CN101860516A - 一种信号解调方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种信号解调方法,其包括对信号进行中间码定位并提取一个时隙的信号;对提取的信号进行信道估计和联合检测;和对联合检测后的数据进行硬判决。硬判决具体包括:按照中间码的位置将数据分为中间码前符号数据和中间码后符号数据,并将所述中间码前符号数据倒序排列;对倒序排列后的中间码前符号数据逐个进行相位补偿,并对补偿后的数据进行硬判决,其中,离中间码近的第一个符号数据的相位补偿值为零,其它符号数据的相位补偿值为前一符号数据与其相位补偿后的数据的硬判决的相角差,对中间码后符号数据按倒序排列后的所述中间码前符号数据的处理方法进行同样处理;以及将硬判决后的中间码前符号数据倒序排列后与硬判决后的中间码后符号数据合并。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域,尤其涉及一种信号解调方法。
背景技术
在3G(Third Generation,第三代)和B3G(Beyond Third Generation,超三代)移动通信系统中,编码技术根据不同信道条件采用了QPSK(Quadrature Phase Shift Keying,正交相移键控)、16QAM(QuadratureAmplitude Modulation,正交幅度调制)的调制方式。由于信号间存在着ISI(Inter-Singnals Interference,码间干扰)、MAI(Multi-Access Interference,多址干扰)和频率误差(如多普勒效应、测试过程中频率误差不达标情况下)等干扰,通信系统的性能受到了限制。
为了提高通信系统的性能,信道估计和联合检测技术被用来消除信号间的ISI和MAI干扰。联合检测技术是在传统检测技术的基础上,充分利用造成MAI的所有用户信号及其多径的先验信息(信号之间的相关性时已知的:如确知的用户信道码,各用户的信道估计),把用户信号的分离当作一个统一的相互关联的联合检测过程来完成,从而具有优良的抗干扰性能,降低了系统对功率控制精度的要求,因此可以更加有效地利用上行链路频谱资源,显著地提高系统容量。
然而,在通过信道估计和联合检测去除ISI、MAI干扰之后,信号还存在着一种线性偏差,这种偏差是由频率误差引起的相位偏差。由于多普勒频移和本地载波误差的影响,接收数据信号会产生缓慢的频率漂移,从而使接收数据信号出现相位漂移,对通信系统会产生恶劣影响,使系统性能下降。现有的消除频偏的方法均十分复杂,计算量大且硬件资源占用大。
因此,亟待提供一种改进的信号解调方法以克服上述缺陷。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种算法复杂度低、硬件资源占用少且能有效保证了解调性能的信号解调方法。
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种信号解调方法,其包括以下步骤:
1)对接收到的基带信号进行中间码定位并提取一个时隙的信号;
2)对提取的信号进行信道估计和联合检测以消除码间干扰和多址干扰;
3)对联合检测后的数据进行硬判决。
其中,步骤3)具体包括:A)按照所述中间码的位置,将联合检测后的数据分为中间码前符号数据和中间码后符号数据,并将所述中间码前符号数据倒序排列;B)对倒序排列后的所述中间码前符号数据逐个进行相位补偿,并对补偿后的数据进行硬判决,其中,离所述中间码近的第一个符号数据的相位补偿值为零,其它符号数据的相位补偿值为前一符号数据与其相位补偿后的数据的硬判决的相角差,对中间码后符号数据按倒序排列后的所述中间码前符号数据的处理方法进行同样处理;以及C)将硬判决后的中间码前符号数据倒序排列后与硬判决后的中间码后符号数据合并。
