CN106357565A - 一种符号速率的估算方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种符号速率的估算方法和装置，所述方法包括：根据非线性调制信号的载波频率，对所述非线性调制信号对应的数字信号的频谱进行混频处理，得到所述数字信号的基带信号；根据所述基带信号，得到所述基带信号的瞬时频率；根据所述瞬时频率，获得所述非线性调制信号的符号速率，在本发明实施例中，由于在对非线性调制信号的符号速率进行估算时，使用的是非线性调制信号的载波频率，因此得到的符号速率更加准确。

Description

一种符号速率的估算方法和装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种符号速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符号速率，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，对非线性调制信号的符号速率进行估算时，通常采用经验值来对符号速率进行估算，即在对符号速率进行估算时预设一个载波频率来对符号速率进行估算。

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：

由于在通过非线性调制方式将信号调制成非线性调制信号时可以采用任何调制参数，因此，通过预设载波频率估算出来的符号速率的准确性不高。

发明内容

本发明实施例提供一种符号速率的估算方法和装置，用以提高获得符号速率的准确性。

第一方面，本发明实施例提供了一种符号速率的估算方法，所述方法包括：

根据非线性调制信号的载波频率，对所述非线性调制信号对应的数字信号的频谱进行混频处理，得到所述数字信号的基带信号；

根据所述基带信号，得到所述基带信号的瞬时频率；

根据所述瞬时频率，获得所述非线性调制信号的符号速率。

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，所述根据非线性调制信号的载波频率，对所述非线性调制信号对应的数字信号的频谱进行混频处理，得到所述数字信号的基带信号，包括：

利用如下公式对所述非线性调制信号对应的数字信号的频谱进行混频处理，得到所述基带信号：

其中，s1(n)为所述基带信号；A为所述数字信号的频谱的幅度；j²＝-1；j为虚数单位；Δf为所述载波频率与预设载波频率的差值；为所述非线性调制信号的相位响应；T_s为所述数字信号的频谱的采样周期；n为所述非线性调制信号的功率谱的自变量；n的取值范围为自然数；a为非线性调制信号的调制阶数进制的符号序列的集合；为所述非线性调制信号的载波相位偏差；为所述第一基带信号的载波相位偏差。

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，所述根据所述基带信号，得到所述基带信号的瞬时频率，包括：

利用如下公式得到所述基带信号的瞬时频率：

$f_{inst}\left(t\right)=\frac{d\left(Arg\right(s1\left(t\right)\left)\right)}{dt}$

其中，f_inst(t)为所述基带信号的瞬时频率；s1(t)为所述基带信号的时域连续信号；t为时间变量；s1(n)为所述基带信号；T_s为所述数字信号的频谱的采样周期；n为所述功率谱的自变量；n的取值范围为自然数；Arg(s1(t))为s1(t)在[-π，π]之间的相位；表示对s1(t)在[-π，π]之间的相位求导。

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，所述根据所述瞬时频率，获得所述非线性调制信号的符号速率，包括：

利用如下公式获得所述非线性调制信号的符号速率：

$f_{inst}\left(t\right)=2\mathrm{\π}h\underset{k=-\mathrm{\∞}}{\overset{n}{\Σ}}{a}_{k}g(t-kT)$

其中，f_inst(t)为所述瞬时频率；n为所述非线性调制信号的功率谱的自变量；h为调制指数；a_k为非线性调制信号的调制阶数进制的符号序列；a_k∈{±1,±3,…,±(M-1)}；M为调制阶数；g为所述基带信号的频率成型脉冲；nT≤t≤(n+1)T；T为符号速率；t为时间变量；k为自然数。

在本发明实施例中，根据非线性调制信号的载波频率，对所述非线性调制信号对应的数字信号的频谱进行混频处理，得到所述数字信号的基带信号；根据所述基带信号，得到所述基带信号的瞬时频率；根据所述瞬时频率，获得所述非线性调制信号的符号速率，在本发明实施例中，由于在对非线性调制信号的符号速率进行估算时，使用的是非线性调制信号的载波频率，即载波频率对于非线性调制信号来说是真实有效的，因此得到的符号速率更加准确。

