CN105577584A - 一种相位噪声抑制处理方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种相位噪声抑制处理方法及系统，该方法包括：接收输入信号，提取出输入信号对应的第一相角值，对输入信号进行均衡处理，并在均衡处理后的输入信号中提取出第二相角值，根据第一相角值以及第二相角值，得到相位噪声估计值，根据相位噪声狙击值，确定用于对相位噪声进行收敛处理的步进权值，根据步进权值，对相位噪声进行收敛处理，通过收敛处理来抑制相位噪声，通过本发明所提供的方法，不需要利用导频数据对比，而是直接对受影响数据进行处理，提升了相位噪声处理的时效性。

Description

一种相位噪声抑制处理方法及系统

技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种相位噪声抑制处理方法及系统。

背景技术

随着卫星技术的快速发展与应用，遥感卫星、通信卫星、中继卫星需同时产生的数据量在不断的加大，所要求的通信速率和通信容量也在不断提高。为了达到相应的通信速率、通信容量和提高频谱利用率，各个国家都把研究重点放在高速高阶解调系统之上。

高速高阶调制解调信号具有传输信息速率大、误码率低、频带利用率高等优点，广泛应用在卫星通信系统中。但高速高阶调制信号由于相位点数多，数据速率高。在解调时对相位噪声敏感程度相应增加，使得在相位噪声干扰下系统性能下降。相位噪声从频域看，它分布在通信数据的信号载波附近。在解调过程中，整个链路的相位噪声都会叠加在解调器入口端。当含有相位噪声的频率器件输出信号作为调制的基准信号，或者是作为解调的接收基准信号时，这些相位噪声将在解调过程中和所需信号一样出现在解调终端，引起基带信噪比下降，在通信系统中使信噪比下降或者误码率增加，当遇到强的相位噪声影响时，由于倒易混频现象，相位噪声会使解调器有效噪声系数增加，误码率升高。

相位噪声影响的抑制是一个噪声跟踪收敛抑制的复杂问题，目前大多数方法均采用导频辅助或固定步进权值的算法结构加入到解调器之中。相位噪声抑制算法是在盲均衡和载波恢复间加入相位噪声抑制环路，跟踪相位噪声变化收敛后抑制相位噪声的影响。基本的插入导频信号的相位噪声抑制算法基本结构如图1所示。但是加入导频后，会使得信号的等效传输速率变低。且在两个导频信号之间认为相位噪声是稳定变化的，这种相位噪声抑制算法受导频信号间隔影响，时效性很差，噪声影响抑制性能不高。

