一种信号处理方法及接收设备与流程

文档序号:18060372发布日期:2019-07-03 03:02阅读:149来源:国知局
一种信号处理方法及接收设备与流程

本发明涉及通信领域,尤其涉及一种信号处理方法及接收设备。



背景技术:

单载波频分复用(英文:Single-Carrier Frequency Division Multiplexing,缩写:SCFDM)系统是一种产生于正交频分复用(英文:Orthogonal Frequency Division Multiplexing,缩写:OFDM)系统的新型传输系统,在无线领域中,是在OFDM的反向快速傅里叶变换(英文:Inverse Fast Fourier Transformation,缩写:IFFT)调制之前对信号进行离散傅里叶变换(英文:Discrete Fourier Transform,缩写:DFT)扩展,因此系统发射的是时域信号,也被称为DFT扩展的OFDM,可以避免OFDM系统发送频域信号带来的峰值平均功率比(英文:Peak To Average Power Ratio,缩写:PAPR)较大的问题。但是由于DFT和IFFT会形成虚拟子载波,而虚拟子载波本质上具有对相位噪声的影响较为敏感的缺点,从而使得相位噪声很容易对SCFDM信号造成影响,比如子载波间的串扰(英文:Inter Carrier Interference,缩写:ICI)。

目前去除ICI的方法主要有两种:一是迭代插值的方法,然而该方法需要在每个符号内插入导频,增加了额外的开销;二是在发送设备预加射频信号,在接收设备进行滤波提取的方法,然而该方法是对频谱进行操作,限制了方法的使用范围,而且预加射频信号也增加了额外的开销。

因此在去除SCFDM系统中的ICI时,如何减少系统的额外开销是目前亟待解决的问题。



技术实现要素:

本发明的实施例提供一种信号处理方法及接收设备,以至少解决现有技术中在去除SCFDM系统中相位噪声引起的ICI时,系统的额外开销较大的问题。

为达到上述目的,本发明的实施例采用如下技术方案:

一方面,本发明实施例提供一种信号处理方法,方法包括:接收设备接收第一SCFDM调制信号,并对该第一SCFDM调制信号进行SCFDM解调,得到第一SCFDM解调信号,该第一SCFDM解调信号中包括N-1个第一信号以及一个第二信号,该N-1个第一信号中的每个第一信号为对一个传输信号进行SCFDM解调后的信号,该第二信号为对1个导频信号进行SCFDM调制并经过SCFDM解调后的信号,N为不小于2的正整数;确定该第二信号相对于该导频信号的相位变化量;根据该相位变化量,对该N-1个第一信号中的每个第一信号分别进行粗相位噪声纠正,得到N-1个第三信号;获取当前的伪导频配置信息,并根据该当前的伪导频配置信息,提取第四信号中的目标伪导频,该第四信号包括该第二信号和该N-1个第三信号;根据该目标伪导频,对该第四信号进行细相位噪声纠正,得到第五信号,该第五信号包括一个第六信号和N-1个第七信号,其中,该第六信号为对该第二信号进行细相位噪声纠正后的信号,该N-1个第七信号中的每个第七信号为对该N-1个第三信号中的每个第三信号进行细相位噪声纠正后的信号;删除该第五信号中的第六信号,得到该N-1个第七信号;将该N-1个第七信号进行M阶正交振幅M-QAM解调得到第八信号并输出。

本发明实施例中,发送设备根据当前伪导频的配置信息,对信号配置伪导频,接收设备根据预先配置的一个导频,对信号进行粗相位纠正,接收设备根据伪导频的配置信息提取目标伪导频并进行细相位噪声纠正,相对于现有技术中的在每个符号内插入导频来说,增加的冗余仅为一个已知的导频,因此可以在去除SCFDM系统中相位噪声引起的ICI的同时,减少系统的额外开销。

在一种可能的设计中,该当前的伪导频配置信息包括:当前配置的伪导频的位置向量、当前配置的伪导频的个数和当前配置的伪导频的功率放大倍数,其中,该当前配置的伪导频的位置向量为一个1*N的向量。

在一种可能的设计中,在该获取当前配置的伪导频的个数和当前配置的伪导频的功率放大倍数之前,还包括:设置该接收设备的计数器的初始信息为count_K=0且count_P=0,其中,计数器count_K记录配置的伪导频的功率放大倍数的更改次数,计数器count_P记录配置的伪导频的个数的更改次数;当该接收设备解调信号的正确率低于设定门限阈值时,按照如下方式更新配置的伪导频的功率放大倍数和配置的伪导频的个数:当count_K≤count_P时,k=k+0.5db,count_K=count_K+1,其中,count_K≤count_Kmax,count_P≤count_Pmax,k表示配置的伪导频的功率放大倍数,k的初始值为1db;当count_K>count_P时,p=p+1,count_P=count_P+1,其中,count_K≤count_Kmax,count_P≤count_Pmax,p表示配置的伪导频的个数,p的初始值为2。