另一方面，本发明实施例还提供了非线性调制信号的载波频率，所述装置包括：

混频处理单元，用于根据非线性调制信号的载波频率，对所述非线性调制信号对应的数字信号的频谱进行混频处理，得到所述数字信号的基带信号；

获取单元，用于根据所述基带信号，得到所述基带信号的瞬时频率；

计算单元，用于根据所述瞬时频率，获得所述非线性调制信号的符号速率。

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，所述混频处理模块，具体用于：

利用如下公式对所述非线性调制信号对应的数字信号的频谱进行混频处理，得到所述基带信号：

其中，s1(n)为所述基带信号；A为所述数字信号的频谱的幅度；j²＝-1；j为虚数单位；Δf为所述载波频率与预设载波频率的差值；为所述非线性调制信号的相位响应；T_s为所述数字信号的频谱的采样周期；n为所述非线性调制信号的功率谱的自变量；n的取值范围为自然数；a为非线性调制信号的调制阶数进制的符号序列的集合；为所述非线性调制信号的载波相位偏差；为所述第一基带信号的载波相位偏差。

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：

利用如下公式得到所述基带信号的瞬时频率：

$f_{inst}\left(t\right)=\frac{d\left(Arg\right(s1\left(t\right)\left)\right)}{dt}$

其中，f_inst(t)为所述基带信号的瞬时频率；s1(t)为所述基带信号的时域连续信号；t为时间变量；s1(n)为所述基带信号；T_s为所述数字信号的频谱的采样周期；n为所述功率谱的自变量；n的取值范围为自然数；Arg(s1(t))为s1(t)在[-π，π]之间的相位；表示对s1(t)在[-π，π]之间的相位求导。

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符号速率：

$f_{inst}\left(t\right)=2\mathrm{\π}h\underset{k=-\mathrm{\∞}}{\overset{n}{\Σ}}{a}_{k}g(t-kT)$

其中，f_inst(t)为所述瞬时频率；n为所述非线性调制信号的功率谱的自变量；h为调制指数；a_k为非线性调制信号的调制阶数进制的符号序列；a_k∈{±1,±3,…,±(M-1)}；M为调制阶数；g为所述基带信号的频率成型脉冲；nT≤t≤(n+1)T；T为符号速率；t为时间变量；k为自然数。

在本发明实施例中，混频处理单元根据非线性调制信号的载波频率，对所述非线性调制信号对应的数字信号的频谱进行混频处理，得到所述数字信号的基带信号；获取单元根据所述基带信号，得到所述基带信号的瞬时频率；计算单元根据所述瞬时频率，获得所述非线性调制信号的符号速率，在本发明实施例中，由于在对非线性调制信号的符号速率进行估算时，使用的是非线性调制信号的载波频率，即载波频率对于非线性调制信号来说是真实有效的，因此得到的符号速率更加准确。

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符号速率的估算方法流程示意图；

图2为本发明实施例二中提出的一种符号速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符号速率的估算方法，具体如图1所示，所述方法可以包括以下步骤：

101、根据非线性调制信号的载波频率，对所述非线性调制信号对应的数字信号的频谱进行混频处理，得到所述数字信号的基带信号。

具体的，非线性调制信号的载波频率可以是通过频率居中法直接获得，也可以是在对非线性调制信号的功率谱进行平滑处理后，通过频率居中法获得，其中，通过对非线性调制信号的功率谱进行平滑处理后得到的载波频率，消除了信噪对功率谱两端的影响，使得幅度值不会明显增加，进而使获得的载波频率的准确性更高，具体通过何种方式获得第一载波频率根据实际需求确定。

由于获得的载波频率对于非线性调制信号来说是真实有效的，因此根据该载波频率对数字信号进行混频后得到的基带信号的准确性也较高。

其中，非线性调制信号包括CPM(Continue Phase Modulation，连续相位调制)信号等，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 FilteredMinimum Shift Keying，高斯最小频移键控)信号等。

