CN105340184B - 用于无线传送的失真抑制 - Google Patents

Abstract

一种被布置为接收并抑制接收信号(S4)中的失真的接收器(200)，该接收信号(S4)包括信息信号，该信息信号占据第一频带，该接收信号(S4)进一步包括导频信号(S0)，该导频信号(S0)占据不同于该第一频带的第二频带，该接收器(200)包括导频去除设备(220)，其被布置为接收经处理的接收信号(S5)并且从该经处理的接收信号(S5)提取并处理经处理的导频信号而作为经处理的已提取的导频信号(S24)，并且将该经处理的已提取的导频信号(S24)与该经处理的接收信号(S5)进行组合以生成失真被抑制的接收信号(S6)。

Description

用于无线传送的失真抑制

技术领域

本公开涉及一种传送器、一种接收器以及一种用于抑制接收信号中的失真的方法。

背景技术

以例如高于5-7GHz的高射频RF进行操作的通信系统通常通过使用高频电压受控振荡器VCO将信息信号从基带频率转换至高RF，这对该信息信号添加了相位失真。

相位失真被添加在该通信系统的传送侧而且也被添加在该通信系统的接收侧，前者是因为基带信息信号在传送之前被上变频为高RF，后者则是因为高RF接收信号被下变频回基带以便恢复所传送的信息信号。

另一方面，以例如低于3GHz的较低RF进行操作的通信系统与高RF通信系统相比趋向于引入较少的相位失真，这是因为涉及到较低频率的VCO。与以高RF进行操作的通信系统相反，这些类型的较低RF通信系统的信号处理架构很少被设计为处理大量的相位失真，因为这将会为该信号处理架构添加不必要的复杂度。

已经提出了用于在传输其它通信系统的信息信号时使用的高RF通信系统，上述其它通信系统诸如较低RF通信系统，包括移动电话系统、移动宽带系统、长期演进LTE系统，以及无线局域网、LAN、WiFi、WiMAX。传输在这里意味着较低RF通信系统的信息信号通过高RF系统进行传送而并不在该信息信号中重新生成已调制的数据。这种类型的传输有时被称作“前方牵引(front-hauling)”。

一种通过高RF通信系统传输较低RF信息信号的方式是将将要被传输的该较低RF信息信号从基带正交分量或者从低载波频率(例如，2GHz)上变频为高RF。然而，如以上所解释的，用于上变频或下变频的VCO将会添加失真，这在许多情况下将会使得所传送的数据不可能被较低频率的通信系统的信号处理架构所恢复，这是因为该架构并未被设计为应对例如高水平的相位噪声。

因此，需要例如在高RF系统中进行失真抑制，其并不要求在所传输的信息信号中重新生成数据。

发明内容

本公开的一个目标是至少提供一种方法、传送器和接收器，其寻求缓解、减轻或消除以上所标识的本领域中的一种或多种缺陷以及单独或任意组合形式的缺点，并且提供一种具有失真抑制的无线传送系统。

该目标通过一种接收器而实现，其被布置为接收并抑制接收信号中的失真。该接收信号包括信息信号。该信息信号占据第一频带。该接收信号进一步包括导频信号，其占据不同于该第一频带的第二频带。该接收器包括前端单元，其被适配为接收该接收信号并且生成经处理的接收信号，后者包括经处理的导频信号和经处理器的信息信号。该接收器进一步包括导频去除设备，其被布置为接收该经处理的接收信号。该导频去除设备包括导频提取器单元、导频处理器单元和补偿器单元。该导频提取器单元被布置为从该经处理的接收信号提取经处理的导频信号而作为已提取的导频信号。该导频处理器单元被布置为从该已提取的导频信号生成经处理的已提取的导频信号。该补偿器单元被布置为将该经处理的已提取的导频信号与该经处理的接收信号进行组合以生成失真被抑制的接收信号。该导频去除设备被布置为输出该失真被抑制的接收信号而作为该接收器的输出信号。

因此，只要失真影响到该已提取的导频信号和经处理的信息信号，由该补偿器单元进行组合就将对所述失真的至少一部分作出补偿，从而使得所述失真得到抑制。

根据一个方面，由该补偿器单元针对其进行补偿的失真包括由于至少一个电压受控振荡器所进行的频率转换所导致的相位失真以及频率误差中的至少一种或者它们的组合。

这里，相位失真也包括频率误差，即上变频和下变频频率的差异。因此，传送器和接收器之间的频率误差通过本技术而得到补偿。

根据一个方面，该接收器的前端单元被适配为获得第一混合信号。该第一混合信号具有第一混合信号频率以使得该失真被抑制的接收信号中所包括的信息信号的频带与该接收信号中所包括的信息信号的频带相符。

由此，该接收器的输入和输出上的信息信号频谱是相同的。因此，根据以上方面的接收器就其并不影响信息信号频带的频率位置的意义而言是透明的，这是本公开的益处所在。

根据一个方面，该导频去除设备的补偿器单元包括导频混合器单元，其被适配为通过将该经处理的接收信号乘以—即，混合—该经处理的已提取的导频信号而将该经处理的接收信号和该经处理的已提取的导频信号进行组合，从而生成该失真被抑制的接收信号。

根据一个方面，该导频去除设备的导频提取器单元包括导频提取滤波器，其被布置为至少对该第一频带进行抑制，并且至少使得该第二频带通过，以便从该经处理的接收信号获得该已提取的导频信号。

由此，部分是由于该导频信号和信息信号占据非重叠的频带，从该接收信号提取该导频信号能够通过被布置为过滤掉该第二频带的无源滤波器来实施。这是本公开的益处所在，因为所述无源滤波器能够在没有过度功耗的情况下以成本有效的方式来实施。