在一种可能的设计中,在该获取当前配置的伪导频的位置向量之前,还包括:接收第二SCFDM调制信号,并对该第二SCFDM调制信号进行SCFDM解调,得到第二SCFDM解调信号,该第二SCFDM解调信号中包括N个第九信号,该第九信号为对预设信号进行SCFDM调制并经过SCFDM解调后的信号;分别确定该N个第九信号中的每个第九信号相对于该第九信号对应的预设信号的相位变化量,得到N个相位变化量;将该N个相位变化量中的最大相位变化量对应的第九信号确定为配置伪导频的中心位置信号;确定该N个相位变化量的平均相位变化量;根据该平均相位变化量、当前配置的伪导频的个数、以及第一预设公式,确定配置伪导频的步进,其中,该第一预设公式包括:S表示伪导频的步进,p表示当前配置的伪导频的个数,θ表示平均相位变化量,表示向上取整;根据该配置伪导频的中心位置信号、该当前配置的伪导频的个数和该伪导频的步进更新配置的伪导频的位置向量,其中,配置的伪导频的位置向量的初始值为一个1*N的随机向量。

在一种可能的设计中,该根据该目标伪导频,对该第四信号进行细相位噪声纠正,得到第五信号,包括:对该目标伪导频进行判决,得到判决结果;根据该判决结果对该第四信号进行细相位噪声估计,得到相位噪声在正交基展开的系数;利用该相位噪声在正交基展开的系数对该第四信号进行细相位噪声纠正,得到第五信号。

本发明实施例中,发送设备根据当前伪导频的配置信息,对信号配置伪导频,接收设备根据预先配置的一个导频,对信号进行粗相位纠正,接收设备根据伪导频的配置信息提取目标伪导频并进行细相位噪声纠正,相对于现有技术中的在每个符号内插入导频来说,增加的冗余仅为一个已知的导频,因此可以在去除SCFDM系统中相位噪声引起的ICI的同时,减少系统的额外开销。

又一方面,本发明实施例提供一种接收设备,该接收设备应用于单载波频分复用SCFDM系统,该接收设备包括:接收单元、SCFDM解调单元、确定单元、粗相位噪声纠正单元、获取单元、提取单元、细相位噪声纠正单元、M-QAM解调单元、删除单元和输出单元;该接收单元,用于接收第一SCFDM调制信号;该SCFDM解调单元,用于对该第一SCFDM调制信号进行SCFDM解调,得到第一SCFDM解调信号,该第一SCFDM解调信号中包括N-1个第一信号以及一个第二信号,该N-1个第一信号中的每个第一信号为对一个传输信号进行SCFDM解调后的信号,该第二信号为对1个导频信号进行SCFDM调制并经过SCFDM解调后的信号,N为不小于2的正整数;该确定单元,用于确定该第二信号相对于该导频信号的相位变化量;该粗相位噪声纠正单元,用于根据该相位变化量,对该N-1个第一信号中的每个第一信号分别进行粗相位噪声纠正,得到N-1个第三信号;该获取单元,用于获取当前的伪导频配置信息;该提取单元,用于根据该当前的伪导频配置信息,提取第四信号中的目标伪导频,该第四信号包括该第二信号和该N-1个第三信号;该细相位噪声纠正单元,用于根据该目标伪导频,对该第四信号进行细相位噪声纠正,得到第五信号,该第五信号包括一个第六信号和N-1个第七信号,其中,该第六信号为对该第二信号进行细相位噪声纠正后的信号,该N-1个第七信号中的每个第七信号为对该N-1个第三信号中的每个第三信号进行细相位噪声纠正后的信号;该删除单元,用于删除该第五信号中的第六信号,得到该N-1个第七信号;该M-QAM解调单元,用于将该N-1个第七信号进行M-QAM解调得到第八信号;该输出单元,用于输出该第八信号。

在一种可能的设计中,该当前的伪导频配置信息包括:当前配置的伪导频的位置向量、当前配置的伪导频的个数和当前配置的伪导频的功率放大倍数,其中,该当前配置的伪导频的位置向量为一个1*N的向量。

在一种可能的设计中,该接收设备还包括设置单元和更新单元;该设置单元,用于在该获取单元获取当前配置的伪导频的个数和当前配置的伪导频的功率放大倍数之前,设置该接收设备的计数器的初始信息为count_K=0且count_P=0,其中,计数器count_K记录配置的伪导频的功率放大倍数的更改次数,计数器count_P记录配置的伪导频的个数的更改次数;该更新单元,用于当该接收设备解调信号的正确率低于设定门限阈值时,按照如下方式更新配置的伪导频的功率放大倍数和配置的伪导频的个数:当count_K≤count_P时,k=k+0.5db,count_K=count_K+1,其中,count_K≤count_Kmax,count_P≤count_Pmax,k表示配置的伪导频的功率放大倍数,k的初始值为1db;当count_K>count_P时,p=p+1,count_P=count_P+1,其中,count_K≤count_Kmax,count_P≤count_Pmax,p表示配置的伪导频的个数,p的初始值为2。

