一种载波频率的估算方法和装置与流程

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种载波频率的估算方法和装置。

背景技术：

非协作通信中，在对非线性调制信号进行解调时，需要获知相对准确的该非线性调制信号的载波频率，否则在对该非线性调制信号进行解调时会导致解调失败。

在现有技术中，通常采用频率居中法来获得调制信号的载波频率，但是对于非线性调制信号来说，在信噪比较低的情况下，对非线性调制信号的功率谱两端的影响较大，导致幅度值明显增加。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在如下问题：

由于非线性调制信号存在上述问题，进而导致通过现有技术获得的非线性调制信号的载波频率准确性较低。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种载波频率的估算方法和装置，用以提高获得的非线性调制信号的载波频率的准确性。

第一方面，本发明实施例提供了一种载波频率的估算方法，所述方法包括：

获得接收到的非线性调制信号的功率谱；

对所述功率谱进行平滑处理；

根据进行平滑处理后得到的功率谱，获得所述非线性调制信号的载波频率。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述获得接收到的非线性调制信号的功率谱，包括：

对所述非线性调制信号进行模数转换，获得所述非线性调制信号对应的数字信号；

根据所述数字信号中的时域信号，获得所述数字信号的频谱；

根据所述数字信号的频谱，获得所述非线性调制信号的功率谱。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述非线性调制信号的功率谱等于所述数字信号的频谱的绝对值的平方。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述对所述功率谱进行平滑处理，包括：

利用设定的平滑宽度对所述功率谱进行平滑处理。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述利用设定的平滑宽度对所述功率谱进行平滑处理，包括：

利用如下公式对所述功率谱进行平滑处理：

$S_s\left(k\right)=\frac{1}{F}{\mathrm{\Σ}}_{n=k}^{k+F-1}|S\left(n\right){|}^2;$

其中，n为所述功率谱的自变量；F为平滑宽度，F的取值为正整数；S_s(k)为进行平滑处理后得到的功率谱；S(n)为所述数字信号的频谱；|S(n)|²为所述非线性调制信号的功率谱；k为自变量，k的取值范围为自然数，n的取值与k的取值相同。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述根据进行平滑处理后得到的功率谱，获得所述非线性调制信号的载波频率，包括：

利用如下公式获得所述非线性调制信号的载波频率：

${\hat{f}}_c=\frac{{\mathrm{\ΣkS}}_s\left(k\right)}{{\mathrm{\ΣS}}_s\left(k\right)}\·\frac{k}{2^l};$

其中，S_s(k)为进行平滑处理后得到的功率谱，k为自变量，k的取值范围为自然数，为所述载波频率，l为正整数。

在本发明实施例中，根据进行平滑处理后得到的功率谱，获得所述非线性调制信号的载波频率。在本发明实施例中，对非线性调制信号的功率谱进行平滑处理后可以消除信噪对功率谱两端的影响，进而在信噪比较低的情况下不会使功率谱的幅度值明显增加，因此，在本发明实施例中，在对功率谱进行平滑处理后，根据进行平滑处理后得到的功率谱获得的所述非线性调制信号的载波频率更加准确。

另一方面，本发明实施例还提供了一种载波频率的估算装置，所述装置包括：

获取单元，用于获得接收到的非线性调制信号的功率谱；

平滑处理单元，用于对所述功率谱进行平滑处理；

计算单元，用于根据进行平滑处理后得到的功率谱，获得所述非线性调制信号的载波频率。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述获取单元，具体用于：

对所述非线性调制信号进行模数转换，获得所述非线性调制信号对应的数字信号；

根据所述数字信号中的时域信号，获得所述数字信号的频谱；

根据所述数字信号的频谱，获得所述非线性调制信号的功率谱。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述非线性调制信号的功率谱等于所述数字信号的频谱的绝对值的平方。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述平滑处理单元，具体用于：

利用设定的平滑宽度对所述功率谱进行平滑处理。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述平滑处理单元用于利用设定的平滑宽度对所述功率谱进行平滑处理时，具体用于：