与现有技术相比,本发明的信号解调方法首先通过信道估计和联合检测去除ISI和MAI,然后通过对符号数据逐个进行相位补偿消除频率误差,最终简便地得到信号的解调值,不仅大大减少了算法复杂度、硬件资源的占用且有效保证了解调性能。由于本发明的信号解调方法的后一数据的补偿值只依赖于前一数据的相位偏差,也就是说,该算法不依赖于信号的调制方式,对16QAM、QPSK单独调制或16QAM/QPSK混合调制都适用。
优选地,在步骤3)之前,还包括将经过联合检测的数据根据码道占用情况,对所述信号进行分离,从而可以对16QAM/QPSK混合调制的信号分别进行处理。
通过以下的描述并结合附图,本发明将变得更加清晰,这些附图用于解释本发明的实施例。
附图说明
图1为本发明信号解调方法的一个实施例的流程示意图;
图2为本发明信号解调方法的另一实施例的流程图;
图3a为二进制比特数据流映射为QPSK符号的映射关系图;
图3b为QPSK符号星座图;
图4a为二进制比特数据流映射为16QAM符号的映射关系图;
图4b为16QAM符号星座图。
具体实施方式
现在参考附图描述本发明的实施例,附图中类似的元件标号代表类似的元件。如上所述,本发明提供了一种算法复杂度低、硬件资源占用少且能有效保证了解调性能的信号解调方法。
下面将结合附图详细阐述本发明实施例的技术方案。如图1所示,本实施例的信号解调方法包括以下步骤。
步骤101:对接收到的基带信号进行中间码定位并提取一个时隙的信号。
具体地,在接收到信号后,对接收到的信号进行滤波,对I、Q两路信号进行相关计算,得到相关峰值,根据相关峰值,确定接收到的信号的中间码的位置,确定时隙数据,然后将时隙数据输出。
步骤102:对提取的信号进行信道估计和联合检测以消除码间干扰和多址干扰。具体地,根据步骤101中确定的中间码的位置,提取中间码区和数据区,利用基本中间码与信号的128位中间码进行信道估计,计算出信道冲击响应,然后进行联合检测,从而消除ISI和MAI。
步骤103:按照所述中间码的位置,将联合检测后的数据分为中间码前符号数据和中间码后符号数据,并将所述中间码前符号数据倒序排列。
步骤104)对倒序排列后的所述中间码前符号数据逐个进行相位补偿,并对补偿后的数据进行硬判决,其中,离所述中间码近的第一个符号数据的相位补偿值为零,其它符号数据的相位补偿值为前一符号数据与其相位补偿后的数据的硬判决的相角差,对中间码后符号数据按倒序排列后的所述中间码前符号数据的处理方法进行同样处理。
在经过联合检测后,离中间码近的低一个符号数据的相位误差不会过大,所以对第一个符号数据的相位补偿值为零,也就是说,实际上不进行补偿处理。
步骤105:将硬判决后的中间码前符号数据倒序排列后与硬判决后的中间码后符号数据合并。
综上所述,本实施例通过步骤103-105完成所有数据的逐相位补偿及硬判决。
优选地,在步骤103之前,还可以包括将经过联合检测的数据根据码道占用情况,对所述信号进行分离,从而可以对16QAM/QPSK混合调制的信号进行解调。
本实施例的信号解调方法适用于数字移动通信终端的综合测试仪器中,通过联合检测和逐相位补偿相结合,有效解决了ISI、MAI和频率误差带来的影响,具有实时性强、占有硬件资源少、无需另外计算频偏,算法复杂度低且不依赖于信号的调制方式的优点,不仅减少了计算量,且有效保证了解调性能。
图2为本发明信号解调方法的第二实施例的流程示意图。如图2所示,本实施例的信号解调方法包括以下步骤。
步骤201:对接收到的基带信号进行中间码定位并提取一个时隙的信号。
具体地,在接收到信号后,对接收到的信号进行滤波,对I、Q两路信号进行相关计算,得到相关峰值,根据相关峰值,确定接收到的信号的中间码的位置,确定时隙数据,然后将时隙数据输出。
步骤202:对提取的信号进行信道估计和联合检测。具体地,根据步骤201中确定的中间码的位置,利用基本中间码与信号的中间码进行信道估计,计算出信道冲击响应,然后进行联合检测,从而消除ISI和MAI。
步骤203:按照所述中间码的位置,将所述基带信号分为中间码前符号数据和中间码后符号数据,并将所述中间码前符号数据倒序排列。
然后对倒序排列后的所述中间码前符号数据和中间码后符号数据分别按以下步骤处理:
步骤204:对最靠近所述中间码的第一符号数据d(1)进行硬判决,记为hard_d(1)。由于经过联合检测后,离中间码近的第一个符号数据的相位误差小,所以第一符号数据的相位补偿值为零,即对第一符号数据不做相位补偿处理,将其补偿后的数据直接记为d_compnstn(1)=d(1)。对补偿后的数据d_compnstn(1)进行硬判决,记为hard_d(1)。
步骤205:计算第一符号数据d(1)及其硬判决hard_d(1)的相角差Δθ(1)=θ(d(1))-θ(hard_d(1)),并利用所述相角差对下一符号数据,即第二符号数据d(2)的相角进行相位补偿。
步骤206:将当前处理的符号数据记为d(i),其相位补偿后的数据的硬判决记为hard_d(i),当前符号数据及其相应的硬判决的相角差记为Δθ(i)=θ(d(i))-θ(hard_d(i)),利用该相角差对下一符号数据进行相位补偿,得到d_compnstn(i+1),直至处理完所有数据。
具体的,根据以下公式对第一符号数据以外的符号数据进行相位补偿:d_compnstn(i+1)=d(i+1)*exp(-Δθ(i)),其中i为正整数。由于本实施例的信号解调方法的后一数据的补偿值只依赖于前一数据的相位偏差,也就是说,该算法不依赖于信号的调制方式,对16QAM、QPSK单独调制或16QAM/QPSK混合调制都适用。
进一步地,进行硬判决后,根据标准星座图,如图3b、4b所示,得到硬判决的相角值cos(θ(hard_d(i)))、sin(θ(hard_d(i))),计算相角差Δθ(i)=θ(d(i))-θ(hard_d(i)),然后计算d_compnstn(i+1)=d(i+1)*exp(-Δθ(i))。
优选地,如果接收到的基带信号为混合调制信号,则在步骤203之前还包括:将经过联合检测的数据根据码道占用情况,对信号进行分离。对于QPSK信号,将其进行归一化处理后,参照图3a-3b进行硬判决。对于16QAM信号,将其进行归一化处理后,参照图4a-4b进行硬判决。
在处理完所有符号数据后,执行步骤207:将硬判决后的中间码前符号数据倒序排列后与硬判决后的中间码后符号数据合并。
本实施例的信号解调方法先通过信道估计和联合检测,消除了ISI和MAI,然后通过逐相位补偿,消除了相位偏差。由于本发明有效去除了ISI、MAI和相位偏差,具有实时性强、占有硬件资源少、无需另外计算频偏,算法复杂度低、算法不依赖于信号的调制方式等优点。本发明不仅减少了计算量且有效保证了解调性能。
Claims (3)
1.一种信号解调方法,包括
1)对接收到的基带信号进行中间码定位并提取一个时隙的信号;
2)对提取的信号进行信道估计和联合检测以消除码间干扰和多址干扰;
3)对联合检测后的数据进行硬判决;
其特征在于,步骤3)具体包括:
A)按照所述中间码的位置,将联合检测后的数据分为中间码前符号数据和中间码后符号数据,并将所述中间码前符号数据倒序排列;
B)对倒序排列后的所述中间码前符号数据逐个进行相位补偿,并对补偿后的数据进行硬判决,其中,离所述中间码近的第一个符号数据的相位补偿值为零,其它符号数据的相位补偿值为前一符号数据与其相位补偿后的数据的硬判决的相角差,对中间码后符号数据按倒序排列后的所述中间码前符号数据的处理方法进行同样处理;以及
C)将硬判决后的中间码前符号数据倒序排列后与硬判决后的中间码后符号数据合并。
2.根据权利要求1所述的信号解调方法,其特征在于,步骤3)之前还包括:将经过联合检测的数据根据调制方式和码道占用情况,对各个码道的信号进行分离。
3.根据权利要求1或2所述的信号解调方法,其特征在于,在步骤B)中,将当前符号数据记为d(i),其相位补偿后的数据的硬判决记为hard_d(i),当前符号数据及其相应的硬判决的相角差记为Δθ(i)=θ(d(i))-θ(hard_d(i)),则根据以下公式对下一符号数据的相角进行相位补偿:d_compnstn(i+1)=d(i+1)*exp(-Δθ(i)),其中i为正整数。
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