根据一个方面，该导频去除设备的导频处理器单元包括导频后处理单元，其被布置为获得导频频率转换信号，并且通过将该已提取的导频信号乘以该导频频率转换信号而转换该已提取的导频信号的频谱以形成经处理的已提取的导频信号。该导频后处理单元被布置为在将该经处理的已提取的导频信号乘以—即，混合—该经处理的接收信号以生成该失真被抑制的接收信号之前通过导频滤波器对该已提取的导频信号进行滤波。

因此，通过在频率上将该已提取的导频信号的频带向上或向下移动，该失真被抑制的接收信号的频带位置能够得到控制，即被定位于通过该导频频率转换信号的频率所确定的预定中心频率处。

根据一个方面，该导频去除设备的导频处理器单元包括追踪滤波器，其被布置为追踪该已提取的导频信号以生成该经处理的已提取的导频信号，以便对该经处理的已提取的导频信号中的宽带加性噪声进行抑制。该追踪滤波器包括Kalman滤波器、粒子滤波器和Wiener滤波器中的任意一种。

因此，通过该追踪滤波器的特征，该已提取的导频信号的信号质量通过该经处理的已提取的导频信号中的所述宽带加性噪声的抑制而有所提高。这是益处所在，因为系统中的整体失真有所减少。

根据一个方面，该导频去除设备的导频处理器单元还包括调制去除单元，其被适配为在将该经处理的已提取的导频信号乘以该经处理的接收信号以生成该失真被抑制的接收信号之前，从该已提取的导频信号中去除调制以生成经处理的已提取的导频信号。

以上所提到的目标还通过一种用于对传送信号进行传送的传送器而实现。该传送信号包括信息信号。该信息信号占据第一频带。该传送信号还包括导频信号。该导频信号占据不同于该第一频带的第二频带。该传送器被布置为获得输入信息信号并且从该输入信息信号生成该信息信号。该传送器还包括导频添加设备，其被布置为获得该导频信号。该导频信号与该信息信号是相位同步的。该导频添加设备还被布置为通过将该导频信号与信息信号进行组合而生成该传送器的传送信号。

因此，通过所公开的传送器单元，生成了传送信号，其使得可能如以上所讨论的在接收侧实施失真抑制而并不重新生成信息信号，即检测信息内容，随后为相位追踪和重新调制。

根据一个方面，该导频添加设备包括被布置为生成该导频添加设备所获得的导频信号的导频生成器，和被布置为将该输入信息信号乘以该导频信号以形成该信息信号的传送混合器设备。该导频添加设备进一步包括导频添加器，其被布置为将该信息信号与导频信号进行组合以获得该传送器的传送信号，从而在导频信号和信息信号之间提供相位同步。

通过导频信号和信息信号之间的相位同步的特征，通信系统中的失真得以进一步减少。这是由于在使用所提取的导频信号对所接收信号进行下变频时并没有引入相位失真，原因在于已经在传送器建立了相位同步。

根据一个方面，该传送器还被布置为接收导频数据信号，并且该导频添加设备还包括调制器，其被布置为在将经调制的导频信号和该信息信号进行组合以获得该传送信号之前通过该导频数据信号对该导频信号进行调制，从而提供承载该导频数据信号的被频谱扩宽的导频信号。

提供被频谱扩宽的导频信号的特征的益处在于，假设频谱幅度相等时，该被频谱扩宽的导频信号比并未被频谱扩宽的导频信号承载更多的能量。因此，实现了有所提高的导频信噪比，而并未超出例如通信系统的频谱屏蔽或传送许可。

以上所提到的目标进一步通过一种包括传送器、传送管道和接收器的通信系统而实现。该传送器被布置为接收输入信息信号，并且获得导频信号，以及生成传送信号。该传送信号包括导频信号并且还包括源自于该输入信息信号的信息信号。该传送管道被布置为从该传送器接收该传送信号，并且向该传送信号添加失真以形成失真的传送信号。该接收器被布置为从该传送管道接收该失真的传送信号作为接收信号。该接收器被布置为从该接收信号提取该导频信号作为已提取的导频信号，并且对该已提取的导频信号进行处理以生成经处理的已提取的导频信号，以及将该经处理器的已提取的导频信号与该接收信号进行组合以获得失真被抑制的接收信号。该通信系统因此被适配为对通过该传送管道向接收信号所添加的失真进行抑制。

根据一个方面，该传送管道包括从传送器和从接收器。该从传送器被布置为接收该传送信号并且将该传送信号重传至该从接收器。该从接收器被布置为接收该重传的传送信号以便生成该接收信号。该接收器被布置为从该从接收器接收该接收信号。

以上所提到的所述目标还通过一种接收器中用于对接收信号中的失真进行抑制的方法而获得。该方法包括获得包括信息信号的接收信号的步骤。该信息信号占据第一频带。该接收信号进一步包括导频信号，该导频信号占据不同于该第一频带的第二频带。该方法还包括从该接收信号提取导频信号以获得已提取的导频信号，并且还将该接收信号与该已提取的导频信号进行组合以生成失真被抑制的接收信号的步骤。该方法进一步包括使用该失真被抑制的接收信号作为该接收器的输出信号的步骤。

根据一个方面，该提取的步骤进一步包括由导频提取滤波器对该接收信号进行滤波，该导频提取滤波器被布置为至少对第一频带进行抑制，并且至少通过该第二频带，以便从该接收信号获得已提取的导频信号。

所述目标进一步通过一种通信系统中的方法而获得，该通信系统包括传送器、传送管道和接收器。该方法包括在传送器中获得信息信号和导频信号的步骤，并且还包括从该传送器经由传送管道向该接收器传送该通信系统的包括该信息信号和导频信号的组合的传送信号的步骤，该传送管道向该传送信号添加失真。该方法进一步包括在该接收器中从该传送管道接收失真的传送信号而作为接收信号，并且在该接收器中从该接收信号提取该导频信号而作为已提取的导频信号的步骤。该方法还包括在该接收器中将该已提取的导频信号与该接收信号进行组合以获得该通信系统的失真被抑制的接收信号的步骤。

