[发明专利]噪声估计装置与方法

说明书

技术领域

本发明关于无线通信系统中的噪声估计机制，尤指一种通过调制技术中 的星座图(constellation diagram)以及对应的算术方法来得到高精确率的噪 声功率的噪声估计装置与其方法。

背景技术

在电子与通信的各门领域上，噪声始终是无法避免的一件事，既然难以 完全排除噪声对信号所造成的干扰，因此如果能事先估计噪声的量值，对于 之后的信号处理将会有很大的帮助。

在无线通信系统中常使用到的数字调制(digital modulation)，诸如正交 振幅调制(quadrature amplitude modulation，QAM)或是相位偏移键制调制 (phase-shift keying，PSK)，都使用星座图(constellation diagram)来表示信 号调制的情形。一般而言，信号中每一个码元(symbol)在发送端对应到星 座图中的一个星座点(constellation point)，但由于噪声的存在，接收端实际 上所呈现星座点分布将会偏离理想的星座点位置。

更进一步来说，当接收端在接收到一信号时，通过解调过程会将接收的 码元映射成星座图上的星座点以取得该码元所包含的信息，但该码元可能因 为各种噪声的干扰，例如加性白高斯噪声(additive white Gaussian noise)及/或 相位噪声(phase noise)的干扰，因而造成该码元映像在星座图的实际星座点 位置偏离于原本应该在星座图中对应的理想的星座点位置。因此，在解调过 程中会选择星座图中最接近该码元的映射结果的星座点来作为该码元的解 调结果。通过量测星座图中星座点实际位置与理想位置的偏移关系(欧式距 离，Euclidean distance)，可以估计噪声的量值，进而了解信号中干扰与失真 的情形。但倘若噪声所造成的影响太过严重，如此可能使得该码元在星座图 上的映射结果太过靠近其它星座点，因而被误判成其它星座点所对应的码 元，最后便造成解调的错误，而解调过程中所发生的错误，也将造成噪声估 计上的误差。

以下将进一步说明发生于噪声估计的误差。请参考图1，图1代表 16-QAM的星座图映射，星座点11代表一码元在星座图上传送端的位置， 然而，当传送到接收端之后，该码元实际上是映像至星座点12的位置，这 是噪声所造成的影响，故噪声所引起的偏移是星座点11到星座点12的欧氏 距离，且该值可经由另外的算术程序，进一步求得噪声的功率(noise power)。 但因为该码元的映像结果太过靠近星座点13，接收端的切割器(slicer)因 此将该码元判断为星座点13所对应的码元，故造成误判的发生。当需要估 计系统中所存在的噪声时，会使系统错误地以星座点13和星座点12的欧氏 距离来计算，而非星座点11和星座点12的欧氏距离，而这样的误判会使得 噪声是相对被低估的。

发明内容

因此本发明的目的之一在于提供一种噪声估计装置与其方法，可减轻由 于星座图上的星座点的误判所造成的噪声估计偏差。

依据本发明的一实施例，其提供一种噪声估计装置。该噪声估计装置包 含：估测电路、第一运算电路、第二运算电路以及一平均电路。该估测电路 用以判定一无线通信信号中每一接收码元(symbol)对应一星座图中哪一星 座点而决定出一相对应的估测码元，并输出一估测信号。该第一运算电路， 耦接于该判定电路，用以依据该无线通信信号与该估测信号来产生一误差输 出信号，其中该误差输出信号包含有复数个误差运算值，分别对应该无线通 信信号中复数个接收码元与该估测信号中相对应的复数个估测码元的误差； 该第二运算电路，耦接于该第一运算电路，用以调整该误差输出信号中至少 一部份的误差运算值而输出调整后的该误差输出信号；以及该平均电路，耦 接于该第二运算电路，用以依据调整后的该误差输出信号来进行平均计算以 产生一噪声估计结果。