CN101098557B - 频域中的信噪比确定 - Google Patents

Abstract

一种用于使用快速、低复杂度、精确计算的SNR值来修改通信操作参数的技术。该技术可通过在频域中以对彩色噪声更不敏感的方式计算SNR值来改善现有技术。一个代理可被实现为计算SNR值并且存储或使用SNR值来修改通信系统中的操作参数。

Description

频域中的信噪比确定

技术领域

本发明的实施例涉及无线通信和宽带接入。更具体地说，本发明的实施例涉及使用通信信号的信噪比(SNR)值确定数据连接参数。

背景技术

信噪比(SNR)是确定互相通信的设备之间的操作参数的关键统计值之一。精确的SNR测量对于确定最终数据传输参数是至关重要的，尤其是在基于IEEE 802.16标准的无线产品开发中。IEEE 802.16对应于IEEE标准802.16-2004“IEEE Standard for Local and MetropolitanArea Networks Part 16：Air Interface for Fixed Broadband WirelessAccess Systems”(“用于局域网和城域网的IEEE标准第16部分：用于固定的宽带无线接入系统的空中接口”)和IEEE标准802.16e-2005“IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks Part 16：AirInterface for Fixed and Mobile Broadband Wireless Access Systems”(“用于局域网和城域网的IEEE标准第16部分：用于固定和移动的宽带无线接入系统的空中接口”)。快速SNR测量和计算对于提高数据传输的速度是关键的。

精确的和低复杂度的SNR算法对工程师来说是富有挑战性的。SNR计算通常在时域中使用很费时间的平方根函数来进行。为了确定SNR值，通常在设备中接收信号。这种信号可被表示为：r_k，其中k＝1-256。SNR值通常被计算为：

$\mathrm{SNR}=\frac{\left|X\right|}{|E-|X\left|\right|}$ 线性地

其中，

$X=2\underset{k=0}{\overset{127}{\mathrm{\Σ}}}{r}_k{r}_{k+128}^{*},$ $E=\underset{k=0}{\overset{255}{\mathrm{\Σ}}}{r}_k{r}_k^{*}=\underset{k=0}{\overset{255}{\mathrm{\Σ}}}|r_k{|}^2$

并且|X|是复数数据X的绝对值，并计算为： 

该平方根运算是非常耗时的运算。

因此，为了改进无线设备中的数据传输，需要更有效、精确和对噪声不敏感的技术来为无线通信设备中接收的信号确定SNR值。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种计算信噪比(SNR)的方法，包括：使用第一等式基于对应于所接收信号的频域副载波产生第一功率值；使用第二等式基于所述频域副载波产生第二功率值；至少部分基于第一功率值和第二功率值之间的比率计算所接收信号的SNR值；以及利用所述SNR值来修改操作参数。

在本发明的方法的一个实施例中，修改操作参数包括调整、设定和确定操作参数中的一个或多个操作，而且所述操作参数包括数据连接参数、数据连接设定、数据传输参数和数据传输设定中的一个或多个。

在本发明的方法的一个实施例中，第一等式包括：

$P_n=(\underset{k=1:2:99}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_k\right|}^2+\underset{k=155:2:253}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_k\right|}^2);$ 以及

第二等式包括：

$P_s=(\underset{k=2:2:100}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_k\right|}^2+\underset{k=156:2:254}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_k\right|}^2)-P_n.$

在本发明的方法的一个实施例中，SNR值被计算为 

在本发明的方法的一个实施例中，还包括：确定质量值为时域计算的SNR值与所计算的SNR值之差；以及至少部分基于所述质量值选择性地切换频带。

在本发明的方法的一个实施例中，第一等式包括：

$P_s=|\underset{k=1:1:49}{\mathrm{\Σ}}{X}_{1,k}{X}_{2,k}^{*}+\underset{k=78:1:127}{\mathrm{\Σ}}{X}_{1,k}{X}_{2,k}^{*}|;$ 以及

第二等式包括：

$P_c=\underset{k=1:1:49}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_{1,k}\right|}^2+\underset{k=78:1:127}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_{1,k}\right|}^2+\underset{k=1:1:49}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_{2,k}\right|}^2+\underset{k=78:1:127}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_{2,k}\right|}^2.$

在本发明的方法的一个实施例中，SNR值被计算为 

在本发明的方法的一个实施例中，还包括：基于时域计算的SNR值和所计算的SNR值之差确定质量值；以及基于所述质量值选择性地切换频带。

根据本发明的另一方面，提供一种装置，包括：通信接口，用于根据通信协议发送和接收信号；以及与所述通信接口耦合的代理，使用第一等式基于对应于经由所述通信接口所接收的信号的频域副载波产生第一功率值，使用第二等式基于所述频域副载波产生第二功率值，至少部分基于第一功率值和第二功率值之间的比率计算所接收信号的SNR值，以及利用所述SNR值修改操作参数。

在本发明的装置的一个实施例中，修改操作参数包括调整、设定和确定操作参数中的一个或多个操作，而且所述操作参数包括数据连接参数、数据连接设定、数据传输参数和数据传输设定中的一个或多个。

在本发明的装置的一个实施例中，第一等式包括：

$P_n=(\underset{k=1:2:99}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_k\right|}^2+\underset{k=155:2:253}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_k\right|}^2);$ 以及

第二等式包括：

$P_s=(\underset{k=2:2:100}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_k\right|}^2+\underset{k=156:2:254}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_k\right|}^2)-P_n.$