举例说明，根据非线性调制信号的载波频率，对所述非线性调制信号对应的数字信号的频谱进行混频处理，得到所述数字信号的基带信号的方法可以包括：

利用如下公式对所述非线性调制信号对应的数字信号的频谱进行混频处理，得到所述基带信号：

其中，s1(n)为所述基带信号；A为所述数字信号的频谱的幅度；j²＝-1；j为虚数单位；Δf为所述载波频率与预设载波频率的差值；为所述非线性调制信号的相位响应；T_s为所述数字信号的频谱的采样周期；n为所述非线性调制信号的功率谱的自变量；n的取值范围为自然数；a为非线性调制信号的调制阶数进制的符号序列的集合；为所述非线性调制信号的载波相位偏差；为所述第一基带信号的载波相位偏差。

102、根据所述基带信号，得到所述基带信号的瞬时频率。

具体的，通过对基带信号获得基带信号的时域连续信号，通过对基带信号的时域连续信号进行求导，得到基带信号的瞬时频率。

由于得到的基带信号的准确性较高，因此通过基带信号获得的基带信号的时域连续信号的准确性较高，进而通过基带信号的时域连续信号进行求导，得到基带信号的瞬时频率的准确性较高。

所述根据所述基带信号，得到所述基带信号的瞬时频率，包括：

利用如下公式得到所述基带信号的瞬时频率：

$f_{inst}\left(t\right)=\frac{d\left(Arg\right(s1\left(t\right)\left)\right)}{dt}$

其中，f_inst(t)为所述基带信号的瞬时频率；s1(t)为所述基带信号的时域连续信号；t为时间变量；s1(n)为所述基带信号；T_s为所述数字信号的频谱的采样周期；n为所述功率谱的自变量；n的取值范围为自然数；Arg(s1(t))为s1(t)在[-π，π]之间的相位；表示对s1(t)在[-π，π]之间的相位求导。

103、根据所述瞬时频率，获得所述非线性调制信号的符号速率。

具体的，由于获得的瞬时频率的准确性较高，因此通过瞬时频率获得的非线性调制信号的符号速率的准确性较高，进一步的，由于获得的符号速率的准确性较高，因此在根据该符号速率对非线性调制信号进行解调时提高了解调成功率。

其中，所述根据所述瞬时频率，获得所述非线性调制信号的符号速率，包括：

利用如下公式获得所述非线性调制信号的符号速率：

$f_{inst}\left(t\right)=2\mathrm{\π}h\underset{k=-\mathrm{\∞}}{\overset{n}{\Σ}}{a}_{k}g(t-kT)$

其中，f_inst(t)为所述瞬时频率；n为所述非线性调制信号的功率谱的自变量；h为调制指数；a_k为非线性调制信号的调制阶数进制的符号序列；a_k∈{±1,±3,…,±(M-1)}；M为调制阶数；g为所述基带信号的频率成型脉冲；nT≤t≤(n+1)T；T为符号速率；t为时间变量；k为自然数。

具体的，在根据瞬时频率获得符号速率的过程中需要忽略载波偏频对符号速率的影响，由公式可得瞬时频率的二次方的期望值(E表示期望运算)，通过对瞬时频率的二次方进行快速傅里叶变换，可以得到瞬时频率的二次方谱，进而得到瞬时频率在频点处出现的谱线，通过分析谱线的间距来获得符号速率。

在本发明实施例中，根据非线性调制信号的载波频率，对所述非线性调制信号对应的数字信号的频谱进行混频处理，得到所述数字信号的基带信号；根据所述基带信号，得到所述基带信号的瞬时频率；根据所述瞬时频率，获得所述非线性调制信号的符号速率，在本发明实施例中，由于在对非线性调制信号的符号速率进行估算时，使用的是非线性调制信号的载波频率，即载波频率对于非线性调制信号来说是真实有效的，因此得到的符号速率更加准确。