在一种可能的设计中,该接收单元,还用于在该获取单元获取当前的伪导频的位置向量之前,接收第二SCFDM调制信号;该SCFDM解调单元,还用于对该第二SCFDM调制信号进行SCFDM解调,得到第二SCFDM解调信号,该第二SCFDM解调信号中包括N个第九信号,该第九信号为对预设信号进行SCFDM调制并经过SCFDM解调后的信号;该确定单元,还用于分别确定该N个第九信号中的每个第九信号相对于该第九信号对应的预设信号的相位变化量,得到N个相位变化量;该确定单元,还用于将该N个相位变化量中的最大相位变化量对应的第九信号确定为配置伪导频的中心位置信号;该确定单元,还用于确定该N个相位变化量的平均相位变化量;该确定单元,还用于根据该平均相位变化量、当前配置的伪导频的个数、以及第一预设公式,确定配置伪导频的步进,其中,该第一预设公式包括:S表示伪导频的步进,p表示当前配置的伪导频的个数,θ表示平均相位变化量,表示向上取整;该更新单元,还用于根据该配置伪导频的中心位置信号、该当前配置的伪导频的个数和该伪导频的步进更新配置的伪导频的位置向量,其中,配置的伪导频的位置向量的初始值为一个1*N的随机向量。

在一种可能的设计中,该细相位噪声纠正单元具体用于:对该目标伪导频进行判决,得到判决结果;根据该判决结果对该第四信号进行细相位噪声估计,得到相位噪声在正交基展开的系数;利用该相位噪声在正交基展开的系数对该第四信号进行细相位噪声纠正,得到第五信号。

具体的,通过本发明实施例提供的接收设备执行上述的信号处理的方法可参考上述方法实施例,此处不再赘述。

由于本发明实施例提供的接收设备可用于执行上述的信号处理方法,因此其所能获得的技术效果可参考上述方法部分,此处不再赘述。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种信号处理系统的架构图;

图2为本发明实施例提供的一种信号处理方法的流程示意图;

图3为本发明实施例提供的一种信号处理方法的流程示意图;

图4为本发明实施例提供的一种信号处理方法的流程示意图;

图5为本发明实施例提供的一种接收设备对信号处理的示意图;

图6为本发明实施例提供的一种接收设备的结构示意图;

图7为本发明实施例提供的又一种接收设备的结构示意图;

图8为本发明实施例提供的又一种接收设备的结构示意图。

具体实施方式

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描述。

如本发明所使用的术语“组件”、“模块”、“系统”等等旨在指代计算机相关实体,该计算机相关实体可以是硬件、固件、硬件和软件的结合、软件或者运行中的软件。例如,组件可以是,但不限于是:在服务器上运行的处理器、对象、可执行文件、执行中的线程、程序和/或计算机。作为示例,在计算设备上运行的应用和该计算设备都可以是组件。一个或多个组件可以存在于执行中的过程和/或线程中,并且组件可以位于一个计算机中以及/或者分布在两个或更多个计算机之间。此外,这些组件(能够从在其上具有各种数据结构的各种计算机可读介质中执行。这些组件可以通过诸如根据具有一个或多个数据分组(例如,来自一个组件的数据,该组件与本地系统、分布式系统中的另一个组件进行交互和/或以信号的方式通过诸如互联网之类的网络与其它系统进行交互)的信号,以本地和/或远程过程的方式进行通信。

此外,本发明将围绕可包括多个设备、组件、模块等的系统来呈现各个方面、实施例或特征。应当理解和明白的是,各个系统可以包括另外的设备、组件、模块等,并且/或者可以并不包括结合附图讨论的所有设备、组件、模块等。此外,还可以使用这些方案的组合。

需要说明的是,本文中的“/”表示或的意思,例如,A/B可以表示A或B;本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。“多个”是指两个或多于两个。

需要说明的是,本发明实施例中,“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本发明实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言,使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

需要说明的是,为了便于清楚描述本发明实施例的技术方案,在本发明的实施例中,采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分,本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定。

需要说明的是,本发明实施例中,除非另有说明,“多个”的含义是指两个或两个以上。例如,多个信号是指两个或两个以上的信号。

需要说明的是,本发明实施例中,“的(英文:of)”,“相应的(英文:corresponding,relevant)”和“对应的(英文:corresponding)”有时可以混用,应当指出的是,在不强调其区别时,其所要表达的含义是一致的。

如图1所示,为本发明实施例提供的信号处理系统示意图,该信号处理系统主要包括三个部分:发送设备101、信道105、和接收设备106。其中,信道105用于传输信号。发送设备101包括:M阶正交振幅调制(英文:M-Quadrature Amplitude Modulation,缩写:M-QAM)模块102、伪导频配置模块103、SCFDM调制模块104。M-QAM调制模块102用于对信号进行M-QAM调制,伪导频配置模块103用于根据伪导频当前的配置信息为信号配置伪导频,SCFDM调制模块104用于对信号进行SCFDM调制。接收设备106包括:SCFDM解调模块107、相位噪声纠正模块108和M-QAM解调模块109。SCFDM解调模块107用于对信号SCFDM解调,相位噪声纠正模块108利用导频对信号进行粗相位噪声纠正,利用伪导频对信号进行细相位噪声纠正,M-QAM解调模块109用于对信号进行M-QAM解调。