在本发明的装置的一个实施例中，SNR值被计算为 

在本发明的装置的一个实施例中，所述代理被进一步配置为确定质量值为时域计算的SNR值与所计算的SNR值之差，并且至少部分 基于所述质量值选择性地切换频带。

在本发明的装置的一个实施例中，第一等式包括：

$P_s=|\underset{k=1:1:49}{\mathrm{\Σ}}{X}_{1,k}{X}_{2,k}^{*}+\underset{k=78:1:127}{\mathrm{\Σ}}{X}_{1,k}{X}_{2,k}^{*}|;$ 以及

第二等式包括：

$P_c=\underset{k=1:1:49}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_{1,k}\right|}^2+\underset{k=78:1:127}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_{1,k}\right|}^2+\underset{k=1:1:49}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_{2,k}\right|}^2+\underset{k=78:1:127}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_{2,k}\right|}^2.$

在本发明的装置的一个实施例中，SNR值被计算为 

在本发明的装置的一个实施例中，所述代理被进一步配置为确定质量值为时域计算的SNR值和所计算的SNR值之差，并且至少部分基于所述质量值选择性地切换频带。

根据本发明的另一方面，提供一种系统，包括：无线接口，具有一个或多个全向天线，利用无线通信协议进行通信；以及与所述无线接口耦合的代理，使用第一等式基于对应于经由所述无线接口所接收的信号的频域副载波产生第一功率值，使用第二等式基于所述频域副载波产生第二功率值，至少部分基于第一功率值和第二功率值之间的比率计算所接收信号的SNR值，以及利用所述SNR值修改操作参数。

在本发明的系统的一个实施例中，修改操作参数包括调整、设定和确定操作参数中的一个或多个操作，而且所述操作参数包括数据连接参数、数据连接设定、数据传输参数和数据传输设定中的一个或多个。

在本发明的系统的一个实施例中，第一等式包括：

$P_n=(\underset{k=1:2:99}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_k\right|}^2+\underset{k=155:2:253}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_k\right|}^2);$ 以及

第二等式包括：

$P_s=(\underset{k=2:2:100}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_k\right|}^2+\underset{k=156:2:254}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_k\right|}^2)-P_n.$

在本发明的系统的一个实施例中，SNR值被计算为 

在本发明的系统的一个实施例中，第一等式包括：

$P_s=|\underset{k=1:1:49}{\mathrm{\Σ}}{X}_{1,k}{X}_{2,k}^{*}+\underset{k=78:1:127}{\mathrm{\Σ}}{X}_{1,k}{X}_{2,k}^{*}|;$ 以及

第二等式包括：

$P_c=\underset{k=1:1:49}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_{1,k}\right|}^2+\underset{k=78:1:127}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_{1,k}\right|}^2+\underset{k=1:1:49}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_{2,k}\right|}^2+\underset{k=78:1:127}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_{2,k}\right|}^2.$

在本发明的系统的一个实施例中，SNR值被计算为 

根据本发明的另一方面，提供一种包括其中存储指令的计算机可读存储介质的物品，当指令被执行时使一个或多个处理器：使用第一等式基于对应于所接收信号的频域副载波产生第一功率值；使用第二等式基于所述频域副载波产生第二功率值；至少部分基于第一功率值和第二功率值之间的比率计算所接收信号的SNR值；以及利用所述SNR值来修改操作参数。

在本发明的物品的一个实施例中，修改操作参数包括调整、设定和确定操作参数中的一个或多个操作，而且所述操作参数包括数据连接参数、数据连接设定、数据传输参数和数据传输设定中的一个或多个。

在本发明的物品的一个实施例中，第一等式包括：

$P_n=(\underset{k=1:2:99}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_k\right|}^2+\underset{k=155:2:253}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_k\right|}^2);$ 以及

第二等式包括：

$P_s=(\underset{k=2:2:100}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_k\right|}^2+\underset{k=156:2:254}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_k\right|}^2)-P_n.$

在本发明的物品的一个实施例中，SNR值被计算为 

在本发明的物品的一个实施例中，还包括一些指令，这些指令被执行时使所述一个或多个处理器：确定质量值为时域计算的SNR值与所计算的SNR值之差；以及至少部分基于所述质量值选择性地切换频带。

在本发明的物品的一个实施例中，第一等式包括：

$P_s=|\underset{k=1:1:49}{\mathrm{\Σ}}{X}_{1,k}{X}_{2,k}^{*}+\underset{k=78:1:127}{\mathrm{\Σ}}{X}_{1,k}{X}_{2,k}^{*}|;$ 以及

第二等式包括：

$P_c=\underset{k=1:1:49}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_{1,k}\right|}^2+\underset{k=78:1:127}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_{1,k}\right|}^2+\underset{k=1:1:49}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_{2,k}\right|}^2+\underset{k=78:1:127}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_{2,k}\right|}^2.$

在本发明的物品的一个实施例中，SNR值被计算为 

在本发明的物品的一个实施例中，还包括一些指令，这些指令被执行时使所述一个或多个处理器：基于时域计算的SNR值和所计算的SNR值之差确定质量值；以及基于所述质量值选择性地切换频带。