发明内容

本发明实施例提供了一种相位噪声抑制处理方法，用以解决现有技术中位噪声抑制算法受导频信号间隔影响，时效性很差，噪声影响抑制性能不高的问题。

其具体的技术方案如下：

一种相位噪声抑制处理方法，所述方法包括：

接收输入信号；

根据所述输入信号，提取出所述输入信号对应的第一相角值；

对所述输入信号进行均衡处理，并在均衡处理后的输入信号中提取出第二相角值；

根据所述第一相角值以及所述第二相角值，得到相位噪声估计值；

根据所述相位噪声估计值，确定用于对相位噪声进行收敛处理的步进权值；

根据所述步进权值，对相位噪声进行收敛处理，以抑制相位噪声。

可选的，根据所述相位噪声估计值，确定用于对相位噪声进行收敛处理的步进权值，包括：

对所述相位噪声估计值进行方差统计，得到所述相位噪声估计值对应的方差值；

根据所述相位噪声估计值，确定所述相位噪声的变化程度；

判定所述变化程度是否大于预设阈值；

在所述变化程度大于预设阈值时，通过预设算法计算出的步进权值；

在所述变化程度小于预设阈值时，选择固定的步进权值。

可选的，在所述变化程度大于预设阈值时，通过预设算法计算出步进权值之后，所述方法还包括：

根据计算出的步进权值时，将计算出的所述步进权值更新原步进权值。

可选的，根据所述步进权值，对相位噪声进行收敛处理，包括：

根据所述相位噪声估计值以及所述权重值，获取相位噪声输出值；

根据所述相位噪声估计值以及所述相位噪声输出值，获取误差值；

将所述权重值、步进权重值以及所述误差值带入预设公式，得到相位噪声数据。

可选的，在将所述权重值、步进权重值以及所述误差值带入预设公式，得到相位噪声数据之后，所述方法还包括：

获取与所述相位噪声数据相反的处理数据；

将所述处理数据与原相位噪声进行叠加，以降低输入信号中的相位噪声。

一种相位噪声抑制处理系统，所述系统包括：

接收模块，用于接收输入信号；

提取模块，用于根据所述输入信号，提取出所述输入信号对应的第一相角值；

硬判决模块，用于对所述输入信号进行均衡处理，并在均衡处理后的输入信号中提取出第二相角值；

相位噪声估计模块，用于根据所述第一相角值以及所述第二相角值，得到相位噪声估计值；

步进权值计算模块，用于根据所述相位噪声估计值，确定用于对相位噪声进行收敛处理的步进权值；

收敛处理模块，用于根据所述步进权值，对相位噪声进行收敛处理，以抑制相位噪声。

可选的，所述步进权值计算模块，具体用于对所述相位噪声估计值进行方差统计，得到所述相位噪声估计值对应的方差值；根据所述相位噪声估计值，确定所述相位噪声的变化程度；判定所述变程度是否大于预设阈值；在所述变化程度大于预设阈值时，通过预设算法计算出的步进权值；在所述变化程度小于预设阈值时，选择固定的步进权值。

可选的，所述系统还包括：

权值更新模块，用于根据计算出的步进权值时，将计算出的所述步进权值更新原步进权值。

可选的，所述收敛处理模块，具体用于根据所述相位噪声估计值以及所述权重值，获取相位噪声输出值；根据所述相位噪声估计值以及所述相位噪声输出值，获取误差值；将所述权重值、步进权重值以及所述误差值带入预设公式，得到相位噪声数据。

可选的，所述系统还包括：

相位噪声处理模块，用于获取与所述相位噪声数据相反的处理数据；将所述处理数据与原相位噪声进行叠加，以降低输入信号中的相位噪声。

本发明提供了一种相位噪声抑制处理方法，该方法包括：接收输入信号，提取出输入信号对应的第一相角值，对输入信号进行均衡处理，并在均衡处理后的输入信号中提取出第二相角值，根据第一相角值以及第二相角值，得到相位噪声估计值，根据相位噪声狙击值，确定用于对相位噪声进行收敛处理的步进权值，根据步进权值，对相位噪声进行收敛处理，通过收敛处理来抑制相位噪声，通过本发明所提供的方法，不需要利用导频数据对比，而是直接对受影响数据进行处理，提升了相位噪声处理的时效性。

附图说明

图1为现有技术中的一种相位噪声抑制处理的流程图；

图2为本发明实施例中一种相位噪声抑制处理方法的流程图；

图3为本发明实施例中相位噪声的处理流程示意图；

图4为本发明实施例中步进权值的获取流程图；

图5为本发明实施例中一种相位噪声抑制处理系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种相位噪声抑制处理方法，该方法包括：接收输入信号，提取出输入信号对应的第一相角值，对输入信号进行均衡处理，并在均衡处理后的输入信号中提取出第二相角值，根据第一相角值以及第二相角值，得到相位噪声估计值，根据相位噪声狙击值，确定用于对相位噪声进行收敛处理的步进权值，根据步进权值，对相位噪声进行收敛处理，通过收敛处理来抑制相位噪声，通过本发明所提供的方法，不需要利用导频数据对比，而是直接对受影响数据进行处理，提升了相位噪声处理的时效性。

下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明，应当理解，本发明实施例以及实施例中的具体技术特征只是对本发明技术方案的说明，而不是限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的具体技术特征可以相互组合。

如图2所示为本发明实施例中一种相位噪声抑制处理方法的流程图，该方法包括：

S1，接收输入信号；

S2，根据输入信号，提取出输入信号对应的第一相角值；

S3，对输入信号进均衡处理，并在均衡处理后的输入信号中提取出第二相角值；

S4，根据第一相角值以及第二相角值，得到相位噪声估计值；

S5，根据相位噪声估计值，确定用于对相位噪声进行收敛处理的步进权值；

S6，根据步进权值，对相位噪声进行收敛处理。

具体来讲，在本发明实施例中，结合图3来讲，输入信号为y(k)，在输入信号输入到系统中之后，该系统对该输入信号进行补偿处理，得到补偿后的输入信号x(k)。

在得到补偿后的输入信号x(k)之后，首先是直接在输入信号x(k)中提取第一相角值，这是没有对输入信号x(k)做任何处理而进行提取的相角值。

当然，除了提取出第一相角值之外，还补偿后的输入信号x(k)进行硬判断处理，然后得到硬判断处理后的信号x`(k)，在硬判断处理的后的信号x`(k)中提取出第二相角值。