实施例二

本发明实施例二还提供了一种符号速率的估算装置，可用于实现前述各方法流程，如图2所示，所述装置包括：

混频处理单元21，用于根据非线性调制信号的载波频率，对所述非线性调制信号对应的数字信号的频谱进行混频处理，得到所述数字信号的基带信号；

获取单元22，用于根据所述基带信号，得到所述基带信号的瞬时频率；

计算单元23，用于根据所述瞬时频率，获得所述非线性调制信号的符号速率。

所述混频处理模块21，具体用于：

利用如下公式对所述非线性调制信号对应的数字信号的频谱进行混频处理，得到所述基带信号：

其中，s1(n)为所述基带信号；A为所述数字信号的频谱的幅度；j²＝-1；j为虚数单位；Δf为所述载波频率与预设载波频率的差值；为所述非线性调制信号的相位响应；T_s为所述数字信号的频谱的采样周期；n为所述非线性调制信号的功率谱的自变量；n的取值范围为自然数；a为非线性调制信号的调制阶数进制的符号序列的集合；为所述非线性调制信号的载波相位偏差；为所述第一基带信号的载波相位偏差。

所述获取单元22，具体用于：

利用如下公式得到所述基带信号的瞬时频率：

$f_{inst}\left(t\right)=\frac{d\left(Arg\right(s1\left(t\right)\left)\right)}{dt}$

其中，f_inst(t)为所述基带信号的瞬时频率；s1(t)为所述基带信号的时域连续信号；t为时间变量；s1(n)为所述基带信号；T_s为所述数字信号的频谱的采样周期；n为所述功率谱的自变量；n的取值范围为自然数；Arg(s1(t))为s1(t)在[-π，π]之间的相位；表示对s1(t)在[-π，π]之间的相位求导。

所述计算单元23，具体用于：

利用如下公式获得所述非线性调制信号的符号速率：

$f_{inst}\left(t\right)=2\mathrm{\π}h\underset{k=-\mathrm{\∞}}{\overset{n}{\Σ}}{a}_{k}g(t-kT)$

其中，f_inst(t)为所述瞬时频率；n为所述非线性调制信号的功率谱的自变量；h为调制指数；a_k为非线性调制信号的调制阶数进制的符号序列；a_k∈{±1,±3,…,±(M-1)}；M为调制阶数；g为所述基带信号的频率成型脉冲；nT≤t≤(n+1)T；T为符号速率；t为时间变量；k为自然数。

在本发明实施例中，混频处理单元根据非线性调制信号的载波频率，对所述非线性调制信号对应的数字信号的频谱进行混频处理，得到所述数字信号的基带信号；获取单元根据所述基带信号，得到所述基带信号的瞬时频率；计算单元根据所述瞬时频率，获得所述非线性调制信号的符号速率，在本发明实施例中，由于在对非线性调制信号的符号速率进行估算时，使用的是非线性调制信号的载波频率，即载波频率对于非线性调制信号来说是真实有效的，因此得到的符号速率更加准确。

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。

Claims (8)

1.一种符号速率的估算方法，其特征在于，所述方法包括：

根据非线性调制信号的载波频率，对所述非线性调制信号对应的数字信号的频谱进行混频处理，得到所述数字信号的基带信号；

根据所述基带信号，得到所述基带信号的瞬时频率；

根据所述瞬时频率，获得所述非线性调制信号的符号速率。

2.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述根据非线性调制信号的载波频率，对所述非线性调制信号对应的数字信号的频谱进行混频处理，得到所述数字信号的基带信号，包括：

利用如下公式对所述非线性调制信号对应的数字信号的频谱进行混频处理，得到所述基带信号：

其中，s1(n)为所述基带信号；A为所述数字信号的频谱的幅度；j²＝-1；j为虚数单位；Δf为所述载波频率与预设载波频率的差值；为所述非线性调制信号的相位响应；T_s为所述数字信号的频谱的采样周期；n为所述非线性调制信号的功率谱的自变量；n的取值范围为自然数；a为非线性调制信号的调制阶数进制的符号序列的集合；为所述非线性调制信号的载波相位偏差；为所述第一基带信号的载波相位偏差。