附图说明

本发明的实施例通过附图以举例的形式而不是以限定的形式来说明，其中相同的参考标号涉及相同元件。

图1是通信网络的一个实施例的概念图。

图2a是前导码符号结构和频域副载波的一个实施例的概念图。

图2b是前导码符号结构的一个实施例的概念图。

图3是设备的一个实施例的框图，该设备包括SNR确定代理以确定信噪比，该信噪比可被利用以选择或修改操作参数。

图4是可在时域中确定SNR值的SNR确定代理的一个实施例的概念图。

图5是用于在时域中计算SNR值的技术的一个实施例的流程图。

图6是可在频域中确定SNR值的SNR确定代理的一个实施例的概念图。

图7是用于在频域中计算SNR值的技术的一个实施例的流程图。

图8是可在频域中确定SNR值的SNR确定代理的一个实施例的概念图。

图9是用于在频域中计算SNR值的技术的一个实施例的流程图。

图10是可用于计算ACI SNR值的代理的一个实施例的概念图。

具体实施方式

在以下描述中，陈述了大量特定细节。然而，本发明的实施例不需要这些特定细节也可以实施。在其他例子中，公知电路、结构和技术没有详细说明，以免影响对本描述的理解。

信噪比(SNR)值在确定通信连接中是关键的。对SNR值的有效计算可以帮助改善数据连接的建立时间。这里描述的是用于相对较低复杂度、对彩色噪声不敏感的SNR确定的各种技术。

图1是无线网络的一个实施例的概念图。该无线网络可支持现有技术中已知的任何数量的不同协议。基站110可为一个或多个移动设备，例如无线蜂窝设备130或掌上设备120提供无线通信的接入点。在其他实施例中，发射站或接入点可替代基站110。可支持任何数量的无线设备。无线移动设备可以是例如蜂窝电话、膝上型电脑、个人数字助理、智能电话或任何其他无线使能设备。在其他实施例中，宽带设备可以在有线网络中得到支持，比如调制解调器140。

SNR值可被用在无线蜂窝设备130或基站110中以修改用于数据连接的操作参数。在备选实施例中，SNR值可在无线设备、宽带有线设备、接入点或它们的任何组合中计算。在一个实施例中，SNR值可被用于建立、修改、确定或调整操作参数或设定。操作参数可影响通信信号连接、传送、接收或它们的任何组合。

图2a是可对其计算SNR值的接收信号结构的一个实施例的概念图。在一个实施例中，信号符号结构210a可包括在符号结构210a开始处的复制样本215a。该复制样本215a在SNR计算中可跳过。在一个实施例中，该信号可具有时域128样本周期性结构。第一部分P₁216a可以与第二信号符号部分P₂217a对称。这些样本可以是长度固定的或变化的。在备选实施例中，可以接收其他信号结构。频域副载波220a可对应于信号符号结构210a。

图2b是对其可计算SNR值的接收信号结构的一个实施例的概念图。在一个实施例中，信号符号结构210b可包括第一部分P₁216b和第二信号符号部分P₂217b。信号符号结构210b可使用循环前缀的正交频分复用属性。第一部分P₁216b可以与第二信号符号部分P₂217b对称。在备选实施例中，可以接收其他具有对称属性的信号结构。在其他实施例中，频域副载波220a可对应于信号符号结构210b。

图3是包括SNR计算代理315的设备的一个实施例的框图。在一个实施例中，SNR计算代理315可计算SNR值并基于计算的值来确定操作参数。SNR计算代理315可以以硬件、软件、固件或它们的任何组合来实现。

设备300可实现为接收、发射、无线、宽带有线、接入点或这些类型的设备的任何组合。备选设备可包括更多、更少和/或不同组件。设备300可包括传递信息的总线305或其他通信设备，以及可处理信息的耦合到总线305的处理器360。虽然设备300被图示为具有单一处理器，但是设备300可包括多个处理器和/或协处理器。

设备300还可包括随机存取存储器(RAM)或其他动态存储设备310，耦合到总线305并且可存储信息和可由处理器360执行的指令。存储器310可用于存储临时变量或在处理器360执行指令期间的其他中间信息。存储器310可包括现有技术中已知的任何类型的存储器，例如，动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、闪存等。在一个实施例中，存储器310可包括任何类型的计算机可读存储介质，它以电子设备(例如计算机、个人数字助理、蜂窝电话)可读的形式提供内容(例如计算机可执行指令)。例如，机器可访问介质包括只读存储器(ROM)；随机存取存储器(RAM)；磁盘存储介质；光存储介质；闪存设备；等等。

存储器310还可包括SNR确定代理315。代理315的处理可以实现为存储在存储器310中的由处理器360执行的指令。或者，代理315可作为可以与处理器360交互的独立电路耦合到总线(未示出)。代理 315的每个单元都可被实现为硬件、软件、固件或这些的组合。

设备300还可包括只读存储器(ROM)340和/或其他耦合到总线305来存储信息和指令的静态存储设备330。数据存储设备330可以是磁盘或光盘，并且对应的驱动器可以耦合到设备300。

设备300还可包括网络接口320以提供对网络的访问。网络接口可包括例如具有一个或多个全向天线385的无线网络接口。网络接口320还可包括例如有线网络接口以经由网络电缆387与远程设备通信，该网络电缆可以是例如以太网电缆、同轴电缆、光纤电缆、串行电缆或并行电缆。设备300可包括额外的和/或不同的组件。

图4是SNR确定代理的一个实施例的概念图。图4中的代理315可对应于图3中的代理315。在此实施例中，SNR计算代理315可在时域中计算SNR值，同时，通过降低复杂度并提高时间效率来提供对以前在时域中的SNR计算方法的改善。

