)據(jù)，得到各個子載波上承載的調(diào)制符號，這和傳統(tǒng)技術(shù)的處理是相同的。信道初估計模塊11進行參考信號處的信道初估計，這和傳統(tǒng)技術(shù)的處理是相同的。信號功率測量模塊12進行信號功率的測量。信號功率范圍選擇單元70選擇各天線端口的測量信號功率的頻域及時域范圍。對天線端口 P，選擇測量信號功率的頻域及時域
范圍，記為&，大小為MXN,其中的第m行、n列元素= , k'為天線端口 p在頻域上的第m個參考信號的子載波編號，I，為天線端口 p在時域上的第n個參考信號對應(yīng)的OFDM符號編號。分段單元72對頻域及時域范圍進行列、行兩個方向上的分段。例如，對&進行列、
行兩個方向上的分段，具體的分段可根據(jù)信道相關(guān)性，將相關(guān)性高的信道估計組成一個段，頻域上的相關(guān)性確定頻域上的分段，時域上的相關(guān)性確定時域上的分段。
均值單元74將每一分段內(nèi)的元素進行均值計算。將列方向上的第a段、行方向上的第b段均值結(jié)果記為^；。信號功率計算單元76基于每一分段的元素均值，計算各天線端口的信號功率。計
算天線端口 P的信號功率盡，其中A為列方向上的總段數(shù)，B為行方向上
的總段數(shù)。若有各天線端口的信號功率相對大小的先驗信息，還可以進一步平均各個天線端口的信號功率，作為最終的信號功率。OFDM系統(tǒng)的信號功率測暈裝置的第二實施例圖4示出了本發(fā)明的OFDM系統(tǒng)的信號功率測量裝置的第二實施例的原理。請參見圖4，本實施例的OFDM系統(tǒng)的信號功率測量裝置包括:時頻變換模塊20、信道初估計模塊21、頻域濾波模塊23、信號功率測量模塊22。信號功率測量模塊22包括如圖9所示的信號功率范圍選擇單元70、分段單元72、均值單元74、信號功率計算單元76。時頻變換模塊20連接信道初估計模塊21，信道初估計模塊21連接頻域濾波模塊23，頻域濾波模塊23連接信號功率測量模塊22。在信號功率測量模塊22中，信號功率范圍選擇單元70、分段單元72、均值單元74、信號功率計算單元76是依次連接的關(guān)系。時頻變換模塊20將基帶時域數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為頻域的數(shù)據(jù)，得到各個子載波上承載的調(diào)制符號，這和傳統(tǒng)技術(shù)的處理是相同的。信道初估計模塊21進行參考信號處的信道初估計，這和傳統(tǒng)技術(shù)的處理是相同的。頻域濾波模塊23進行頻域濾波處理，這和傳統(tǒng)技術(shù)的處理是相同的。信號功率測量模塊22進行信號功率的測量。信號功率范圍選擇單元70選擇各天線端口的測量信號功率的頻域及時域范圍。對天線端口 P，選擇測量信號功率的頻域及時域
范圍，記為&，大小為MXN,其中的第m行、n列元素= , k'為天線端口 p在頻域上的第m個參考信號的子載波編號，I，為天線端口 p在時域上的第n個參考信號對應(yīng)的OFDM符號編號。分段單元72對頻域及時域范圍進行列、行兩個方向上的分段。例如，對&進行列、
行兩個方向上的分段，具體的分段可根據(jù)信道相關(guān)性，將相關(guān)性高的信道估計組成一個段，頻域上的相關(guān)性確定頻域上的分段，時域上的相關(guān)性確定時域上的分段。均值單元74將每一分段內(nèi)的元素進行均值計算。將列方向上的第a段、行方向上的第b段均值結(jié)果記為^；。
信號功率計算單元76基于每一分段的元素均值，計算各天線端口的信號功率。計算天線端口 P的信號功率盡=4刀刀仏|2，其中A為列方向上的總段數(shù)，B為行方向上
的總段數(shù)。若有各天線端口的信號功率相對大小的先驗信息，還可以進一步平均各個天線端口的信號功率，作為最終的信號功率。OFDM系統(tǒng)的信號功率測暈裝置的第三實施例圖5示出了本發(fā)明的OFDM系統(tǒng)的信號功率測量裝置的第三實施例的原理。請參見圖5，本實施例的OFDM系統(tǒng)的信號功率測量裝置包括:時頻變換模塊30、信道初估計模塊31、頻域濾波模塊33、時域濾波模塊34、信號功率測量模塊32。信號功率測量模塊32包括如圖9所示的信號功率范圍選擇單元70、分段單元72、均值單元74、信號功率計算單元76。時頻變換模塊30連接信道初估計模塊31，信道初估計模塊31連接頻域濾波模塊33，頻域濾波模塊33連接時域濾波模塊34，時域濾波模塊34連接信號功率測量模塊32。在信號功率測量模塊32中，信號功率范圍選擇單元70、分段單元72、均值單元74、信號功率計算單元76是依次連接的關(guān)系。時頻變換模塊30將基帶時域數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為頻域的數(shù)據(jù)，得到各個子載波上承載的調(diào)制符號，這和傳統(tǒng)技術(shù)的處理是相同的。信道初估計模塊31進行參考信號處的信道初估計，這和傳統(tǒng)技術(shù)的處理是相同的。頻域濾波模塊33進行頻域濾波處理，這和傳統(tǒng)技術(shù)的處理是相同的。時域濾波模塊34進行時域濾波處理，這和傳統(tǒng)技術(shù)的處理是相同的。信號功率測量模塊32進行信號功率的測量。信號功率范圍選擇單元70選擇各天線端口的測量信號功率的頻域及時域范圍。對天線端口 P，選擇測量信號功率的頻域及時域范圍，記為&，大小為MXN,其中的第m行、n列元素, k'為天線端口 p在頻域上 的第m個參考信號的子載波編號，I，為天線端口 p在時域上的第n個參考信號對應(yīng)的OFDM符號編號。分段單元72對頻域及時域范圍進行列、行兩個方向上的分段。例如，對&進行列、