需要说明的是,通常,SCFDM系统中,输入的传输信号为时域信号,输出的传输信号也为时域信号,而在SCFDM系统中对信号的处理有时需要在频域进行处理,因此需要对信号进行快速傅里叶变换(英文:Fast Fourier Transformation,缩写:FFT)将信号由时域变换到频域,在频域处理后需要对信号进行IFFT变换将信号由频域变换到时域。在此进行统一说明,该说明适用于下述各实施例,以下不再赘述。

下面结合图1的示意图对本发明实施例提供的信号处理方法进行描述,如图2所示,为本发明实施例提供的信号处理方法的流程图,包括步骤S201-S214:

S201、发送设备将待传输信号进行M-QAM调制,得到信号1。信号1包括N-1个M-QAM调制信号,N为不小于2的正整数。

S202、发送设备在信号1的前端插入一个信号2,得到信号3。其中,信号2为与M-QAM调制信号形式相同的导频信号。

需要说明的是,导频信号为发送设备和接收设备预先配置的已知信号。其中,在M-QAM调制之后,发送设备将一个已知信号作为导频插入信号1的前端。每个信号1的导频信号可以为相同的已知信号,也可以为不同的已知信号,本发明实施例对此不做具体限定。

需要说明的是,本发明实施例中由于配置的伪导频为传输信号,传输信号通常为未知信号。通常,在信号处理过程中会产生相位模糊的问题,因此在发送设备和接收设备增加一个已知信号作为导频,以解决信号处理过程中产生的相位模糊的问题。

S203、发送设备根据当前的伪导频配置信息为信号3配置伪导频。

具体的,当前的伪导频配置信息包括:当前配置的伪导频的位置向量、当前配置的伪导频的个数和当前配置的伪导频的功率放大倍数,其中,当前配置的伪导频的位置向量为一个1*N的向量。

具体的,发送设备根据当前的伪导频配置信息为第一M-QAM调制信号配置伪导频包括:根据当前配置的位置向量中对应的信号位置,将所在位置的信号按照当前配置信息中的功率放大倍数进行功率放大。

S204、发送设备将配置了伪导频的信号3进行SCFDM调制,得到第一SCFDM调制信号。

具体的,SCFDM调制包括:输入信号首先经过FFT变换到频域,在频域对频谱进行整形之后再经过IFFT变换到时域。

S205、发送设备向接收设备发送第一SCFDM调制信号。

需要说明的是,通常信道传输的是模拟信号,而经过SCFDM调制的信号为数字信号,因此信号进入信道前首先需要经过数模转换,而接收设备接收经过信道传输的信号之后,则首先需要进行模数转换。

S206、接收设备接收第一SCFDM调制信号。

S207、接收设备将第一SCFDM调制信号进行SCFDM解调,得到第一SCFDM解调信号。第一SCFDM解调信号中包括N-1个第一信号(记为:信号4)以及一个第二信号(记为:信号5)。

其中,N-1个信号4中的每个信号4为对一个M-QAM调制信号进行SCFDM调制并经过SCFDM解调后的信号,信号5为对1个导频信号(即信号2)进行SCFDM调制并经过SCFDM解调后信号,N为不小于2的正整数。

具体的,SCFDM解调包括:将第一SCFDM调制信号通过FFT由时域变换到频域,根据系统的预设信号得到信道的频域响应H后对频域信号进行信道均衡,再将频域信号根据IFFT变换到时域。

需要说明的是,通常在对信号进行调制并经过信道传输后,信号的带内频谱不平坦,频率点衰减不同,因此需要在频域进行信道均衡来对信号的变化进行信道补偿。

S208、接收设备确定信号5相对于信号2的相位变化量。

S209、接收设备根据相位变化量,对N-1个信号4中的每个信号4分别进行粗相位噪声纠正,得到N-1个第三信号(记为:信号6)。

S210、接收设备获取当前的伪导频配置信息。

S211、接收设备根据当前的伪导频配置信息,提取第四信号(记为:信号7)中的目标伪导频。

具体的,信号7包括信号5和N-1个信号6。

具体的,根据当前的伪导频配置信息,提取第四信号(记为:信号7)中的目标伪导频,包括:根据当前配置的伪导频的位置向量,提取对应位置的目标伪导频。

S212、接收设备根据目标伪导频,对信号7进行细相位噪声纠正,得到第五信号(记为:信号8)。

具体的,信号8包括一个第六信号(记为:信号9)和N-1个第七信号(记为:信号10),其中信号9为对信号5进行细相位噪声纠正后的信号,N-1个信号10中的每个信号10为N-1个信号6中的每个信号6进行细相位噪声纠正后的信号。