在一个实施例中，代理315可在信号接收单元410接收信号结构。该信号可从图3中的网络接口320接收。在一个实施例中，所接收的信号结构与图2a中的符号结构210a类似。备选实施例可具有备选的信号结构，比如图2b中的符号结构210b。

SNR近似单元420可基于在信号接收单元410接收的信号使用第一SNR等式计算近似SNR值。然后，比较单元430可将所计算的近似SNR值与阈值相比较。该阈值可以是例如3dB；然而，也可使用其他阈值(例如，6dB、10dB)。在一个实施例中，如果比较单元430确定近似SNR低于阈值，那么重计算和修改单元440可基于单元420所计算的近似SNR值确定操作参数。如果近似SNR值高于预设阈值，那么单元440可使用不同的计算技术(例如，第二SNR等式)重计算SNR值，并且可至少部分基于重计算的SNR值导致操作参数被修改。

在备选实施例中，代理315还可由执行相同功能性的其他单元组成。下面参考图5来描述可被用于确定SNR值的示例等式。

图5是用于在时域中计算SNR值的技术的一个实施例的流程图。 图5的技术流程可对应于图4中代理315的功能性。这里描述的技术可应用于任何SNR计算环境。在一个实施例中，该技术可在时域中实现，同时降低了依靠使用成本高的平方根函数的现有技术的复杂度。

在510，可接收信号。信号可通过本领域中任何已知方式来接收。可在信号接收端410接收信号。在一个实施例中，信号可以具有图2a中的前导码符号结构210a。前导码210a可以是预设数量的复制样本和其后面跟随的两个对称128样本长的结构组成的时域信号。前导码210a可以是128样本周期性的。在一个实施例中，前导码符号结构可被增强6dB以改善接收。备选符号结构可被用在其他实施例中，比如图2b中的符号结构210b。

在520，可计算近似SNR值，并且可由计算单元420计算。在一个实施例中，近似SNR可被计算为：

SNR＝(log₂|X|-log₂|E-|X||)(log₁₀2)

其中 

E的值被确定为 

其中 

其中 

是(2×128)-前导码的一半， 是加性高斯白噪声(AWGN)。在一个实施例中，log₁₀2可被近似为 

在一个实施例中，可获得|X|的近似值。

在530，近似SNR值可与阈值比较，并可由比较单元430执行。在一个实施例中，阈值可以是6dB或10dB。在备选实施例中，可使用其他阈值。

如果SNR值低于预设阈值，则操作530可引导流程到操作540。然后，操作540可至少部分基于近似SNR值修改操作传输参数。单元440可至少部分基于近似SNR值修改操作传输参数。在备选实施例中，操作参数可至少部分基于SNR值来修改、设置或确定。操作参数可包括接收、连接、传输或它们的任何组合的数据设定。SNR值还可被存储以用于以后的计算和确定。

然而，如果操作530确定近似SNR值高于阈值，那么操作530 可引导该技术流程到操作550以重计算SNR值。单元440可执行SNR重计算。操作550可重计算SNR为：

$\mathrm{SNR}=({\log }_2\left(2\right|X{|}^2)-{\log }_2|E^2-{\left|X\right|}^2\left|\right)\left({\log }_{10}2\right),$

其中 

其中 

其中 

是(2×128)-前导码的一半， 是AWGN噪声。在一个实施例中，log₁₀2可被近似为 

在一个实施例中，|X|²可由 

确定。

然后，操作550可至少部分基于所计算的SNR值修改操作参数。单元440可执行修改。在备选实施例中，操作参数可至少部分基于SNR值来修改、设置或确定。操作参数可包括接收、连接、传输或它们的任何组合的数据设定。SNR值还可被存储以用于以后的计算和确定。

图6是SNR确定代理的一个实施例的概念图。图6中的代理315可对应于图3中的代理315。在一个实施例中，SNR计算代理315可在频域中计算SNR值，其中可实现较低的复杂度以及由此实现较低的时间消耗。频域计算对于各种彩色噪声，比如邻信道干扰(ACI)和连续波形(CW)干扰噪声更不敏感。因此，至少一个SNR计算技术相对于现有技术具有对“彩色噪声”干扰更不敏感的附加优势。图6的功能单元可被实现为硬件、软件、固件或它们的任何组合。

在一个实施例中，图6中的代理315可在信号接收单元610接收信号结构。信号可从图3中的网络接口320接收。在一个实施例中，所接收的信号结构类似于图2a中的符号结构210a。在备选实施例中，可接收其他信号结构，例如，图2b中的信号符号结构210b。然后，时域到频域转换单元620可计算用于在单元610接收的信号的对应频域副载波。然后，计算单元630可基于单元620所计算的频域副载波通过噪声功率计算单元631计算噪声功率并通过信号功率计算单元632计算信号功率。下面参考图7更详细地描述用于噪声功率计算和 信号功率计算的示例技术。

然后，SNR比率计算和操作参数修改单元640可计算SNR值为在单元630中计算的噪声功率和信号功率的比率。在图7中更详细地描述用于SNR值计算的示例技术。然后，单元640可至少部分基于所计算的SNR值修改操作参数。在备选实施例中，代理315还可由执行相同功能性的其他单元组成。

