[发明专利]OFDM信号和噪声估计

说明书

一种用于OFDM无线电接收器的信号估计器(1)配置成针对在多个OFDM子载波中的子载波上接收的参考信号生成信号功率估计值。所述信号估计器(1)生成第一信道估计值作为第一组一个或多个未滤波的参考信号信道估计值的第一函数，其中所述第一组包含未滤波的参考信号信道估计值。所述信号估计器生成第二信道估计值作为第二组一个或多个未滤波的参考信号信道估计值的第二函数，其中所述第二组不具有与所述第一组一样的未滤波的参考信号信道估计值。所述信号估计器(1)随后通过将所述第一信道估计值与所述第二信道估计值相乘来生成所述信号功率估计值，使得生成的所述信号功率估计值不随着所述第一组和所述第二组中的任何所述未滤波的参考信号信道估计值的绝对值平方而增加。

背景技术

本发明涉及正交频分复用(OFDM)无线电接收器中的信号和噪声估计。

OFDM是一种用于各种无线电协议的无线电传输形式，所述协议例如长期演进(LTE)、各种IEEE 802.11标准、DAB无线电、DVB-T和WiMAX。数据流分布在多个紧密间隔开的子载波上，而非在单个载波频率上对数据进行编码。子载波正交以避免相互干扰。这种方式可以提供增强的应对多径衰落和外部干扰的恢复能力。

众所周知，OFDM无线电传输器以预定义的时隙和频率传输预定的参考信号，其中无线电接收器事先已知所述参考信号、时隙和频率。在LTE中，这些参考信号是预定的QPSK二比特(di-bit)，其被称为小区专用参考信号(CRS)资源元素(RE)；每第三个子载波以预定间隔载送参考信号。无线电接收器可以使用这些参考信号来生成用于各个子载波的信道估计值。随后，可以使用这些信道估计值来计算特定子载波的信号功率和信噪比的估计值。

对于每一个参考信号i(例如对于在LTE中的每一个CRS资源元素)，可以获得用于所述特定参考信号位置的未滤波的信道估计值

还可以通过将滤波器应用于在时间和/或频率上接近特定参考信号i——即，在接近所述特定参考信号的时间和频率窗口内——接收到的参考信号的一组未滤波的信道估计值来计算用于特定参考信号i的滤波后的信道估计值。滤波器可以由如下应用到一组参考信号的一组系数或权重α_j限定：

其中∑_jα_j＝1，并且其中K+1表示滤波器在时间和/或频率上的范围。所述滤波器表示时间和频率上的加权平均。应注意，参考信号的索引在此处仅意图为说明性的；实际上，随着滤波器在时间和/或频率上在信道上移动，将需要更新索引。

随后，用于特定参考信号ⅰ(对应于特定子载波频率和时刻)的信号功率估计值可计算为滤波后的信道估计值的绝对值平方，如下：

用于特定参考信号的瞬时噪声功率估计值可通过从未滤波的信道估计值中减去滤波后的信道估计值获得，如下：

随后，在整个系统带宽上或在特定信道上的平均噪声功率估计值可以计算为：

随后，用于特定参考信号ⅰ的信噪比(SNR)估计器，可以通过将参考信号的估计的信号功率除以在整个系统带宽或信道上的平均噪声功率进行计算，如下：

这种方式通常在较高SNR水平下效果良好，但是有时可能不准确，尤其在较低信噪比下。

在较低SNR下可靠性能较重要的一种非限制性情形是在LTE cat-M1和LTE cat-NB1的覆盖扩展(CE)模式下，其中无线电接收器可以在SNR＝-15dB或甚至-20dB下操作。申请人已发现，例如当在这种背景下使用如上文所述的SNR估计器时，基于信道状态信息(CSI)的链路调适可能进行得很差。

因此，本发明试图提供包含在较低SNR水平下更可靠的改进的信号和噪声功率估计器。