所公开的装置和方法使得能够在添加了相对高的相位噪声的传送管道上传送对低相位噪声具有严格要求的信号。本公开的益处进一步在于，所述失真抑制独立于所传送的数据而完成，因此所传送的数据在被该传送管道进行传送之后无需被检测并重新生成。

使得独立于所传送数据的失真抑制有所简化的特征是信息信号处于并不与导频信号所处的第二频带相重叠的第一频带之中的特征。

附图说明

本公开另外的目标、特征和优势将由于以下详细描述而得以显现，其中本公开的一些方面将参考附图进行更为详细的描述，其中：

图1示意性示出了失真补偿技术的系统概况；

图2至图4是示出本公开的接收器的实施例的框图；

图5至图8是示出本公开的传送器的实施例的框图；

图9示意性示出了本公开的通信系统，并且

图10至图12是图示本公开的方法的实施例的流程图。

具体实施方式

随后参考附图对本公开的多个方面进行更为全面地描述。然而，这里所公开的装置和方法能够以许多不同形式来实现，而并不应当被理解为局限于这里所给出的方面。附图中同样的附图标记始终指代同样的要素。

这里所使用的术语仅是出于描述本公开的多个特定方面的目的，而并非意在对本公开加以限制。如这里所使用的，除非上下文以其它方式有所指出，否则单数形式“一”、“一个”和“该”也意在包括复数形式。

图1示出了本公开的失真补偿技术在频域中的系统概况100。在实施例中，针对其作出补偿的失真包括相位失真而且还可能包括频率误差。在其它实施例中，失真包括其它类型的失真，诸如由通信系统中诸如放大器之类的非线性元件所引入的非线性失真。

根据本公开的多个方面，这里的相位失真还包括频谱误差，即传送器上变频和接收器下变频的差异。因此，传送器和接收器之间的频谱误差由本技术作出补偿。

因此，根据一个方面，公开了一种在例如微波无线电链路之类的高频通信系统中进行相位失真缓解的技术。该技术适用于具有中心频率f₁Hz附近的预定义最大带宽的信息信号110的传送，并且包括在要以f_r Hz进行传送的信息信号110的带宽之外添加导频信号120。该导频信号120由传送器或者与该传送器相连地部署的设备所添加。

通信系统在传送期间添加了相位失真，如图1所示，作为所接收信号130的信号频谱的加宽。本公开的一个重要概念在于，由于导频信号120和信息信号110通过相同的引入失真的组件，所以相等或相似的失真被添加到导频信号120和信息信号110。接收器继而使用该导频信号对相位失真作出补偿，以便在以最小程度添加相位失真的情况下恢复该信息信号。

在接收器使用导频信号是通过以下来实现的，首先从所接收信号130提取导频信号140，并且随后将所提取的导频信号140与所接收的信号130进行组合以便在以最小程度添加相位失真的情况下获得失真被抑制的接收信号150。根据本公开多个方面，该组合构成了已提取的导频信号140和所接收信号130的混合，即相乘。

因此，本公开的构思是在刚好处于位针对将要传送的信息信号所分配的频谱之外的频率添加导频信号或导频音调。该导频信号在基带或中间载波频率被添加以便使得其接近于信息频谱并且简化滤波。如果该导频信号与信息信号同步，则通信系统中的失真能够被进一步减少，并且因此在实施例中给出了该信息信号和导频信号之间的同步。然而，导频信号和信息信号之间的同步并非该技术的要求所在。

本公开的一种应用是传统无线电信号在高频微波无线电链路上的传送。在所述应用中，本公开的技术体现于在现有传统无线电和微波无线电之间所插入的附加单元以使得能够在具有高相位噪声的链路进行传送。

图2示出了被布置为接收并抑制接收信号S4中的失真的接收器200。接收信号S4包括占据第一频带的信息信号。接收信号S4还包括占据不同于该第一频带的第二频带的导频信号S0。

因此，在第一和第二频带之间没有频率重叠。在该导频信号或信息信号并没有严格的频带限制并且占据非常宽的频带的多个方面，没有频率重叠应当被理解为意味着在第二频带中不存在明显的信息信号能量，并且在第一频带中不存在明显的导频信号能量。

如将在下文中所清楚的，导频信号和信息信号占据不同频带的特征简化了从接收信号S4提取导频信号S0。

接收器200还包括前端单元210，其被适配为接收该接收信号S4并且生成经处理的接收信号S5，后者包括经处理的导频信号和经处理的信息信号。接收器200进一步包括导频去除设备220，其被布置为接收该经处理的接收信号S5。导频去除设备220包括导频提取器单元230、导频处理器单元240和补偿器单元250。导频提取器单元220被布置为从经处理的接收信号S5提取经处理的导频信号作为已提取的导频信号S22。导频处理器单元240被布置为从已提取的导频信号S22生成经处理的已提取的导频信号S22。补偿器单元250被布置为将该经处理的已提取的导频信号S24与经处理的接收信号S5进行组合以生成失真被抑制的接收信号S6。该导频去除设备220继而被布置为输出所述失真被抑制的接收信号S6作为接收器200的输出信号。

根据一个方面，导频去除设备220进一步包括图1中并未示出的延迟单元1，其被布置为在经处理的接收信号S5通过补偿器单元250进行组合之前对其进行延迟。因此，经处理的已提取的导频信号被布置为在由补偿器单元250进行补偿的点与经处理的接收信号S5中所包括的经处理的导频信号被时间对准。

