多载波系统中基于星座图映射的信噪比估计方法及装置

摘要

本发明提供了一种多载波系统中基于星座图映射的信噪比估计方法及装置。该方法包括：根据信道均衡后的数据信息进行QAM映射，得到数据信息在星座图上的理想位置(QAM_out)；计算信道均衡后的数据信息在星座图上对应点的第一函数值(YH_QAM)，和第二函数值(HH)；第一函数以信道信息(H)、理想位置(QAM_out)和信道均衡前的数据信息(Y)为因子，第二函数以信道信息(H)为因子，第一函数和第二函数构成对应点相对理想位置的偏差距离(Dist)；对所述对应点的第一函数值和第二函数值分别累加；利用累加后的第一函数值和第二函数值，计算信噪比(SNR)。

说明书

技术领域

本发明属于数字信息传输技术领域，具体涉及一种多载波接收机系统中基于星座图映射的信噪比(SNR)估计方法及装置。

背景技术

在多载波系统的接收机中，往往需要利用接收信号来对信号传输的质量即信噪比(SNR)进行估计。传统的估计方法主要分为下面两大类：

1)利用多载波频谱中的无用子载波来估计。

在例如OFDM等多载波系统中，为了有效的保护有用子载波信息的传输，发射端在有用数据频谱的两侧插入了保护子载波，幅度为0；在接收端可以利用接收到的这些无用子载波的信息来进行SNR估计。美国专利号US6 4566 53 B1的文献给出了基于无用子载波估计SNR的方法。此方法的估计精度很大程度上取决于OFDM无用频谱的受干扰程度。而这在实际情况下往往很难保证其不受前端模拟或者临频信号的干扰。因此估计的精度会受到很大程度上的制约。

2)利用多载波频谱上有用子载波的数据信息来估计。

一种方法是利用频谱中插入的导频信息。接收端从频谱中提取导频信号与参考导频值进行比较，得到导频差值。利用这个差值就可以估计信道的SNR值。中国专利申请公开号CN1753396A的专利文献给出了基于导频的SNR估计方法。此方法实现比较简单，但只有当频谱中存在导频信号时才能使用，而且导频数量一般比较少，因此估计的误差比较大。

另一种方法是使用频谱中的数据信息。将接收到的调制信号进行最大似然的判决，得到发射信号的位置。然后通过比较判决后信号和接收信号得到信道的SNR值。美国专利申请公开号US2006/0140312 A1的专利文献给出了基于OFDM数据信息的SNR估计方法。此方法可以实现对SNR的盲估计，在AWGN等信道下估计精度比较高。但是无法保证在存在多径延时以及多普勒频移等恶劣信道下SNR估计的精确性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的多载波系统的SNR估计方法，大大提高SNR估计精度和信道适用范围。

为了达到上述目的，本发明一方面提供了多载波系统中基于星座图映射的信噪比估计方法，该方法包括：根据信道均衡后的数据信息进行QAM映射，得到数据信息在星座图上的理想位置；计算信道均衡后的数据信息在星座图上对应点的第一函数值，和第二函数值；第一函数以信道信息、理想位置和信道均衡前的数据信息为因子，第二函数以信道信息为因子，第一函数和第二函数构成对应点相对理想位置的偏差距离；对所述对应点的第一函数值和第二函数值分别累加；利用累加后的第一函数值和第二函数值，计算信噪比。

本发明在第二方面提供了多载波系统中基于星座图映射进行信噪比估计的装置，它包括：QAM映射模块，根据信道均衡后的数据信息进行QAM映射，得到数据信息在星座图上的理想位置；偏差距离参数计算模块，计算信道均衡后的数据信息在星座图上对应点的第一函数值，和第二函数值；第一函数以信道信息、理想位置和信道均衡前的数据信息为因子，第二函数以信道信息为因子，第一函数和第二函数构成对应点相对理想位置的偏差距离；累加处理模块，对所述对应点的第一函数值和第二函数值分别累加，利用累加后的第一函数值和第二函数值，计算信噪比。

本发明的SNR估计引入均衡前的数据信息和信道估计的信道信息，通过相应的运算有效减小了信道对估计结果的影响，从而可以保证了在存在多径延时以及多普勒频移等恶劣信道下SNR估计的精确性。同时，本发明可以消除传统SNR估计方法需要用到的除法运算，因此，耗费硬件资源少，硬件实现电路简单。

附图说明

下面将参照附图对本发明的具体实施方案进行更详细的说明，其中：

图1是根据本发明的一个实施例的DVB-T接收系统流程图；

图2是在AWGN信道下硬判决后的星座图映射示意图；

图3是在Rayleigh信道下硬判决后的星座图映射示意图。

具体实施方式

图1是根据本发明的一个实施例的DVB-T接收系统流程图。

如图1所示，在本发明的一个实施例的DVB-T接收系统中包括RF下变频模块1、时域同步模块2、OFDM解调模块3、信道均衡模块4、QAM解映射模块5、解交织模块6、信道译码器7，QAM映射模块8、偏差距离参数计算模块9、累加处理模块10。

在DVB-T的RF下变频模块1将空中的信号进行下变频，得到中频时域信号。然后，时域同步模块2根据OFDM信号的保护间隔特点进行同步得到时域开窗位置。OFDM解调模块3将输入的时域信号去除保护间隔进行FFT运算转换到频域，输出数据信息Y。信道均衡模块4利用频域数据中的导频信号进行信道估计得到传输信道的信息H，并进行信道均衡去除信道的影响得到均衡后的数据信息。然后，QAM解映射模块5根据信道均衡的数据和信道信息解映射得到对应比特的软信息。之后经过解交织模块6解交织。信道译码器7对软信息进行译码得到输出的信息流。

本发明提出的SNR估计方法利用QAM解映射模块5输出软比特信息，软比特信息经过QAM映射模块8，进行硬判决和QAM映射得到数据信息在星座图上的理想位置QAM_out。然后综合信道均衡模块4得到的信道信息H和OFDM解调模块3得出的数据信息Y，利用偏差距离参数计算模块9计算信道均衡后的数据信息在星座图上对应点的第一函数值，和第二函数值。最后经过累加处理模块10分别对第一函数值和第二函数值进行累加，利用累加后的函数值，计算得到信道中的SNR估计值。

下面对本实施例的具体细节进行详细描述。

QAM映射模块8根据信道均衡后的数据信息进行QAM映射，得到数据信息在星座图上的理想位置(QAM_out)。OFDM系统的QAM解映射模块为提高译码器性能一般都选择输出软比特信息。在一个优选实施方案中，对QAM解映射模块5输出的软比特信息进行硬判决，然后根据发射端的QAM映射规则进行映射得到QAM_out，其对应于均衡后的数据信息在星座图上得理想位置。在另一个例子中，可以利用信道译码器7输出的信息流进行信道编码以及QAM映射得到QAM_out。

偏差距离参数计算模块9用于计算信道均衡后的数据信息在星座图上对应点的第一函数值，和第二函数值。第一函数以信道信息H、理想位置QAM_out和信道均衡前的数据信息Y为因子，第二函数以信道信息为因子。

以下对本发明优选的第一函数和第二函数的推导过程进行描述。

图2是在AWGN信道下硬判决后的星座图映射示意图。从图2可以看出在AWGN信道下均衡后的数据信号受到噪声的影响偏离了原来的理想位置QAM_out。因此只需要计算数据与理想位置的偏离值就可以得到AWGN信道的SNR值，偏差距离的计算公式如下式所示：

Dist＝|Equal_out-QAM_out|²