S213、接收设备删除信号8中的信号9,得到N-1个信号10。

S214、接收设备将信号N-1个信号10进行M-QAM解调得到第八信号(记为:信号11)并输出。

本发明实施例提供的信号处理方法中,发送设备根据当前伪导频的配置信息,对信号配置伪导频,接收设备根据预先配置的一个导频,对信号进行粗相位纠正,接收设备根据伪导频的配置信息提取目标伪导频并进行细相位噪声纠正,相对于现有技术中在每个符号内插入导频的方案,增加的冗余仅为一个已知的导频,因此可以在去除SCFDM系统中相位噪声引起的ICI的同时,减少系统的额外开销。

可选的,如图3所示,在步骤S210之前,接收设备还可以更新伪导频的配置信息中的功率放大倍数和伪导频的个数,该过程包括步骤S215-S217:

S215、设置接收设备的计数器的初始信息为count_K=0且count_P=0。

其中,计数器count_K记录配置的伪导频的功率放大倍数的更改次数,计数器count_P记录配置的伪导频的个数的更改次数。

S216、当接收设备解调信号的正确率低于设定门限值时,接收设备按照如下方式更新配置的伪导频的功率放大倍数和配置的伪导频的个数:

T1:当count_K≤count_P时,k=k+0.5db,count_K=count_K+1,其中,count_K≤count_Kmax,count_P≤count_Pmax,k表示配置的伪导频的功率放大倍数,k的初始值为1db。

T2:当count_K>count_P时,p=p+1,count_P=count_P+1,其中,count_K≤count_Kmax,count_P≤count_Pmax,p表示配置的伪导频的个数,p的初始值为2。

示例性的,当接收设备解调信号的正确率第一次低于设定门限值时:接收设备的计数器count_K=0,并且计数器count_P=0。由于计数器count_K的值等于计数器count_P的值,因此伪导频的功率放大倍数增加0.5db,更新为1.5db,计数器count_K的值加1更新为1,计数器count_P的值不变。

当接收设备解调信号的正确率第二次低于设定门限值时:由于计数器count_K=1,计数器count_P=0,因此,伪导频的个数加1更新为3,计数器count_P的值加1更新为1,计数器count_K的值不变。

当接收设备解调信号的正确率第三次低于设定门限值时:由于计数器count_K的值等于计数器count_P的值,因此伪导频的功率放大倍数增加0.5db更新为2db,计数器count_K的值加1更新为2。

以此类推,当更新的次数超过预设的最大次数时,说明系统的性能较差,通过配置伪导频也无法有效去除噪声的影响,因此停止更新伪导频的配置信息。

需要说明的是,上述更新规则是以首先更新伪导频的功率放大倍数为例进行说明,若首先更新伪导频的个数,则更新规则为:

当count_K<count_P时,k=k+0.5db,count_K=count_K+1,其中,count_K≤count_Kmax,count_P≤count_Pmax,k表示配置的伪导频的功率放大倍数,k的初始值为1db。

当count_K≥count_P时,p=p+1,count_P=count_P+1,其中,count_K≤count_Kmax,count_P≤count_Pmax,p表示配置的伪导频的个数,p的初始值为2。

示例性的,当接收设备解调信号的正确率第一次低于设定门限值时:由于计数器count_K的值等于计数器count_P的值,因此,伪导频的个数加1变为3,计数器count_P的值加1变为1,计数器count_K的值不变。

当接收设备解调信号的正确率第二次低于设定门限值时:由于计数器count_P=1,计数器count_K=0,因此,伪导频的功率放大倍数增加0.5db,更新为1.5db,计数器count_K的值加1变为1,计数器count_P的值不变

当接收设备解调信号的正确率第三次低于设定门限值时:由于计数器count_K的值等于计数器count_P的值,伪导频的个数加1变为4,计数器count_P的值加1变为2。

以此类推,当更新的次数超过预设的最大次数时,说明系统的性能较差,通过配置伪导频也无法有效去除噪声的影响,因此停止更新伪导频的配置信息。

本发明对首先更新伪导频的功率放大倍数还是首先更新伪导频的个数不作具体限定。

S217、接收设备向发送设备发送更新后的伪导频的个数或者功率放大倍数,以使得发送设备根据该更新后的伪导频的个数更新当前配置的伪导频的个数或者根据该更新后的伪导频的功率放大倍数更新当前配置的伪导频的功率放大倍数。

可选的,如图4所示,在步骤S210之前,接收设备还可根据预设信息更新伪导频的位置向量,该过程包括步骤S218-S226:

S218、接收设备接收第二SCFDM调制信号。

S219、接收设备将第二SCFDM调制信号进行SCFDM解调,得到第二SCFDM解调信号。第二SCFDM解调信号中包括N个第九信号(记为:信号12),信号12为对预设信号进行SCFDM调制并经过SCFDM解调后的信号。