由于经处理的已提取的导频信号S24受到与经处理的信息信号相同的失真的影响，所以信息信号中的失真通过与经处理的已提取的导频信号进行组合而得到补偿。

接收信号中的失真因此在不需要重新生成信息信号—即检测数据并重新调制—的情况下得到补偿。因此，经由接收器200所进行的传送能够透明地完成，即所传送的信号并不需要是可能进行解调的已知信号，并且作为该信息信号的来源的通信系统并不需要了解该接收器200的存在。

图3示出了根据本公开的一个方面的接收器300，其中前端单元210’包括被布置为对接收信号S4进行放大的接收放大器单元320。

注意到，所述放大器所添加的任何失真都会以相同或至少相似的方式对导频信号和信息信号二者造成影响。因此，这样的失真中的一部分由于导频信号和信息信号的所述提取和组合而被导频去除设备220所补偿。

图3所示的前端单元210’进一步被适配为获得第一混合信号S21。根据一个方面，第一混合信号S21具有第一混合信号频率以使得失真被抑制的接收信号S6中所包括的信息信号的频带与接收信号S4中所包括的信息信号的频带相符。

图3所示的前端单元210’还包括接收混合器设备310。接收混合器设备310被布置为由混合信号生成器311获得第一混合信号S21，并且通过将接收信号S4乘以312—即，混合—第一混合信号S21而生成经处理的接收信号S5。

因此，通过选择第一混合信号频率S21，接收信号S4中所包括的信息信号的输入频谱将与失真被抑制的接收信号S6中的信息信号的输出频谱相符。这在要求在传送期间保持恒定频谱的系统中是关键特征。

因此，根据一个方面，失真被抑制的接收信号S6中的信息信号被布置为具有在频率上与接收信号S4中所包括的信息信号的频带相符的频带。一些微波无线电经常要求输入和输出信号处于具体的RF频率，这为接收器电路添加了一些额外的复杂度。因此，本技术的实施方式和实施例是预见到其中微波接收器以给定的中心频率输出所接收信号，并且传统无线电(根据一个方面的LTE无线电接收器)—即被布置为接收干扰抑制接收信号S6的无线电—同样要求信号的中心频谱出现在该给定的中心频率处。因此，如果接收信号S4中所包括的信息信号的输入频谱与失真被抑制的接收信号中所包括的信息信号的输出频谱相符则是有利的，因为这能够简化其他通信设备的设计和适配。

图4示出了根据本公开的一个方面的接收器400。接收器400中的导频去除设备220’的补偿器单元250在这里包括导频混合器单元250’，后者被适配为通过将经处理的接收信号S5乘以经处理的已提取的导频信号S24而将经处理的接收信号S5与经处理的已提取的导频信号S24进行组合。因此生成了失真被抑制的接收信号S6。

图4所示的导频去除设备220’的导频提取器单元230包括导频提取滤波器230’，其被布置为至少抑制第一频带并且至少使得第二频带通过，以便从经处理的接收信号S5获得已提取的导频信号S22。

使得导频信号和信息信号在频率上分开的特征简化了导频信号的提取，该提取在这里由无源滤波器所体现。然而，显然可能有更为先进的提取技术，包括有源滤波技术，其包括针对噪声抑制所布置的更为先进的信号处理例程。

如图4所示，导频去除设备220’的导频处理器单元240’进一步包括被布置为对已提取的导频信号S22进行放大的导频放大器单元430。

图4还利用导频后处理单元440和调制去除单元450的示例示出了导频处理器单元240’。这些功能块在图4所示的实施例的各个方面能够以不同方式来实施。图4所示的特定实施方式仅被理解为作为示例。还应当注意的是，导频后处理单元440或调制去除模块450对于实现本技术的完整功能而言都不是必要的。

如图4所示，导频去除设备220’的导频处理器单元240’包括导频后处理单元440，其被布置为获得441导频频率转换信号S23，并且通过将已提取的导频信号S22乘以导频频率转换信号S23而转换已提取的导频信号S22的频谱从而形成经处理的已提取的导频信号S24。图4所示的导频后处理单元440还被布置为在将经处理的已提取的导频信号S24乘以经处理的接收信号S5从而生成失真被抑制的接收信号S6之前通过导频滤波器442对已提取的导频信号S22进行滤波。

所述导频频率转换信号S23的好处在于，通过将导频频率转换信号S23的频率设置为预定值，干扰被抑制的接收信号的中心频率得以被确定。因此，该干扰被抑制的接收信号的中心频率能够被控制。

根据一个方面，导频去除设备220’的导频处理器单元240’还包括图4中并未示出的追踪滤波器，其被布置为对已提取的导频信号S22进行追踪以生成经处理的已提取的导频信号S24，以便对经处理的已提取的导频信号S24中的宽带加性噪声进行抑制，该追踪滤波器包括Kalman滤波器、粒子滤波器和Wiener滤波器中的任意一种。

根据一个方面，导频处理器单元240’还包括调制去除单元450，其被适配为在将经处理的已提取的导频信号S24乘以经处理的接收信号S5从而生成失真被抑制的接收信号S6之前从已提取的导频信号S22中去除调制从而生成经处理的已提取的导频信号S24。

图4所示的调制去除单元450被布置为去除二进制相移键控BPSK调制。然而，接收器400的多个方面包括被适配为从经处理的已提取的导频信号S24去除其它类型的调制的其它类型的调制去除单元。

根据一个方面，接收器400还包括图4中并未示出的导频检测器单元，其被布置为对已提取的导频信号S22进行解调并且检测导频信号S0所承载的导频数据信号S81，并且输出所检测的导频信号S81作为接收器400的输出信号。