基于第一相角值以及第二相角值得到相角差，系统将基于相角差进行相位噪声统计，从而得到相位噪声估计值，在得到相位噪声估计值之后，对相位噪声估计值进行方差运算，根据方差运算，确定出相位噪声的变化程度，然后根据相位噪声的变化程度来确定出对应的步进权值。

在本发明实施例中，步进权值的获取流程如图4所示：

S401，对相位噪声估计值进行方差统计，得到相位噪声估计值对应的方差值；

这里是按照特定的方差算法，对相位噪声估计值进行方差统计，该方差算法为现有的一种方差算法，这本发明实施例中就不再详细的说明。

S402，根据相位噪声估计值，确定相位噪声的变化程度；

该相位噪声估计值就表征了相位噪声的幅度，所以根据相位噪声估计值就可以确定出相位噪声的变化程度。

S403，判定变化程度是否大于预设阈值；

在确定出相位噪声的变化程度之后，将相位噪声的变化程度与预设阈值进行比较，若是相位噪声的变化程度大于预设阈值时，则执行S404；若是相位噪声的变化程度小于预设阈值时，则执行S405。

S404，通过预设算法计算出步进权值；

在相位噪声的变化程度大于预设阈值时，选择SVSLMS方式对步进权值进行计算以适应快速变化的相位噪声值；

S405，选择固定的步进权值。

在小于阈值的情况下，选择固定的步进权值的取值，保持在相位噪声稳定变化时的算法收敛能力。

也就是说，在本发明实施例中，可以根据不同的相位噪声的统计数据计算得出不同的步进权值，传统方法采用的是固定的步进权值，跟踪相位噪声变化能力低。

在得到步进权值之后，对收敛算法中的步进权值进行更新，然后根据更新了步进权值的收敛算法对相位噪声进行收敛算法，这样得到相位噪声的收敛值，根据该收敛值就可以得到相位噪声对应与所述相位噪声数据相反的处理数据，在本发明实施例中，对相位噪声进行收敛的计算方式如下：

在得到步进权值之后，根据得到的步进权值的更新值，进行参数更新；在参数更新之后，对输入的相位噪声进行，按照按θ(k)＝W(k)j(k)^T进行计算，W(k)为权重值，φ(k)为输入信号，θ(k)输出信号；

根据输入信号以及输出信号计算误差值e(k)，在得到误差值之后，根据根据W(k+1)＝W(k)+2μe(k)*φ(k)计算权重值W(k)，其中，μ是更新之后的步进权值。

通过上述的计算方法就可以实现对相位噪声的收敛计算，通过上述的方法不需要利用导频数据进行对比，而是直接对手影响数据进行处理，相比于传统方法中需要提取导频数据的方式，避免导频信号间隔影响对相位噪声的抑制，提升了相位噪声抑制的时效性。

另外，在本发明实施例中，根据不同的相位噪声的统计数据计算得出不同的步进权值，这样可以实时的更新步进权值，从而提升了收敛计算的准确性，也提升了相位噪声抑制的时效性。

对应本发明实施例中一种相位噪声抑制处理方法，本发明实施例中一种相位噪声抑制处理系统，如图5所示为本发明实施例中一种相位噪声抑制处理系统的结构示意图，该系统包括：

接收模块501，用于接收输入信号；

提取模块502，用于根据所述输入信号，提取出所述输入信号对应的第一相角值；

硬判决模块503，用于对所述输入信号进行均衡处理，并在均衡处理后的输入信号中提取出第二相角值；

相位噪声估计模块504，用于根据所述第一相角值以及所述第二相角值，得到相位噪声估计值505；

步进权值计算模块506，用于根据所述相位噪声估计值，确定用于对相位噪声进行收敛处理的步进权值；

收敛处理模块507，用于根据所述步进权值，对相位噪声进行收敛处理，以抑制相位噪声。

进一步，在本发明实施例中，所述步进权值计算模块506，具体用于对所述相位噪声估计值进行方差统计，得到所述相位噪声估计值对应的方差值；根据所述相位噪声估计值，确定所述相位噪声的变化程度；判定所述变程度是否大于预设阈值；在所述变化程度大于预设阈值时，通过预设算法计算出的步进权值；在所述变化程度小于预设阈值时，选择固定的步进权值。