图7是用于在频域中计算SNR值的技术的一个实施例的流程图。图7的技术流程可对应于图6中代理315的功能性。这里描述的技术可应用于任何SNR计算环境。

在710，可接收信号。该信号可通过本领域中任何已知方式来接收。可在信号接收单元610接收信号。在一个实施例中，信号可以具有图2a中的前导码符号结构210a。在备选实施例中，可接收其他信号结构，例如图2b中的信号符号结构210b。前导码210a可以是由预设数量的复制样本和其后面跟随的两个对称128样本长的结构组成的时域信号。前导码210a可以是128样本周期性的。在一个实施例中，前导码符号结构可被增强6dB以改善接收。备选符号结构可用在其他实施例中。

对应于所接收信号的频域副载波可在操作720中计算。时域到频域转换单元620可执行频域副载波计算。在一个实施例中，快速傅立叶变换(FFT)可被执行以输出频域载波：

${\left\{X_k\right\}}_{k=0}^{255}=\mathrm{FFT}\left({\left\{x_k\right\}}_{k=0}^{255}\right),$

其中 

是所接收的(2×128)-前导码的时域信号。

副载波可对应于副载波220。在备选实施例中，其他类型的变换可用来计算频域副载波或频率系数或频域值。FFT可在符号块P₁216a和P₂217a上执行。

在备选实施例中，FFT可在符号块P₁216a和P₂217a的一些部分、符号块P₁216b和P₂217b、或者符号块P₁216b和P₂217b的一些部分上执行。FFT的大小可取决于所选择的数据块大小。索引k的范围可 相应地改变。

操作730可使用在操作720计算的频域副载波来计算接收信号的噪声功率和信号功率，并可由单元631和单元632分别执行。噪声功率可被计算为：

$P_n=(\underset{k=1:2:99}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_k\right|}^2+\underset{k=155:2:253}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_k\right|}^2).$

在一个实施例中，噪声功率可被计算为音调索引范围从1到99和155到253的、索引步长为2的所有噪声音调功率的总和。也可使用其他范围和索引步长。

操作730可计算信号功率为：

$P_s=(\underset{k=2:2:100}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_k\right|}^2+\underset{k=156:2:254}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_k\right|}^2)-P_n.$

在一个实施例中，信号功率可被计算为音调索引范围从2到100和156到254的、索引步长为2的所有信号音调功率的总和。也可使用其他范围和索引步长。

操作740可计算SNR为操作730中计算的噪声功率和信号功率之间的比率。单元640可执行操作740。SNR可被计算为：

$\mathrm{SNR}=\frac{P_s}{P_n}.$

在一个实施例中，比率可在线性标度中计算。

在另一个实施例中，SNR可被计算为：

SNR＝(log₂P_s-log₂P_n)(log₁₀2)-6，

其中log₁₀2可被近似为 

并且如果前导码导频音被增强6dB，额外的6dB被减掉。

然后，操作750可至少部分基于操作740所计算的SNR值修改操作参数。单元640可执行操作750。在备选实施例中，接收、连接、传输或其它操作参数可至少部分基于SNR值来修改、设置或确定。SNR值还可被存储以用于以后的计算和确定。

图8是SNR确定代理的一个实施例的概念图。图8中的代理315可对应于图3中的代理315。在一个实施例中，SNR确定代理315可在频域中计算SNR值并由此提供比现有技术对“彩色噪声”干扰更不敏感的附加优势。图8的单元可被实现为硬件、软件、固件或它们的任何组合。

在一个实施例中，代理315可在信号接收单元810接收信号结构。可从图3中的网络接口320接收信号。在一个实施例中，所接收信号结构类似于图2a中的符号结构210a。在备选实施例中，也可接收其他信号结构，例如，图2b中的信号符号结构210b。然后，时域到频域转换单元820可计算用于在单元810所接收的信号的对应频域副载波。

然后，计算单元830可基于单元820所计算的频域副载波使用信号功率计算单元831计算信号功率并使用合成信号功率计算单元832计算合成信号功率。以下参考图9更详细地描述用于噪声功率计算和信号功率计算的示例技术。然后，SNR比率计算和操作参数修改单元840可计算SNR值为在单元830计算的信号功率和合成信号功率的比率。下面参考图9更详细地描述用于SNR值计算的示例技术。然后，单元840可至少部分基于所计算的SNR值修改操作参数。在备选实施例中，代理315还可由执行类似功能性的其它单元组成。

图9是用于在频域中计算SNR值的技术的一个实施例的流程图。图9的技术流程可对应于图8中的代理315的功能性。这里描述的技术可应用于任何SNR计算环境。

在910，可接收信号。该信号可以通过本领域中任何已知方式来接收。可在信号接收单元810接收信号。在一个实施例中，信号可以具有图2a中的前导码符号结构210a。在备选实施例中，可接收其它信号结构，例如，图2b中的信号符号结构210b。前导码210a可以是由预设数量的复制样本以及跟随在其后的两个对称128样本长的结构组成的时域信号。前导码210a可以是128样本周期性的。在一个实施 例中，前导码符号结构可被增强6dB以改善接收。备选符号结构可用在其它实施例中。

对应于所接收信号的频域副载波可在操作920中计算。时域到频域转换单元820可执行操作920。在一个实施例中，两个快速傅立叶变换(FFT)可在所接收信号的符号结构的前一半和后一半上执行以输出频域载波：

$X_{1,k}=\mathrm{FFT}\left({\left\{x_n\right\}}_{n=0}^{127}\right),$ $X_{2,k}=\mathrm{FFT}\left({\left\{x_n\right\}}_{n=128}^{255}\right),$