因此，经调制的导频信号能够被用来承载去往接收器400的信息。

根据一个方面，结合图2至图4所讨论的接收信号的失真类型包括相位噪声，该相位噪声使得接收信号S4的相位发生失真。该相位噪声可以进一步包括频率误差。

图5示出了用于对传送信号S2进行传送的传送器500。传送信号S2包括占据第一频带的信息信号S3。传送信号S2还包括占据不同于第一频带的第二频带的导频信号S0。

传送器500被布置为获得输入信息信号S1并且从该输入信息信号S1生成信息信号S3。传送器500还包括导频添加设备510，其被布置为生成或获得导频信号S0。导频信号S0与信息信号S3相位同步。导频添加设备510还被布置为通过将导频信号S0和信息信号S3进行组合而生成传送器500的传送信号S2。

图5所示的传送器被适配为与图2至图4所示的接收器一起进行操作。

图6示出了根据本公开的一个方面的传送器600。这里的导频添加设备510’包括被布置为生成导频信号S0的导频生成器610，以及被布置为将输入信息信号S1乘以导频信号S0从而形成信息信号S3的传送混合器设备620。导频添加设备510’进一步包括导频添加器630，其被布置为将导频信号S0与信息信号S3进行组合从而获得传送器600的传送信号S2，因此在导频信号S0和信息信号S3之间提供相位同步。

注意到，导频信号S0与信息信号S3相位同步并非是该技术的要求，但是在这样的情况下将会减少接收器处的失真。

在一个实施例中，导频信号被简单地在信号频谱之外被添加至所要传送的信号。信息信号频谱的边缘和导频信号频谱之间的频谱分隔应当尽可能小从而不会牺牲频谱效率，但是同时必须可能在接收器中过滤掉导频信号并且该分隔必须允许用于所添加的相位噪声以及所涉及振荡器所添加的频率漂移的空间。

即使并不了解例如要在微波链路上进行传送的信息信号的调制和符号速率，仍然可能在导频信号和信息信号之间获得同步。在针对该同步问题的一种解决方案中，所要传送的信息信号与导频信号进行混合并且因此该导频信号和信息信号固有地共享相同的相位噪声以及如该导频信号所叠加的频率漂移，并且该导频信号的任意能量都被添加在最终的组合器中并且该导频信号的幅度能够使用导频添加路径中的增益或损失进行任意控制。图6所示的单个混合器的实施方式生成了导频信号或音调周围的信号频谱的两个副本，并且滤波器在必要的情况下应当去除一个侧带。该去除在导频非常接近于信息信号的情况下可能是困难的。

图7示出了根据本公开的一个方面的传送器700。传送混合器设备620’在这里被布置为同相/正交I/Q混合器设备，其被适配为将输入信息信号S1划分为I和Q分量，并且将输入信息信号S1的I和Q分量分别与导频信号S0的I和Q分量相乘。导频添加设备510”进一步被布置为将输入信息信号的相应经相乘的I和Q分量进行相加以形成信息信号S3。导频添加器630还被布置为将导频信号S0添加至信息信号S3以获得传送器700的传送信号S2，因此在导频信号S0和信息信号S3之间提供相位同步。

图6和7所示的传送器600、700的多个方面还包括可变导频增益设备640，其被布置为在将导频信号S0和信息信号S3进行组合从而生成传送信号S2之前对导频信号S0进行放大。

图7示出了单侧带(SSB)方案，其中仅生成一个信号侧带并且因此并不需要输出滤波器。这里使用了I-Q上变频器混合器结构，其中固有地仅在导频信号频率周围生成一个输出侧带并且因此并不需要滤波器，这允许导频信号被置于非常接近于信息信号频谱之处。为了在输出获得单个频谱，被注入混合器的两个数据信号之一在理想情况下必须是另一个的Hibert变换，但是对于窄带信息信号频谱而言，能够使用传统90°的混合。

图8示出了传送器800的一个方面，其进一步被布置为接收导频数据信号S81。这里的导频添加设备510”’还包括调制器810，其被布置为在将经调制的导频信号S0’与信息信号S3进行组合从而获得传送信号S2之前通过导频数据信号S81对导频信号S0进行调制，因此提供了承载导频数据信号S81的被频谱扩宽的导频信号S0’。

因此，这里还公开了扩宽导频信号的频谱以便在导频信号中提供充分能量并且还使得能够在导频信号上进行数据传送以例如供监管和/或管理系统使用的概念。在这种情况下，具有诸如BPSK或正交相移键控QPSK之类的调制格式的数据在导频信号上进行调制，并且在相位噪声缓解之前，该数据通过简单的时钟恢复方案而被去除。导频信号的频谱扩宽的目标在于使得总的高频传送幅度频谱满足例如由管理机构所规定的任何频谱屏蔽要求。

为了使得以上所描述的技术成功，导频信号必须有充分的信噪比SNR以便不会在信息信号和已提取的导频信号之间的最终组合处理时对信号添加过多噪声。实际所要求的SNR取决于所使用的调制格式以及在过滤掉导频信号从而生成已提取的导频信号时的滤波器带宽。所要求的滤波器带宽取决于所要恢复的频率偏移量以及相位噪声统计。例如在实际的微波链路中，由于频谱管理而对于链路上的RF输出功率具有某些要求，该要求在不同国家间可能有所变化。给定所指定测量分辨率带宽的情况下，经常具有如下要求，所有频谱分量都必须跨用于通信的信道具有相同幅度。对于宽的带宽信道频谱而言，该要求有时会限制导频信号中的能量并且因此限制系统为了进行系统操作而使用具有过低SNR的导频信号，即并未在导频中传送充分的能量。

针对该问题的一种解决方案是利用能够在接收器处进行相位噪声补偿之前被去除的数据对导频信号进行调制，以便允许导频信号中有更多能量。显然，这将要求更多频谱用于导频信号但是SNR也会另外有所添加。该调制可以仅是随机的或者是预定符号序列，以便使用预定义调制格式扩宽导频信号的频谱。