需要说明的是,预设信号为发送设备和接收设备提前配置的相同的已知信号,预设信号可以用来测试信道的优劣,预设信号可以是一组N个已知的信号,也可以是多组N个已知的信号,通常,在信号处理中预设信号可以为前导信号,本发明实施例对此不作具体限定。

S220、接收设备分别确定N个信号12中的每个信号12相对于该信号12对应的预设信号的相位变化,得到N个相位变化量。

S221、接收设备将N个相位变化量中的最大相位变化量对应的信号12确定为配置伪导频的中心位置信号。

S222、接收设备确定N个相位变化量的平均相位变化量。

S223、接收设备根据平均相位变化量、当前配置的伪导频的个数,以及公式(1)确定配置伪导频的步进。

其中,S表示伪导频的步进,p表示当前配置的伪导频的个数,θ表示平均相位变化量,表示向上取整。

S224、接收设备根据配置伪导频的中心位置信号、当前配置的伪导频的个数和伪导频的步进更新配置伪导频的位置向量。

其中,发送设备配置的伪导频的位置向量的初始值为一个1*N的随机向量。

需要说明的是,根据本发明实施例提供的确定配置伪导频的位置的方法,虽然也是等间距配置,但不是在N个信号中均匀分布,而是可以根据实际信道的性能调节配置伪导频的位置,以灵活的步长进行配置。在具有快速相位变化的信道中,可以对快速的相位变化做出及时调整。然而,在相位变化较为缓慢的信道中,配置伪导频的位置时,在N个信号中均匀分布,也可以达到以最大的步进配置伪导频的效果,即可以更加精确的抑制相位噪声中的ICI。

S225、接收设备向发送设备发送更新后的伪导频的位置向量。

S226、发送设备根据更新后的伪导频的位置向量更新当前配置的伪导频的位置向量。

由上述更新伪导频的个数、伪导频的功率放大倍数以及伪导频的位置向量的规则可知,本发明实施例中,接收设备与发送设备第一次更新伪导频的配置信息时仅更新了伪导频的位置向量。而由上述公式(1)可知,伪导频的位置向量与伪导频的个数相关,因此在后续需要更新伪导频的个数时,也需要按照步骤S224的方式同步更新伪导频的位置向量。

具体的,本发明实施例中的根据目标伪导频,对信号7进行细相位噪声纠正,得到信号8,具体可以包括:

接收设备对目标伪导频进行判决,得到判决结果。

接收设备根据判决结果对信号7进行细相位噪声估计,得到相位噪声在正交基展开的系数。

接收设备利用相位噪声在正交基展开的系数对信号7进行细相位噪声纠正,得到信号8。

具体的,本发明实施例中接收设备可以根据最小二乘法得到细相位噪声在正交基展开的系数,也可以根据其他方法获得,本发明实施例对此不做具体限定。

本发明实施例提供的信号处理方法中,接收设备接收第一SCFDM调制信号,并对第一SCFDM调制信号进行SCFDM解调,得到第一SCFDM解调信号,第一SCFDM解调信号中包括N-1个第一信号以及一个第二信号,N-1个第一信号中的每个第一信号为对一个传输信号进行SCFDM调制后的信号,第二信号为对1个导频信号进行SCFDM调制并经过SCFDM解调后的信号,N为不小于2的正整数;确定第二信号相对于导频信号的相位变化量;根据相位变化量,对N-1个第一信号中的每个第一信号分别进行粗相位噪声纠正,得到N-1个第三信号;获取当前的伪导频配置信息,并根据当前的伪导频配置信息,提取第四信号中的目标伪导频,第四信号包括第二信号和N-1个第三信号;根据目标伪导频,对第四信号进行细相位噪声纠正,得到第五信号,第五信号包括一个第六信号和N-1个第七信号,其中,第六信号为对第二信号进行细相位噪声纠正后的信号,N-1个第七信号中的每个第七信号为对N-1个第三信号中的每个第三信号进行细相位噪声纠正后的信号;删除第五信号中的第六信号,得到N-1个第七信号;将N-1个第七信号进行M-QAM解调得到第八信号并输出。本发明实施例提供的信号处理方法中,发送设备根据当前伪导频的配置信息,对信号配置伪导频,接收设备根据预先配置的一个导频,对信号进行粗相位纠正,接收设备根据伪导频的配置信息提取目标伪导频并进行细相位噪声纠正,相对于现有技术中的在每个符号内插入导频来说,增加的冗余仅为一个已知的导频,因此可以在去除SCFDM系统中相位噪声引起的ICI的同时,减少系统的额外开销。

下面将结合上述的信号处理方法,给出一个具体的示例如下。

在SCFDM系统中,数字信号是被划分成数据块的形式来处理,对于第i个发送信号ai,接收设备的接收信号为ri=ΦiHai+wi,相位噪声Φi的对角元素Ψi在正交基上展开为:Ψi=BΓi。

其中,为对角矩阵,对角元素为引入的相位噪声,H为根据预设信号得到信道频率响应的矩阵,wi为第i个符号的加性高斯白噪声。B=[b0b1…bζ-1]是ζ维空间的ζ个正交基,Γi=[γi(0)γi(1)…γi(ζ-1)]T是相位噪声在正交基上展开的系数。