其中 

是所接收的(2×128)-前导码的时域信号。

副载波可对应于副载波220。在备选实施例中，其他类型的变换也可用于计算频域副载波或频率系数或频域值。FFT可在符号块P₁216a和P₂217a上执行。

在备选实施例中，FFT可在符号块P₁216a和P₂217a的一些部分、符号块P₁216b和P₂217b、或者符号块P₁216b和P₂217b的一些部分上执行。FFT的大小可取决于所选择的数据块大小。索引k的范围可相应地改变。

操作930可基于在操作920计算的频域副载波来计算所接收信号的信号功率和合成信号功率。单元830可执行操作930的计算。信号功率可被计算为：

$P_s=|\underset{k=1:1:49}{\mathrm{\Σ}}{X}_{1,k}{X}_{2,k}^{*}+\underset{k=78:1:127}{\mathrm{\Σ}}{X}_{1,k}{X}_{2,k}^{*}|.$

操作930可计算合成信号功率为：

$P_c=\underset{k=1:1:49}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_{1,k}\right|}^2+\underset{k=78:1:127}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_{1,k}\right|}^2+\underset{k=1:1:49}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_{2,k}\right|}^2+\underset{k=78:1:127}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_{2,k}\right|}^2.$

操作940可计算SNR为在操作930中计算的信号功率和合成信号功率之间的比率。操作940可在单元840中执行。SNR可被计算为：

$\mathrm{SNR}=\frac{2P_s}{P_c-2P_s}.$

在一个实施例中，比率可在线性标度中计算。

在另一个实施例中，SNR可被计算为：

SNR＝(log₂(2P_s)-log₂(P_c-2P_s))(log₁₀2)-6，

其中log₁₀2可被近似为 

并且由于前导码导频音被增强6dB，额外的6dB被减掉。

然后，操作950可基于所计算的SNR值修改操作参数。单元840可执行操作950。在备选实施例中，接收、连接、传输或其它操作参数可至少部分基于SNR值来修改、设置或确定。SNR值还可被存储以用于以后的计算和确定。

图10是代理315的概念图，代理可用于确定邻信道干扰(ACI)SNR值。信号接收单元1000可接收信号。然后该信号可被传输给时域SNR计算设备1010和频域SNR计算设备1020，它们可分别在时域和频域中计算SNR值。时域SNR计算设备1010用来计算时域SNR值的技术可对应于图5中的技术流程500。

频域SNR计算设备1020用来计算频域SNR值的技术可对应于图7中的技术流程700或图9中的技术流程900。然后，操作1030可计算用于邻信道干扰的信噪比SNR_ACI为频域SNR值和时域SNR值之差的绝对值。SNR_ACI值可用于确定ACI强度测量值1040。SNR_ACI值可帮助优化系统性能，例如通过基于SNR_ACI值切换频带。

说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意味着结合该实施例所描述的特定特征、结构或特点被包括在本发明的至少一个实施例中。说明书中各种地方出现的短语“在一个实施例中”不一定全部指的是相同的实施例。

虽然就若干实施例描述了本发明，但是本领域的技术人员应认识到本发明并不局限于所描述的实施例，而是可在所附权利要求的范围和精神之内通过修改和变更来实施。因此，描述应被视为说明性的，而不是限定性的。

Claims (38)

1.一种计算信噪比的方法，包括：

使用第一等式基于对应于所接收信号的频域副载波产生第一功率值；

使用第二等式基于所述频域副载波产生第二功率值；

至少部分基于第一功率值和第二功率值之间的比率计算所接收信号的信噪比值；以及

利用所述信噪比值来修改操作参数，

其中第一等式包括：

$P_n=(\underset{k=1:2:99}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_k\right|}^2+\underset{k=155:2:253}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_k\right|}^2);$ 以及

第二等式包括：

$P_s=(\underset{k=2:2:100}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_k\right|}^2+\underset{k=156:2:254}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_k\right|}^2)-P_n,$

其中P_n表示噪声功率，P_s表示信号功率，X_k表示频域副载波，其中

并且

是所接收的2×128-前导码的时域信号。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，修改操作参数包括调整、设定和确定操作参数中的一个或多个操作，而且所述操作参数包括数据连接设定和数据传输设定中的一个或多个。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述数据连接设定包括数据连接参数，所述数据传输设定包括数据传输参数。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，信噪比值被计算为

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：

确定质量值为时域计算的信噪比值与频域计算的信噪比值之差；以及

至少部分基于所述质量值选择性地切换频带。

6.一种计算信噪比的方法，包括：

使用第一等式基于对应于所接收信号的频域副载波产生第一功率值；

使用第二等式基于所述频域副载波产生第二功率值；

至少部分基于第一功率值和第二功率值之间的比率计算所接收信号的信噪比值；以及

利用所述信噪比值来修改操作参数，

其中第一等式包括：

$P_s=|\underset{k=1:1:49}{\mathrm{\Σ}}{X}_{1,k}{X}_{2,k}^{*}+\underset{k=78:1:127}{\mathrm{\Σ}}{X}_{1,k}{X}_{2,k}^{*}|;$ 以及

第二等式包括：

$P_c=\underset{k=1:1:49}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_{1,k}\right|}^2+\underset{k=78:1:127}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_{1,k}\right|}^2+\underset{k=1:1:49}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_{2,k}\right|}^2+\underset{k=78:1:127}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_{2,k}\right|}^2,$