因此，本公开的一个方面包括被扩宽导频频谱以便在导频频谱中承载更多能量，同时仍然将导频幅度频谱的峰值幅度保持在空中信道的频谱要求之内。该概念的益处在于，导频信号能够被用来通过空中链路传送例如用来管理微波无线电单元的信息或者传送其它有用数据。导频信号上的数据的去除过程取决于所使用的调制格式，但是原则上，能够对所选择调制格式进行操作的任何时钟恢复系统都能够被用来提取该导频信号。

根据一个方面，使用诸如BPSK或QPSK的简单调制格式。针对这些调制格式存在多种模拟时钟恢复技术，但是最为简单的方案可能是对倍频器电路中的信号取平方，这去除了BPSK调制并且使得导频频率加倍。在QPSK的情况下，该信号的另一次后续平方去除了数据的四个相位状态，这对应于对该信号取4次幂(例如，使用频率四倍电路)。同样，导频的频率应当被分别除以2或4，以便使得导频回到原始频率或者后续的频率转换网络必须对此有所考虑。

根据一个方面，导频信号与信息信号相比的相对带宽被布置为根据通信系统中的传播条件而连续变化。因此，当传送条件良好时，导频信号与其中传播条件不佳的情形相比占据较小的带宽

图9示出了包括传送器500、传送管道910和接收器200的通信系统900。该传送器被布置为接收输入信息信号S1，并且获得导频信号S0，以及生成传送信号S2。该传送信号包括导频信号S0并且还包括源自于该输入信息信号S1的信息信号S3。传送管道910被布置为从该传送器500接收该传送信号S2，并且向该传送信号S2添加失真以形成失真的传送信号。接收器200被布置为从该传送管道910接收该失真的传送信号作为接收信号S4。接收器200被布置为从该接收信号S4提取该导频信号S0作为已提取的导频信号S22，并且对该已提取的导频信号S22进行处理以生成经处理的已提取的导频信号S24，以及将该经处理器的已提取的导频信号S24与该接收信号S4进行组合从而获得失真被抑制的接收信号S6。该通信系统因此被适配为对该传送管道910向接收信号S4所添加的失真进行抑制。

根据一个方面，该传送管道910所添加的失真包括相位噪声，其使得接收信号S4的所接收相位发生失真，这使得对接收信号S4中所包括的信息信号的检测的复杂化。该相位噪声可以进一步包括频率误差。

根据一个方面，该传送管道910包括从传送器和从接收器，该从传送器被布置为接收该传送信号S2并且将该传送信号S2重传至该从接收器。该从接收器被布置为接收该重传的传送信号以便生成该接收信号S4。接收器200继而被布置为从该从接收器接收该接收信号S4。

根据一个方面，该传送器500被布置为获得导频数据信号S81并且还利用导频数据信号S81对导频信号S0进行调制，以便提供承载导频数据信号S81的被频谱扩宽的导频信号。接收器100继而被布置为对已提取的导频信号S22进行解调并且检测导频信号S0所承载的导频数据信号S81。因此，在传送管道910上通过使用经调制的导频信号S0’而提供了传送器500和接收器100之间的通信信道。

根据该通信系统的一个方面，该导频信号连同信息信号一起在微波信道上进行传送，并且在接收时，接收信号使用外差解调而被下变频为低于链路载波频率的中间频率。该外差解调生成了相对于所传送的信号频谱进行了频谱翻转的信号频谱。该导频信号从信息信号中进行分离并且在模拟RF混合器中与信息信号频谱进行相乘。在该混合处理之后，获得了所恢复的信号副本而并没有相位失真。原则上，假设为导频音调提供了充分的能量和带宽，则被添加至导频和信号二者的所有相位噪声都能够得到补偿。注意到，该外差解调处理使得频谱发生反转，并且信号和导频的混合再次将频谱反转为原始状态。显然，能够采用非反转的外差解调，但是继而被补偿的频谱将是反转的。然而，对于基带处理和数据恢复电路而言，这是易于校正的。

图10示出了图示本公开的用于对接收信号中的失真加以抑制的方法10的实施例的流程图。方法10包括步骤：

·获得11包括信息信号的接收信号，该信息信号占据第一频带，该接收信号进一步包括导频信号，该导频信号占据不同于该第一频带的第二频带，

·从该接收信号提取13导频信号以获得已提取的导频信号，

·将该接收信号与该已提取的导频信号进行组合14以生成失真被抑制的接收信号，

·使用15该失真被抑制的接收信号作为该接收器的输出信号。

根据一个方面，组合的步骤14进一步包括通过将经处理的接收信号和已提取的导频信号相乘而混合该接收信号和已提取的导频信号以生成失真被抑制的接收信号。

根据一个方面，提取的步骤13进一步包括利用被布置为至少抑制第一频带并且至少通过第二频带的导频提取滤波器对该接收信号进行滤波，以便从该接收信号获得该已提取的导频信号。

根据一个方面，方法10还包括通过使用具有第一混合信号频率的第一混合信号对所接收信号进行转换12的步骤，以使得该失真被抑制的接收信号中所包括的信息信号的频带与该接收信号中所包括的信息信号的频带相符。

根据一个方面，提取的步骤13进一步包括在利用接收信号组合14调制被去除的已提取的导频信号从而获得失真被抑制的接收信号的步骤之前去除该已提取的导频信号的调制以形成调制被去除的已提取的导频信号。

图11示出了图示本公开的用于生成包括信息信号和导频信号的传送信号的方法20的实施例的流程图。方法20包括步骤：

·在传送器中获得21输入信息信号，

·基于所接收的输入信息信号生成22占据第一频带的信息信号，

·获得23导频信号，该导频信号与该信息信号相位同步，该导频信号占据第二频带，

·将该导频信号与该信息信号进行组合24以生成该传送器的传送信号。

图12示出了本公开的方法30的实施例的流程图，通信系统包括传送器、传送管道和接收器，方法30包括步骤：

·在传送器中获得31信息信号和导频信号，

·从该传送器经由传送管道向该接收器传送32该通信系统的包括该信息信号和导频信号的组合的传送信号，该传送管道向该传送信号添加失真，

·在该接收器中从该传送管道接收33失真的传送信号而作为接收信号，

·在该接收器中从该接收信号提取34该导频信号而作为已提取的导频信号，

·在该接收器中将该已提取的导频信号与该接收信号进行组合35以获得该通信系统的失真被抑制的接收信号。

根据一个方面，获得的步骤31进一步包括利用导频数据信号对该导频信号进行调制以提供被频谱扩宽的导频信号，并且其中提取的步骤34包括去除该导频信号的所述调制以获得该已提取的导频信号。