3.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述根据所述基带信号，得到所述基带信号的瞬时频率，包括：

利用如下公式得到所述基带信号的瞬时频率：

$f_{inst}\left(t\right)=\frac{d\left(Arg\right(s1\left(t\right)\left)\right)}{dt}$

其中，f_inst(t)为所述基带信号的瞬时频率；s1(t)为所述基带信号的时域连续信号；t为时间变量；s1(n)为所述基带信号；T_s为所述数字信号的频谱的采样周期；n为所述功率谱的自变量；n的取值范围为自然数；Arg(s1(t))为s1(t)在[-π，π]之间的相位；表示对s1(t)在[-π，π]之间的相位求导。

4.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述根据所述瞬时频率，获得所述非线性调制信号的符号速率，包括：

利用如下公式获得所述非线性调制信号的符号速率：

$f_{inst}\left(t\right)=2\mathrm{\π}h\underset{k=-\mathrm{\∞}}{\overset{n}{\Σ}}{a}_{k}g(t-kT)$

其中，f_inst(t)为所述瞬时频率；n为所述非线性调制信号的功率谱的自变量；h为调制指数；a_k为非线性调制信号的调制阶数进制的符号序列；a_k∈{±1,±3,…,±(M-1)}；M为调制阶数；g为所述基带信号的频率成型脉冲；nT≤t≤(n+1)T；T为符号速率；t为时间变量；k为自然数。

5.一种符号速率的估算装置，其特征在于，所述装置包括：

混频处理单元，用于根据非线性调制信号的载波频率，对所述非线性调制信号对应的数字信号的频谱进行混频处理，得到所述数字信号的基带信号；

获取单元，用于根据所述基带信号，得到所述基带信号的瞬时频率；

计算单元，用于根据所述瞬时频率，获得所述非线性调制信号的符号速率。

6.如权利要求5所述装置，其特征在于，所述混频处理模块，具体用于：

利用如下公式对所述非线性调制信号对应的数字信号的频谱进行混频处理，得到所述基带信号：

其中，s1(n)为所述基带信号；A为所述数字信号的频谱的幅度；j²＝-1；j为虚数单位；Δf为所述载波频率与预设载波频率的差值；为所述非线性调制信号的相位响应；T_s为所述数字信号的频谱的采样周期；n为所述非线性调制信号的功率谱的自变量；n的取值范围为自然数；a为非线性调制信号的调制阶数进制的符号序列的集合；为所述非线性调制信号的载波相位偏差；为所述第一基带信号的载波相位偏差。

7.如权利要求5所述装置，其特征在于，所述获取单元，具体用于：

利用如下公式得到所述基带信号的瞬时频率：

$f_{inst}\left(t\right)=\frac{d\left(Arg\right(s1\left(t\right)\left)\right)}{dt}$

其中，f_inst(t)为所述基带信号的瞬时频率；s1(t)为所述基带信号的时域连续信号；t为时间变量；s1(n)为所述基带信号；T_s为所述数字信号的频谱的采样周期；n为所述功率谱的自变量；n的取值范围为自然数；Arg(s1(t))为s1(t)在[-π，π]之间的相位；表示对s1(t)在[-π，π]之间的相位求导。

8.如权利要求5所述装置，其特征在于，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符号速率：

$f_{inst}\left(t\right)=2\mathrm{\π}h\underset{k=-\mathrm{\∞}}{\overset{n}{\Σ}}{a}_{k}g(t-kT)$

其中，f_inst(t)为所述瞬时频率；n为所述非线性调制信号的功率谱的自变量；h为调制指数；a_k为非线性调制信号的调制阶数进制的符号序列；a_k∈{±1,±3,…,±(M-1)}；M为调制阶数；g为所述基带信号的频率成型脉冲；nT≤t≤(n+1)T；T为符号速率；t为时间变量；k为自然数。