其中P_c表示合成信号功率，P_s表示信号功率，X_1，k和X_2，k表示频域副载波，其中

并且是所接收的2×128-前导码的时域信号。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，修改操作参数包括调整、设定和确定操作参数中的一个或多个操作，而且所述操作参数包括数据连接设定和数据传输设定中的一个或多个。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述数据连接设定包括数据连接参数，所述数据传输设定包括数据传输参数。

9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，信噪比值被计算为

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：

基于时域计算的信噪比值和频域计算的信噪比值之差确定质量值；以及

基于所述质量值选择性地切换频带。

11.一种装置，包括：

通信接口，用于根据通信协议发送和接收信号；以及

与所述通信接口耦合的代理模块，所述代理模块包括：

信号接收单元，从通信接口接收信号，

时域到频域转换单元，计算在信号接收单元接收的信号的对应频域副载波，

噪声功率计算单元，使用第一等式基于所述对应频域副载波产生第一功率值，

信号功率计算单元，使用第二等式基于所述对应频域副载波产生第二功率值，

SNR比率计算和操作参数修改单元，至少部分基于第一功率值和第二功率值之间的比率计算所接收信号的信噪比值，以及利用所述信噪比值修改操作参数，

其中第一等式包括：

$P_n=(\underset{k=1:2:99}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_k\right|}^2+\underset{k=155:2:253}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_k\right|}^2);$ 以及

第二等式包括：

$P_s=(\underset{k=2:2:100}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_k\right|}^2+\underset{k=156:2:254}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_k\right|}^2)-P_n,$

其中P_n表示噪声功率，P_s表示信号功率，X_k表示频域副载波，其中并且

是所接收的2×128-前导码的时域信号。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，修改操作参数包括调整、设定和确定操作参数中的一个或多个操作，而且所述操作参数包括数据连接设定和数据传输设定中的一个或多个。

13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述数据连接设定包括数据连接参数，所述数据传输设定包括数据传输参数。

14.如权利要求11所述的装置，其特征在于，信噪比值被计算为

15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述代理模块进一步被配置为确定质量值为时域计算的信噪比值与频域计算的信噪比值之差，并且至少部分基于所述质量值选择性地切换频带。

16.一种装置，包括：

通信接口，用于根据通信协议发送和接收信号；以及

与所述通信接口耦合的代理模块，所述代理模块包括：

信号接收单元，从通信接口接收信号，

时域到频域转换单元，计算在信号接收单元接收的信号的对应频域副载波，

信号功率计算单元，使用第一等式基于所述对应频域副载波产生第一功率值，

合成信号功率计算单元，使用第二等式基于所述对应频域副载波产生第二功率值，

SNR比率计算和操作参数修改单元，至少部分基于第一功率值和第二功率值之间的比率计算所接收信号的信噪比值，以及利用所述信噪比值修改操作参数，

其中第一等式包括：

$P_s=|\underset{k=1:1:49}{\mathrm{\Σ}}{X}_{1,k}{X}_{2,k}^{*}+\underset{k=78:1:127}{\mathrm{\Σ}}{X}_{1,k}{X}_{2,k}^{*}|;$ 以及

第二等式包括：

$P_c=\underset{k=1:1:49}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_{1,k}\right|}^2+\underset{k=78:1:127}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_{1,k}\right|}^2+\underset{k=1:1:49}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_{2,k}\right|}^2+\underset{k=78:1:127}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_{2,k}\right|}^2,$

其中P_c表示合成信号功率，P_s表示信号功率，X_1，k和X_2，k表示频域副载波，其中 并且

是所接收的2×128-前导码的时域信号。

17.如权利要求16所述的装置，其特征在于，修改操作参数包括调整、设定和确定操作参数中的一个或多个操作，而且所述操作参数包括数据连接设定和数据传输设定中的一个或多个。

18.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述数据连接设定包括数据连接参数，所述数据传输设定包括数据传输参数。

19.如权利要求16所述的装置，其特征在于，信噪比值被计算为

20.如权利要求19所述的装置，其特征在于，所述代理模块进一步被配置为确定质量值为时域计算的信噪比值和频域计算的信噪比值之差，并且至少部分基于所述质量值选择性地切换频带。

21.一种系统，包括：

无线接口，具有一个或多个全向天线，利用无线通信协议进行通信；以及

与所述无线接口耦合的代理模块，所述代理模块包括：

信号接收单元，从无线接口接收信号，

时域到频域转换单元，计算在信号接收单元接收的信号的对应频域副载波，

噪声功率计算单元，使用第一等式基于所述对应频域副载波产生第一功率值，

信号功率计算单元，使用第二等式基于所述对应频域副载波产生第二功率值，

SNR比率计算和操作参数修改单元，至少部分基于第一功率值和第二功率值之间的比率计算所接收信号的信噪比值，以及利用所述信噪比值修改操作参数，

其中第一等式包括：

$P_n=(\underset{k=1:2:99}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_k\right|}^2+\underset{k=155:2:253}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_k\right|}^2);$ 以及

第二等式包括：

$P_s=(\underset{k=2:2:100}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_k\right|}^2+\underset{k=156:2:254}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_k\right|}^2)-P_n,$

其中P_n表示噪声功率，P_s表示信号功率，X_k表示频域副载波，其中

并且

是所接收的2×128-前导码的时域信号。

22.如权利要求21所述的系统，其特征在于，修改操作参数包括调整、设定和确定操作参数中的一个或多个操作，而且所述操作参数包括数据连接设定和数据传输设定中的一个或多个。