具体的,如图5所示,为本发明实施例提供的一种接收设备的信号处理过程。

第一、接收信号ri为时域信号,接收设备对接收信号ri进行SCDFM解调,通过FFT将时域信号变换到频域,在频域根据信道的频域响应H对频域信号进行信道均衡,然后再通过IFFT变换到时域。

第二、接收设备根据接收信号ri中预先插入的一个导频的相位变化量对接收信号ri中除导频信号之外的其它信号进行粗相位噪声纠正。其中,经过粗相位噪声纠正的信号(上述实施例中的第四信号)为:

其中,F表示傅立叶变换,FH表示逆傅立叶变换,为利用导频所估计的公共相位误差。

第三、接收设备根据当前的伪导频的配置信息提取信号中目标伪导频,并对该目标伪导频进行判决,得到判决结果该判决结果在细相位噪声纠正中使用。

第四、细相位噪声估计中,接收设备采用最小二乘法计算相位噪声在正交基展开的系数为:

其中,εi为根据接收信号还原的发送信号与实际发送信号之间的偏差。

进而,接收设备根据该相位噪声在正交基展开的系数对信号进行细相位噪声纠正。其中,经过细相位噪声纠正后的信号为:

进而,接收设备根据当前的伪导频配置信息中的当前配置的伪导频的功率放大倍数将信号zi中的伪导频进行功率缩小,获得信号J。

第五、接收设备删除信号J中的导频信号,获得信号W,并对信号W进行M-QAM解调,得到最终的输出信号并输出。

本发明实施例还提供一种接收设备60,如图6所示,该接收设备60包括:接收单元601、SCFDM解调单元602、确定单元603、粗相位噪声纠正单元604、获取单元605、提取单元606、细相位噪声纠正单元607、删除单元608、M-QAM解调单元609和输出单元610。

接收单元601,用于接收第一SCFDM调制信号。

SCFDM解调单元602,用于对第一SCFDM调制信号进行SCFDM解调,得到第一SCFDM解调信号,第一SCFDM解调信号中包括N-1个第一信号以及一个第二信号,N-1个第一信号中的每个第一信号为对一个传输信号进行SCFDM解调后的信号,第二信号为对1个导频信号进行SCFDM调制并经过SCFDM解调后的信号,N为不小于2的正整数。

确定单元603,用于确定第二信号相对于导频信号的相位变化量。

粗相位噪声纠正单元604,用于根据相位变化量,对N-1个第一信号中的每个第一信号分别进行粗相位噪声纠正,得到N-1个第三信号。

获取单元605,用于获取当前的伪导频配置信息。

提取单元606,用于根据当前的伪导频配置信息,提取第四信号中的目标伪导频,第四信号包括第二信号和N-1个第三信号。

细相位噪声纠正单元607,用于根据目标伪导频,对第四信号进行细相位噪声纠正,得到第五信号,第五信号包括一个第六信号和N-1个第七信号,其中,第六信号为对第二信号进行细相位噪声纠正后的信号,N-1个第七信号中的每个第七信号为对N-1个第三信号中的每个第三信号进行细相位噪声纠正后的信号。

删除单元608,用于删除第五信号中的第六信号,得到N-1个第七信号。

M-QAM解调单元609,用于将N-1个第七信号进行M-QAM解调得到第八信号。

输出单元610,用于输出第八信号。

进一步,当前的伪导频配置信息包括:当前配置的伪导频的位置向量、当前配置的伪导频的个数和当前配置的伪导频的功率放大倍数,其中,当前配置的伪导频的位置向量为一个1*N的向量。

进一步,如图7所示,接收设备60还包括设置单元611和更新单元612。

设置单元611,用于在获取单元获取当前配置的伪导频的个数和当前配置的伪导频的功率放大倍数之前,设置接收设备的计数器的初始信息为count_K=0且count_P=0,其中,计数器count_K记录配置的伪导频的功率放大倍数的更改次数,计数器count_P记录配置的伪导频的个数的更改次数。

更新单元612,用于当接收设备解调信号的正确率低于设定门限阈值时,按照如下方式更新配置的伪导频的功率放大倍数和配置的伪导频的个数:

当count_K≤count_P时,k=k+0.5db,count_K=count_K+1,其中,count_K≤count_Kmax,count_P≤count_Pmax,k表示配置的伪导频的功率放大倍数,k的初始值为1db。

或者,当count_K>count_P时,p=p+1,count_P=count_P+1,其中,count_K≤count_Kmax,count_P≤count_Pmax,p表示配置的伪导频的个数,p的初始值为2。

进一步,接收单元601,还用于在获取单元获取当前的伪导频的位置向量之前,接收第二SCFDM调制信号。

解调单元602,还用于对第二SCFDM调制信号进行SCFDM解调,得到第二SCFDM解调信号,第二SCFDM解调信号中包括N个第九信号,第九信号为对预设信号进行SCFDM调制并经过SCFDM解调后的信号。