行兩個方向上的分段，具體 的分段可根據(jù)信道相關(guān)性，將相關(guān)性高的信道估計組成一個段，頻域上的相關(guān)性確定頻域上的分段，時域上的相關(guān)性確定時域上的分段。均值單元74將每一分段內(nèi)的元素進行均值計算。將列方向上的第a段、行方向上的第b段均值結(jié)果記為^；。信號功率計算單元76基于每一分段的元素均值，計算各天線端口的信號功率。計算天線端口 P的信號功率
權(quán)利要求
1.一種OFDM系統(tǒng)的信號功率測量裝置，包括時頻變換模塊、信道初估計模塊、信號功率測量模塊，所述信號功率測量模塊包括信號功率范圍選擇單元、分段單元、均值單元、信號功率計算單元，其中: 所述時頻變換模塊，將基帶時域數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為頻域的數(shù)據(jù)，得到各個子載波上承載的調(diào)制符號； 所述信道初估計模塊，連接所述時頻變換模塊，進行參考信號處的信道初估計； 所述信號功率測量模塊，連接所述信道初估計模塊，進行信號功率的測量，其中:所述信號功率范圍選擇單元，選擇各天線端口的測量信號功率的頻域及時域范圍；所述分段單元，連接所述信號功率范圍選擇單元，對所述頻域及時域范圍進行列、行兩個方向上的分段； 所述均值單元，連接所述分段單元，將每一所述分段內(nèi)的元素進行均值計算； 所述信號功率計算單元，連接所述均值單元，基于每一所述分段的元素均值，計算各天線端口的信號功率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的OFDM系統(tǒng)的信號功率測量裝置，其特征在于，所述裝置還包括: 頻域濾波模塊，連接在所述信道初估計模塊和所述信號功率測量模塊之間，進行頻域濾波處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的OFDM系統(tǒng)的信號功率測量裝置，其特征在于，所述裝置還包括: 時域濾波模塊，連接在所述頻域濾波模塊和所述信號功率測量模塊之間，進行時域濾波處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的OFDM系統(tǒng)的信號功率測量裝置，其特征在于，所述裝置還包括: 時延估計模塊，連接在所述信道初估計模塊之后，根據(jù)信道初估計的結(jié)果，估計得到當(dāng)前信道的時延； 時延消除模塊，連接在所述時延估計模塊和所述信號功率測量模塊之間，消除時延對信道估計的影響。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的OFDM系統(tǒng)的信號功率測量裝置，其特征在于，所述分段單元根據(jù)信道相關(guān)性進行分段。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的OFDM系統(tǒng)的信號功率測量裝置，其特征在于，所述信號功率計算單元還基于各天線端口的信號功率相對大小的先驗信息，平均各個天線端口的信號功率，作為最終的信號功率。
7.一種OFDM系統(tǒng)的信號功率測量方法，包括: 將基帶時域數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為頻域的數(shù)據(jù)，得到各個子載波上承載的調(diào)制符號； 進行參考信號處的信道初估計；以及 進行信號功率的測量，進一步包括: 選擇各天線端口的測量信號功率的頻域及時域范圍； 對所述頻域及時域范圍進行行、列兩個方向上的分段； 將每一所述分段內(nèi)的元素進行均值計算；基于每一所述分段的元素均值，計算各天線端口的信號功率。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的OFDM系統(tǒng)的信號功率測量方法，其特征在于，在信道初估計的步驟之后還包括: 進行頻域濾波處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的OFDM系統(tǒng)的信號功率測量方法，其特征在于，在頻域濾波處理的步驟之后還包括: 進行時域濾波處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求7-9中任一項所述的OFDM系統(tǒng)的信號功率測量方法，其特征在于，在信道初估計的步驟之后還包括: 根據(jù)信道初估計的結(jié)果，估計得到當(dāng)前信道的時延； 消除所述當(dāng)前信道的時延對信道估計的影響。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的OFDM系統(tǒng)的信號功率測量方法，其特征在于，在分段的步驟中，是根據(jù)信道相關(guān)性進行分段。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的OFDM系統(tǒng)的信號功率測量方法，其特征在于，在計算各天線端口的信號功率的步驟中，基于各天線端口的信號功率相對大小的先驗信息，平均各個天線端口的信號功率，作為最終的信號功率。
全文摘要
本發(fā)明公開了OFDM系統(tǒng)的信號功率測量裝置和方法，提高信號功率測量的準確性。其技術(shù)方案為將基帶時域數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為頻域的數(shù)據(jù)，得到各個子載波上承載的調(diào)制符號；進行參考信號處的信道初估計；以及進行信號功率的測量，進一步包括選擇各天線端口的測量信號功率的頻域及時域范圍；對所述頻域及時域范圍進行行、列兩個方向上的分段；將每一所述分段內(nèi)的元素進行均值計算；基于每一所述分段的元素均值，計算各天線端口的信號功率。
文檔編號H04L27/26GK103188194SQ20111045343
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者郭華永, 王乃博 申請人:聯(lián)芯科技有限公司