23.如权利要求22所述的系统，其特征在于，所述数据连接设定包括数据连接参数，所述数据传输设定包括数据传输参数。

24.如权利要求21所述的系统，其特征在于，信噪比值被计算为

25.一种系统，包括：

无线接口，具有一个或多个全向天线，利用无线通信协议进行通信；以及

与所述无线接口耦合的代理模块，所述代理模块包括：

信号接收单元，从无线接口接收信号，

时域到频域转换单元，计算在信号接收单元接收的信号的对应频域副载波，

信号功率计算单元，使用第一等式基于所述对应频域副载波产生第一功率值，

合成信号功率计算单元，使用第二等式基于所述对应频域副载波产生第二功率值，

SNR比率计算和操作参数修改单元，至少部分基于第一功率值和第二功率值之间的比率计算所接收信号的信噪比值，以及利用所述信噪比值修改操作参数，

其中第一等式包括：

$P_s=|\underset{k=1:1:49}{\mathrm{\Σ}}{X}_{1,k}{X}_{2,k}^{*}+\underset{k=78:1:127}{\mathrm{\Σ}}{X}_{1,k}{X}_{2,k}^{*}|;$ 以及

第二等式包括：

$P_c=\underset{k=1:1:49}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_{1,k}\right|}^2+\underset{k=78:1:127}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_{1,k}\right|}^2+\underset{k=1:1:49}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_{2,k}\right|}^2+\underset{k=78:1:127}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_{2,k}\right|}^2,$

其中P_c表示合成信号功率，P_s表示信号功率，X_1，k和X_2，k表示频域副载波，其中

并且

是所接收的2×128-前导码的时域信号。

26.如权利要求25所述的系统，其特征在于，修改操作参数包括调整、设定和确定操作参数中的一个或多个操作，而且所述操作参数包括数据连接设定和数据传输设定中的一个或多个。

27.如权利要求26所述的系统，其特征在于，所述数据连接设定包括数据连接参数，所述数据传输设定包括数据传输参数。

28.如权利要求25所述的系统，其特征在于，信噪比值被计算为

29.一种计算信噪比的装置，包括：

用于使用第一等式基于对应于所接收信号的频域副载波产生第一功率值的部件；

用于使用第二等式基于所述频域副载波产生第二功率值的部件；

用于至少部分基于第一功率值和第二功率值之间的比率计算所接收信号的信噪比值的部件；以及

用于利用所述信噪比值来修改操作参数的部件，

其中第一等式包括：

$P_n=(\underset{k=1:2:99}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_k\right|}^2+\underset{k=155:2:253}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_k\right|}^2);$ 以及

第二等式包括：

$P_s=(\underset{k=2:2:100}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_k\right|}^2+\underset{k=156:2:254}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_k\right|}^2)-P_n,$

其中P_n表示噪声功率，P_s表示信号功率，X_k表示频域副载波，其中

并且

是所接收的2×128-前导码的时域信号。

30.如权利要求29所述的装置，其特征在于，修改操作参数包括调整、设定和确定操作参数中的一个或多个操作，而且所述操作参数包括数据连接设定和数据传输设定中的一个或多个。

31.如权利要求30所述的装置，其特征在于，所述数据连接设定包括数据连接参数，所述数据传输设定包括数据传输参数。

32.如权利要求29所述的装置，其特征在于，信噪比值被计算为

33.如权利要求32所述的装置，还包括：

用于确定质量值为时域计算的信噪比值与频域计算的信噪比值之差的部件；以及

用于至少部分基于所述质量值选择性地切换频带的部件。

34.一种计算信噪比的装置，包括：

用于使用第一等式基于对应于所接收信号的频域副载波产生第一功率值的部件；

用于使用第二等式基于所述频域副载波产生第二功率值的部件；

用于至少部分基于第一功率值和第二功率值之间的比率计算所接收信号的信噪比值的部件；以及

用于利用所述信噪比值来修改操作参数的部件，

其中第一等式包括：

$P_s=|\underset{k=1:1:49}{\mathrm{\Σ}}{X}_{1,k}{X}_{2,k}^{*}+\underset{k=78:1:127}{\mathrm{\Σ}}{X}_{1,k}{X}_{2,k}^{*}|;$ 以及

第二等式包括：

$P_c=\underset{k=1:1:49}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_{1,k}\right|}^2+\underset{k=78:1:127}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_{1,k}\right|}^2+\underset{k=1:1:49}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_{2,k}\right|}^2+\underset{k=78:1:127}{\mathrm{\Σ}}{\left|X_{2,k}\right|}^2,$

其中P_c表示合成信号功率，P_s表示信号功率，X_1，k和X_2，k表示频域副载波，其中

并且

是所接收的2×128-前导码的时域信号。

35.如权利要求34所述的装置，其特征在于，修改操作参数包括调整、设定和确定操作参数中的一个或多个操作，而且所述操作参数包括数据连接设定和数据传输设定中的一个或多个。

36.如权利要求35所述的装置，其特征在于，所述数据连接设定包括数据连接参数，所述数据传输设定包括数据传输参数。

37.如权利要求34所述的装置，其特征在于，信噪比值被计算为

38.如权利要求37所述的装置，还包括：

用于基于时域计算的信噪比值和频域计算的信噪比值之差确定质量值的部件；以及

用于基于所述质量值选择性地切换频带的部件。

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