利用如下公式对所述功率谱进行平滑处理：

$S_s\left(k\right)=\frac{1}{F}{\mathrm{\Σ}}_{n=k}^{k+F-1}|S\left(n\right){|}^2;$

其中，n为所述功率谱的自变量；F为平滑宽度，F的取值为正整数；S_s(k)为进行平滑处理后得到的功率谱；S(n)为所述数字信号的频谱；|S(n)|²为所述非线性调制信号的功率谱；k为自变量，k的取值范围为自然数，n的取值与k的取值相同。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，

所述计算单元，具体用于：

利用如下公式获得所述非线性调制信号的载波频率：

${\hat{f}}_c=\frac{{\mathrm{\ΣkS}}_s\left(k\right)}{{\mathrm{\ΣS}}_s\left(k\right)}\·\frac{k}{2^l};$

其中，S_s(k)为进行平滑处理后得到的功率谱，k为自变量，k的取值范围为自然数，为所述载波频率，l为正整数。

在本发明实施例中，计算单元根据进行平滑处理后得到的功率谱，获得所述非线性调制信号的载波频率。在本发明实施例中，对非线性调制信号的功率谱进行平滑处理后可以消除信噪对功率谱两端的影响，进而在信噪比较低的情况下不会使功率谱的幅度值明显增加，因此，在本发明实施例中，在平滑处理单元对功率谱进行平滑处理后，计算单元根据进行平滑处理后得到的功率谱获得的所述非线性调制信号的载波频率更加准确。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一中提出的一种载波频率的估算方法的流程示意图；

图2为本发明实施例二中提出的一种针对步骤101实现方式的方法流程示意图；

图3为本发明实施例三中提出的一种载波频率的估算装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本发明实施例一提出了一种载波频率的估算方法，具体如图1所示，所述方法可以包括以下步骤：

101、获得接收到的非线性调制信号的功率谱。

具体的，在对非线性调制信号进行解调时，需要获得包括载波频率在内的调制参数，在获得载波频率的过程中，需要先获得非线性调制信号的功率谱，通过对功率谱的分析，来得到非线性调制信号的载波频率。

例如，非线性调制信号可以包括但不限于CPM(Continue Phase Modulation，连续相位调制)信号。CPM是一种相位连续、包络恒定的非线性调制方式，信号通过CPM方式进行调制后就得到了CPM信号，CPM信号包括第二代数字移动通信系统中采用的GMSK(Gaussian Filtered Minimum Shift Keying，高斯最小频移键控)信号等。

102、对所述功率谱进行平滑处理。

具体的，在获得功率谱后，为了避免信噪对功率谱的影响，需要功率谱进行平滑处理，在对功率谱进行平滑处理后可以消除信噪对功率谱的影响，致使得到的载波频率更加准确，其中，在对功率谱进行平滑处理时，利用设定的平滑宽度对功率谱进行平滑处理。

其中，在利用设定的平滑宽度对所述功率谱进行平滑处理时，可以通过如下公式对功率谱进行平滑处理：

$S_s\left(k\right)=\frac{1}{F}{\mathrm{\Σ}}_{n=k}^{k+F-1}|S\left(n\right){|}^2;$

其中，n为所述功率谱的自变量；F为平滑宽度，F的取值为正整数；S_s(k)为进行平滑处理后得到的功率谱；S(n)为所述数字信号的频谱；|S(n)|²为所述非线性调制信号的功率谱；k为自变量，k的取值范围为自然数，n的取值与k的取值相同。

103、根据进行平滑处理后得到的功率谱，获得所述非线性调制信号的载波频率。

具体的，在对功率谱进行平滑处理后，可以在信噪比较低的情况下，对非线性调制信号的载波频率进行有效估计，由于在对功率谱进行平滑处理后消除了信噪对功率谱的影响，提高了获得的载波频率的准确性，进而有效避免了解调失败的情况，提高了解调的成功率。

在根据进行平滑处理后得到的功率谱，获得所述非线性调制信号的载波频率时，可以利用如下公式获得所述非线性调制信号的载波频率：

${\hat{f}}_c=\frac{{\mathrm{\ΣkS}}_s\left(k\right)}{{\mathrm{\ΣS}}_s\left(k\right)}\·\frac{k}{2^l};$