进一步，在本发明实施例中，该系统还包括：

权值更新模块，用于根据计算出的步进权值时，将计算出的所述步进权值更新原步进权值。

进一步，在本发明实施例中，所述收敛处理模块507，具体用于根据所述相位噪声估计值以及所述权重值，获取相位噪声输出值；根据所述相位噪声估计值以及所述相位噪声输出值，获取误差值；将所述权重值、步进权重值以及所述误差值带入预设公式，得到相位噪声数据。

进一步，在本发明实施例中，该系统还包括：

相位噪声处理模块，用于获取与所述相位噪声数据相反的处理数据；将所述处理数据与原相位噪声进行叠加，以降低输入信号中的相位噪声。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种相位噪声抑制处理方法，其特征在于，所述方法包括：

接收输入信号；

根据所述输入信号，提取出所述输入信号对应的第一相角值；

对所述输入信号进行均衡处理，并在均衡处理后的输入信号中提取出第二相角值；

根据所述第一相角值以及所述第二相角值，得到相位噪声估计值；

根据所述相位噪声估计值，确定用于对相位噪声进行收敛处理的步进权值；

根据所述步进权值，对相位噪声进行收敛处理。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述相位噪声估计值，确定用于对相位噪声进行收敛处理的步进权值，包括：

对所述相位噪声估计值进行方差统计，得到所述相位噪声估计值对应的方差值；

根据所述相位噪声估计值，确定所述相位噪声的变化程度；

判定所述变化程度是否大于预设阈值；

在所述变化程度大于预设阈值时，通过预设算法计算出的步进权值；

在所述变化程度小于预设阈值时，选择固定的步进权值。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述变化程度大于预设阈值时，通过预设算法计算出步进权值之后，所述方法还包括：

根据计算出的步进权值时，将计算出的所述步进权值更新原步进权值。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述步进权值，对相位噪声进行收敛处理，包括：

根据所述相位噪声估计值以及所述权重值，获取相位噪声输出值；

根据所述相位噪声估计值以及所述相位噪声输出值，获取误差值；

将所述权重值、步进权重值以及所述误差值带入预设公式，得到相位噪声数据。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在将所述权重值、步进权重值以及所述误差值带入预设公式，得到相位噪声数据之后，所述方法还包括：

获取与所述相位噪声数据相反的处理数据；

将所述处理数据与原相位噪声进行叠加，以降低输入信号中的相位噪声。

6.一种相位噪声抑制处理系统，其特征在于，所述系统包括：

接收模块，用于接收输入信号；

提取模块，用于根据所述输入信号，提取出所述输入信号对应的第一相角值；

硬判决模块，用于对所述输入信号进行均衡处理，并在均衡处理后的输入信号中提取出第二相角值；

相位噪声估计模块，用于根据所述第一相角值以及所述第二相角值，得到相位噪声估计值；

步进权值计算模块，用于根据所述相位噪声估计值，确定用于对相位噪声进行收敛处理的步进权值；

收敛处理模块，用于根据所述步进权值，对相位噪声进行收敛处理。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述步进权值计算模块，具体用于对所述相位噪声估计值进行方差统计，得到所述相位噪声估计值对应的方差值；根据所述相位噪声估计值，确定所述相位噪声的变化程度；判定所述变程度是否大于预设阈值；在所述变化程度大于预设阈值时，通过预设算法计算出的步进权值；在所述变化程度小于预设阈值时，选择固定的步进权值。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

权值更新模块，用于根据计算出的步进权值时，将计算出的所述步进权值更新原步进权值。

9.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述收敛处理模块，具体用于根据所述相位噪声估计值以及所述权重值，获取相位噪声输出值；根据所述相位噪声估计值以及所述相位噪声输出值，获取误差值；将所述权重值、步进权重值以及所述误差值带入预设公式，得到相位噪声数据。

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

相位噪声处理模块，用于获取与所述相位噪声数据相反的处理数据；将所述处理数据与原相位噪声进行叠加，以降低输入信号中的相位噪声。