参考例如框图和/或流程图的附图对本公开的多个方面进行了描述。所要理解的是，图中的若干实体—例如框图中的多个框—以及图中实体的组合能够通过计算机程序指令来实施，该指令能够存储在计算机可读存储器中，并且还能够加载到计算机或其它可编程数据处理装置上。这样的计算机程序指令能够被提供至通用计算机、专用计算机和/或其它可编程数据处理装置的处理器从而生产出机器，而使得经由该计算机的处理器和/或其它可编程数据处理装置执行的该指令形成用于实施框图和/或流程图的一个或多个框中所指定的功能/动作。

在一些实施方式中并且根据本公开的一些方面，框中所提到的功能或步骤能够以不同于操作图示中所提到的顺序来执行。例如，根据所涉及到的功能/动作，连续示出的两个框实际上能够基本上同时执行，或者该框有时能够以相反顺序来执行。而且，框中所提到的功能或步骤能够根据本公开的一些方面而以循环连续执行。

在附图和说明书中已经公开了本公开的多个示例性方面。然而，能够针对这些方面进行许多变化和修改而并不实质性地背离本公开的原则。因此，本公开应当被示为是说明性而不是限制性的，并且也不被限制于以上所讨论的特定方面。因此，虽然采用了具体的术语，但是它们仅是以一般且描述性的含义被使用而并非出于限制的目的。

Claims (15)

1.一种接收器(200)，所述接收器(200)被布置为接收并且抑制接收信号(S4)中的失真，所述接收信号(S4)包括信息信号，所述信息信号占据第一频带，所述接收信号(S4)进一步包括导频信号(S0)，所述导频信号(S0)占据不同于所述第一频带的第二频带，所述接收器(200)包括前端单元(210)，所述前端单元(210)被适配为接收所述接收信号(S4)并且基于所述接收信号生成经处理的接收信号(S5)，所述经处理的接收信号(S5)包括经处理的导频信号和经处理的信息信号，所述接收器(200)进一步包括导频去除设备(220)，所述导频去除设备(220)被布置为接收所述经处理的接收信号(S5)，所述导频去除设备(220)包括导频提取器单元(230)、导频处理器单元(240)和补偿器单元(250)，所述导频提取器单元(230)被布置为从所述经处理的接收信号(S5)提取所述经处理的导频信号作为已提取的导频信号(S22)，所述导频处理器单元(240)被布置为从所述已提取的导频信号(S22)生成经处理的已提取的导频信号(S24)，所述补偿器单元(250)被布置为将所述经处理的已提取的导频信号(S24)与所述经处理的接收信号(S5)进行组合以生成失真被抑制的接收信号(S6)，所述失真被抑制的接收信号减少了由于频率转换或者频率误差引起的失真量，所述导频去除设备(220)被布置为输出所述失真被抑制的接收信号(S6)作为所述接收器(200)的输出信号。

2.根据权利要求1所述的接收器(300)，所述前端单元(210’)被适配为获得第一混合信号(S21)，所述第一混合信号(S21)具有第一混合信号频率以使得所述失真被抑制的接收信号(S6)中所包括的所述信息信号的所述频带与所述接收信号(S4)中所包括的所述信息信号的所述频带相符。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的接收器(400)，其中所述导频去除设备(220’)的所述补偿器单元(250)进一步包括导频混合器单元(250’)，所述导频混合器单元(250’)被适配为通过将所述经处理的接收信号(S5)乘以所述经处理的已提取的导频信号(S24)而将所述经处理的接收信号(S5)和所述经处理的已提取的导频信号(S24)进行组合，从而生成所述失真被抑制的接收信号(S6)。

4.根据权利要求1至2中任一项所述的接收器(400)，所述导频去除设备(220’)的所述导频提取器单元(230)包括导频提取滤波器(230’)，所述导频提取滤波器(230’)被布置为至少对所述第一频带进行抑制，并且至少使所述第二频带通过，以便从所述经处理的接收信号(S5)获得所述已提取的导频信号(S22)。

5.根据权利要求1至2中任一项所述的接收器(400)，其中所述导频去除设备(220’)的所述导频处理器单元(240’)进一步包括导频后处理单元(440)，所述导频后处理单元(440)被布置为获得(441)导频频率转换信号(S23)，并且通过将所述已提取的导频信号(S22)乘以所述导频频率转换信号(S23)而转换所述已提取的导频信号(S22)的频谱以形成经处理的已提取的导频信号(S24)，所述导频后处理单元(440)进一步被布置为在将所述经处理的已提取的导频信号(S24)乘以所述经处理的接收信号(S5)以生成所述失真被抑制的接收信号(S6)之前通过导频滤波器(442)对所述已提取的导频信号(S22)进行滤波。

6.根据权利要求1至2中任一项所述的接收器(400)，其中所述导频去除设备(220’)的所述导频处理器单元(240’)进一步包括追踪滤波器，所述追踪滤波器被布置为追踪所述已提取的导频信号(S22)以生成所述经处理的已提取的导频信号(S24)，以便对所述经处理的已提取的导频信号(S24)中的宽带加性噪声进行抑制，所述追踪滤波器包括Kalman滤波器、粒子滤波器和Wiener滤波器中的任意一个滤波器。