其中，S_s(k)为进行平滑处理后得到的功率谱，k为自变量，k的取值范围为自然数，为所述载波频率，l为正整数。

在本发明实施例中，计算单元根据进行平滑处理后得到的功率谱，获得所述非线性调制信号的载波频率。在本发明实施例中，对非线性调制信号的功率谱进行平滑处理后可以消除信噪对功率谱两端的影响，进而在信噪比较低的情况下不会使功率谱的幅度值明显增加，因此，在本发明实施例中，在平滑处理单元对功率谱进行平滑处理后，计算单元根据进行平滑处理后得到的功率谱获得的所述非线性调制信号的载波频率更加准确。

实施例二

本发明实施例二提出了一种针对步骤101实现方式的方法，具体如图2所示，所述方法包括以下步骤：

201、对所述非线性调制信号进行模数转换，获得所述非线性调制信号对应的数字信号。

202、根据所述数字信号中的时域信号，获得所述数字信号的频谱。

203、根据所述数字信号的频谱，获得所述非线性调制信号的功率谱。

在一个具体的实现方案中，所述非线性调制信号的功率谱等于所述数字信号的频谱的绝对值的平方。

具体的，在对非线性调制信号进行模数转换后，可以得到该非线性调制信号的数字信号，由于接收非线性调制信号时是按照时间的先后顺序接收的，因此可以获得该数字信号的时域信号。在根据数字信号的时域信号获得该数字信号的频谱时，可以通过公式获得，其中，S(n)为数字信号的频谱，表示对数字信号的时域信号s(n1)在2^l点上的快速傅里叶变换(Fast Fourier Transformation，快速傅里叶变换)，l为正整数。

实施例三

本发明实施例三提供了一种载波频率的估算装置，可用于实现前述各方法流程，如图3所示，所述装置包括：

获取单元31，用于获得接收到的非线性调制信号的功率谱；

平滑处理单元32，用于对所述功率谱进行平滑处理；

计算单元33，用于根据进行平滑处理后得到的功率谱，获得所述非线性调制信号的载波频率。

在一个具体的实现方案中，所述获取单元31，具体用于：

对所述非线性调制信号进行模数转换，获得所述非线性调制信号对应的数字信号；

根据所述数字信号中的时域信号，获得所述数字信号的频谱；

根据所述数字信号的频谱，获得所述非线性调制信号的功率谱。

所述非线性调制信号的功率谱等于所述数字信号的频谱的绝对值的平方。

在一个具体的实现方案中，所述平滑处理单元32，具体用于：

利用设定的平滑宽度对所述功率谱进行平滑处理。

在一个具体的实现方案中，所述平滑处理单元32用于利用设定的平滑宽度对所述功率谱进行平滑处理时，具体用于：

利用如下公式对所述功率谱进行平滑处理：

$S_s\left(k\right)=\frac{1}{F}{\mathrm{\Σ}}_{n=k}^{k+F-1}|S\left(n\right){|}^2;$

其中，n为所述功率谱的自变量；F为平滑宽度，F的取值为正整数；S_s(k)为进行平滑处理后得到的功率谱；S(n)为所述数字信号的频谱；|S(n)|²为所述非线性调制信号的功率谱；k为自变量，k的取值范围为自然数，n的取值与k的取值相同。

在一个具体的实现方案中，所述计算单元33，具体用于：

利用如下公式获得所述非线性调制信号的载波频率：

${\hat{f}}_c=\frac{{\mathrm{\ΣkS}}_s\left(k\right)}{{\mathrm{\ΣS}}_s\left(k\right)}\·\frac{k}{2^l};$

其中，S_s(k)为进行平滑处理后得到的功率谱，k为自变量，k的取值范围为自然数，为所述载波频率，l为正整数。

在本发明实施例中，计算单元根据进行平滑处理后得到的功率谱，获得所述非线性调制信号的载波频率。在本发明实施例中，对非线性调制信号的功率谱进行平滑处理后可以消除信噪对功率谱两端的影响，进而在信噪比较低的情况下不会使功率谱的幅度值明显增加，因此，在本发明实施例中，在平滑处理单元对功率谱进行平滑处理后，计算单元根据进行平滑处理后得到的功率谱获得的所述非线性调制信号的载波频率更加准确。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到至少两个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。