确定单元603,还用于分别确定N个第九信号中的每个第九信号相对于该第九信号对应的预设信号的相位变化量,得到N个相位变化量。

确定单元603,还用于将N个相位变化量中的最大相位变化量对应的第九信号确定为配置伪导频的中心位置信号。

确定单元603,还用于确定N个相位变化量的平均相位变化量。

确定单元603,还用于根据平均相位变化量、当前配置的伪导频的个数、以及第一预设公式,确定配置伪导频的步进,其中,第一预设公式包括:

S表示伪导频的步进,p表示当前配置的伪导频的个数,θ表示平均相位变化量,表示向上取整。

更新单元612,还用于根据配置伪导频的中心位置信号、当前配置的伪导频的个数和伪导频的步进更新配置的伪导频的位置向量,其中,配置的伪导频的位置向量的初始值为一个1*N的随机向量。

进一步的,细相位噪声纠正单元607具体用于:

对目标伪导频进行判决,得到判决结果。

根据判决结果对第四信号进行细相位噪声估计,得到相位噪声在正交基展开的系数。

利用相位噪声在正交基展开的系数对第四信号进行细相位噪声纠正,得到第五信号。

具体的,通过本发明实施例提供的接收设备可用于执行上述的信号处理方法,此处不再赘述。

由于本发明实施例提供的接收设备可用于执行上述的信号处理方法,因此其所能获得的技术效果可参考上述方法部分,此处不再赘述。

如图8所示,本发明实施例还提供了一种接收设备示意图。接收设备800包括至少一个处理器801,通信总线802,存储器803以及至少一个通信接口804。

处理器801可以是一个通用中央处理器(英文:Central Processing Unit,缩写:CPU),微处理器,特定应用集成电路(英文:Application-Specific Integrated Circuit,缩写:ASIC),或一个或多个用于控制本发明方案程序执行的集成电路。

通信总线802可包括一通路,在上述组件之间传送信息。

通信接口804,使用任何收发器一类的装置,用于与其他设备或通信网络通信,如以太网,无线接入网(英文:Radio Access Network,缩写:RAN),无线局域网(英文:Wireless Local Area Networks,缩写:WLAN)等。

存储器803可以是只读存储器(英文:Read-Only Memory,缩写:ROM)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备,随机存取存储器(英文:Random Access Memory,缩写:RAM)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备,也可以是电可擦可编程只读存储器(英文:Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory,缩写:EEPROM)、只读光盘(英文:Compact Disc Read-Only Memory,缩写:CD-ROM)或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质,但不限于此。存储器可以是独立存在,通过总线与处理器相连接。存储器也可以和处理器集成在一起。

其中,存储器803用于存储执行本发明方案的应用程序代码,并由处理器801来控制执行。处理器801用于执行存储器803中存储的应用程序代码。

在具体实现中,作为一种实施例,处理器801可以包括一个或多个CPU,例如图8中的CPU0和CPU1。

在具体实现中,作为一种实施例,接收设备800可以包括多个处理器,例如图8中的处理器801和处理器808。这些处理器中的每一个可以是一个单核(英文:single-CPU)处理器,也可以是一个多核(英文:multi-CPU)处理器。这里的处理器可以指一个或多个设备、电路、和/或用于处理数据(例如计算机程序指令)的处理核。

在具体实现中,作为一种实施例,接收设备800还可以包括输出设备805和输入设备806。输出设备805和处理器801通信,可以以多种方式来显示信息。输入设备806和处理器801通信,可以以多种方式接受用户的输入。

上述的接收设备800可以是一个通用计算机设备或者是一个专用计算机设备。在具体实现中,接收设备800可以是台式机、便携式电脑、网络服务器、掌上电脑(英文:Personal Digital Assistant,缩写:PDA)、移动手机、平板电脑、无线终端设备、通信设备、嵌入式设备或有图8中类似结构的设备。本发明实施例不限定接收设备800的类型。

由于本发明实施例提供的接收设备可用于执行上述的信号处理方法,因此其所能获得的技术效果可参考上述方法部分,此处不再赘述。

尽管在此结合各实施例对本发明进行了描述,然而,在实施所要求保护的本发明过程中,本领域技术人员通过查看所述附图、公开内容、以及所附权利要求书,可理解并实现所述公开实施例的其他变化。在权利要求中,“包括”(英文:comprising)一词不排除其他组成部分或步骤,“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施,但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。

本领域技术人员应明白,本发明的实施例可提供为方法、装置(设备)、或计算机程序产品。因此,本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。计算机程序存储/分布在合适的介质中,与其它硬件一起提供或作为硬件的一部分,也可以采用其他分布形式,如通过Internet或其它有线或无线电信系统。

本发明是参照本发明实施例的方法、装置(设备)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管结合具体特征及其实施例对本发明进行了描述,显而易见的,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,可对其进行各种修改和组合。相应地,本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的本发明的示例性说明,且视为已覆盖本发明范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

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