7.根据权利要求1至2中任一项所述的接收器(400)，所述导频去除设备(220’)的所述导频处理器单元(240’)进一步包括调制去除单元(450)，所述调制去除单元(450)被适配为在将所述经处理的已提取的导频信号(S24)乘以所述经处理的接收信号(S5)以生成所述失真被抑制的接收信号(S6)之前，从所述已提取的导频信号(S22)中去除调制以生成经处理的已提取的导频信号(S24)。

8.一种用于对传送信号(S2)进行传送的传送器(500)，所述传送信号(S2)包括信息信号(S3)，所述信息信号(S3)占据第一频带，所述传送信号(S2)进一步包括导频信号(S0)，所述导频信号(S0)占据不同于所述第一频带的第二频带，所述传送器(500)被布置为获得输入信息信号(S1)并且从所述输入信息信号(S1)生成所述信息信号(S3)，所述传送器(500)包括导频添加设备(510)，所述导频添加设备(510)被布置为获得所述导频信号(S0)，所述导频信号(S0)与所述信息信号(S3)是相位同步的，所述导频添加设备(510)进一步被布置为将所述导频信号(S0)与所述信息信号(S3)进行组合以促进失真抑制，其中被抑制的失真包括由于频率转换或者频率误差引起的失真，所述导频添加设备(510)进一步被布置为生成所述传送器(500)的所述传送信号(S2)。

9.根据权利要求8所述的传送器(600)，所述导频添加设备(510’)包括导频生成器(610)和传送混合器设备(620)，所述导频生成器(610)被布置为生成所述导频信号(S0)，所述传送混合器设备(620)被布置为将所述输入信息信号(S1)乘以所述导频信号(S0)以形成所述信息信号(S3)，所述导频添加设备(510’)进一步包括导频添加器(630)，所述导频添加器(630)被布置为将所述信息信号(S3)与所述导频信号(S0)进行组合以获得所述传送器(600)的所述传送信号(S2)，从而在所述导频信号(S0)和所述信息信号(S3)之间提供相位同步。

10.根据权利要求8至9中任一项所述的传送器(800)，所述传送器(800)进一步被布置为接收导频数据信号(S81)，所述导频添加设备(510”’)进一步包括调制器(810)，所述调制器(810)被布置为在将经调制的导频信号(S0’)和所述信息信号(S3)进行组合以获得所述传送信号(S2)之前通过所述导频数据信号(S81)对所述导频信号(S0)进行调制，从而提供承载所述导频数据信号(S81)的被频谱扩宽的导频信号(S0’)。

11.一种通信系统(900)，所述通信系统(900)包括传送器(500)、传送管道(910)和接收器(200)，所述传送器被布置为接收输入信息信号(S1)，并且获得导频信号(S0)，以及生成传送信号(S2)，所述传送信号(S2)包括所述导频信号(S0)并且还包括源自于所述输入信息信号(S1)的信息信号(S3)，所述传送管道(910)被布置为从所述传送器(500)接收所述传送信号(S2)，并且向所述传送信号(S2)添加失真以形成失真的传送信号，所述接收器(200)被布置为从所述传送管道(910)接收所述失真的传送信号作为接收信号(S4)，所述接收器(200)被布置为从所述接收信号(S4)提取所述导频信号(S0)作为已提取的导频信号(S22)，并且对所述已提取的导频信号(S22)进行处理以生成经处理的已提取的导频信号(S24)，以及将所述经处理的已提取的导频信号(S24)与所述接收信号(S4)进行组合以获得失真被抑制的接收信号(S6)，所述失真被抑制的接收信号减少了由于频率转换或者频率误差引起的失真量，所述通信系统从而被适配为对通过所述传送管道(910)向所述接收信号(S4)所添加的失真进行抑制。

12.根据权利要求11所述的通信系统(900)，其中所述传送管道(910)包括从传送器和从接收器，所述从传送器被布置为接收所述传送信号(S2)并且将所述传送信号(S2)重传至所述从接收器，所述从接收器被布置为接收所重传的传送信号以便生成所述接收信号(S4)，所述接收器(200)被布置为从所述从接收器接收所述接收信号(S4)。

13.一种在接收器中用于对接收信号中的失真进行抑制的方法(10)，所述方法(10)包括步骤：

获得(11)包括信息信号的接收信号，所述信息信号占据第一频带，所述接收信号进一步包括导频信号，所述导频信号占据不同于所述第一频带的第二频带，

从所述接收信号提取(13)所述导频信号以获得已提取的导频信号，

将所述接收信号与所述已提取的导频信号进行组合(14)以生成失真被抑制的接收信号，所述失真被抑制的接收信号减少了由于频率转换或者频率误差引起的失真量，

使用(15)所述失真被抑制的接收信号作为所述接收器的输出信号。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述提取(13)的步骤进一步包括通过导频提取滤波器对所述接收信号进行滤波，所述导频提取滤波器被布置为至少对所述第一频带进行抑制，并且至少使所述第二频带通过，以便从所述接收信号获得所述已提取的导频信号。

15.一种通信系统中的方法(30)，所述通信系统包括传送器、传送管道和接收器，所述方法(30)包括步骤：

在传送器中获得(31)信息信号和导频信号，

从所述传送器经由传送管道向所述接收器传送(32)所述通信系统的、包括所述信息信号和所述导频信号的组合的传送信号，所述传送管道向所述传送信号添加失真，

在所述接收器中从所述传送管道接收(33)失真的传送信号而作为接收信号，

在所述接收器中从所述接收信号提取(34)所述导频信号而作为已提取的导频信号，

在所述接收器中将所述已提取的导频信号与所述接收信号进行组合(35)以获得所述通信系统的失真被抑制的接收信号，所述失真被抑制的接收信号减少了由于频率转换或者频率误差引起的失真量。