CN110535795B - 一种信号处理方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种信号处理方法和装置，所述信号处理方法包括：当AGC模块的调整功率点在OFDM符号的有用部分时，将第一部分的信号乘以系数；将第二部分的信号和乘以所述系数后的第一部分的信号转换到频域；其中，所述第一部分为所述有用部分中在调整功率点之前的部分；所述第二部分为所述有用部分中在调整功率点之后的部分，所述第二部分的信号的平均功率和乘以所述系数后的第一部分的信号的平均功率相同。本发明实施例将第一部分的信号乘以系数，使得第二部分的信号的平均功率和乘以所述系数后的第一部分的信号的平均功率相同，即对第一部分的信号进行补偿后再转换到频域，很大程度的消除了载波间干扰。

Description

一种信号处理方法和装置
技术领域
本发明实施例涉及通信技术，尤指一种信号处理方法和装置。
背景技术
正交频分复用(OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing)系统是常用的通信系统。自动增益控制(AGC，Automatic Gain Control)模块在OFDM系统中广泛采用以补偿接收信号功率的波动，这样模拟数字转换器件(ADC，Analog to DigitalConverter)带来的量化误差最小。一般来说AGC需要一个稳定时间以对接收信号功率进行调整。
OFDM符号中循环前缀的长度与信道时延的长度一般相同，当其他用户的信号经过多径信道时，导致目标用户首个OFDM符号的循环前缀包含其他用户的信号功率。由于包含其他用户的信号功率的循环前缀不能用于AGC功率测量，因此，如果首个OFDM符号的循环前缀中不包含其他用户的信号功率的部分小于AGC的稳定时间，则导致AGC模块在OFDM符号的有用部分进行调整，这样破坏了载波间的正交性，从而产生了载波间干扰。
发明内容
本发明实施例提供了一种信号处理方法和装置，能够消除载波间干扰。
本发明实施例提供了一种信号处理方法，包括：
当自动增益控制模块的调整功率点在正交频分复用符号的有用部分时，将第一部分的信号乘以系数；
将第二部分的信号和乘以所述系数后的第一部分的信号转换到频域；
其中，所述第一部分为所述有用部分中在调整功率点之前的部分；所述第二部分为所述有用部分中在调整功率点之后的部分，所述第二部分的信号的平均功率和乘以所述系数后的第一部分的信号的平均功率相同。
在本发明实施例中，当所述自动增益控制模块的调整功率点在所述正交频分复用符号的循环前缀时，该方法还包括：
将所述正交频分复用符号的有用部分的信号转换到频域。
在本发明实施例中，所述将第一部分的信号乘以系数之前，该方法还包括：所述有用部分的信号通过模数转换器转换成数字信号。
在本发明实施例中，所述有用部分的信号通过模数转换器转换成数字信号包括：
所述第一部分的信号通过所述模数转换器转换成数字信号：Q(yj)＝sfyj+dj；
所述第二部分的信号通过所述模数转换器转换成数字信号：Q(yj)＝as0yj+dj；
其中，yj为所述有用部分的第j个信号，Q(yj)为所述有用部分的第j个所述数字信号，dj为yj的量化噪声，a为功率调整因子，sf为所述第一部分的信号的缩放因子，s0为所述第二部分的信号的缩放因子。
在本发明实施例中，按照以下公式计算所述系数：
Figure BDA0001671965740000021
其中，c为所述系数，a为功率调整因子，sf为所述第一部分的信号的缩放因子，s0为所述第二部分的信号的缩放因子。
在本发明实施例中，包括以下至少之一：
按照公式
Figure BDA0001671965740000022
计算所述第一部分的信号的缩放因子；
按照公式
Figure BDA0001671965740000023
计算所述第二部分的信号的缩放因子；
其中，
Figure BDA0001671965740000031
Figure BDA0001671965740000032
G为所述有用部分的信号的平均功率，R为模数转换器量化之后的区间数目，erfc为误差互补函数。
本发明实施例提出了一种信号处理装置，包括：
处理模块，用于当自动增益控制模块的调整功率点在正交频分复用符号的有用部分时，将第一部分的信号乘以系数；
转换模块，用于将第二部分的信号和乘以所述系数后的第一部分的信号转换到频域；
其中，所述第一部分为所述有用部分中在调整功率点之前的部分；所述第二部分为所述有用部分中在调整功率点之后的部分，所述第二部分的信号的平均功率和乘以所述系数后的第一部分的信号的平均功率相同。
本发明实施例提出了一种信号处理装置，包括处理器和计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令被所述处理器执行时，实现上述任一种信号处理方法。
本发明实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一种信号处理方法的步骤。
本发明实施例包括：当AGC模块的调整功率点在OFDM符号的有用部分时，将第一部分的信号乘以系数；将第二部分的信号和乘以所述系数后的第一部分的信号转换到频域；其中，所述第一部分为所述有用部分中在调整功率点之前的部分；所述第二部分为所述有用部分中在调整功率点之后的部分，所述第二部分的信号的平均功率和乘以所述系数后的第一部分的信号的平均功率相同。本发明实施例将第一部分的信号乘以系数，使得第二部分的信号的平均功率和乘以所述系数后的第一部分的信号的平均功率相同，即对第一部分的信号进行补偿后再转换到频域，很大程度的消除了载波间干扰。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例而了解。本发明实施例的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明实施例技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明实施例的实施例一起用于解释本发明实施例的技术方案，并不构成对本发明实施例技术方案的限制。
图1为本发明一个实施例提出的信号处理方法的流程图；
图2为本发明实施例信号处理方法的示例的流程图；
图3为本发明另一个实施例提出的信号处理装置的结构组成示意图。
具体实施方式
下文中将结合附图对本发明实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
参见图1，本发明一个实施例提出了一种信号处理方法，包括：
步骤100、当AGC模块的调整功率点在OFDM符号的有用部分时，将第一部分的信号乘以系数。
在本发明实施例中，OFDM符号包括循环前缀和有用部分。
在本发明实施例中，按照以下公式计算所述系数：
Figure BDA0001671965740000041
其中，c为所述系数，a为功率调整因子，sf为所述第一部分的信号的缩放因子，s0为所述第二部分的信号的缩放因子。
其中，按照公式
Figure BDA0001671965740000051
计算所述第一部分的信号的缩放因子；
按照公式
Figure BDA0001671965740000052
计算所述第二部分的信号的缩放因子；
其中，
Figure BDA0001671965740000053
Figure BDA0001671965740000054
G为有用部分的信号的平均功率，R为模数转换器量化之后的区间数目，erfc为误差互补函数。
步骤101、将第二部分的信号和乘以所述系数后的第一部分的信号转换到频域；其中，所述第一部分为所述有用部分中在调整功率点之前的部分；所述第二部分为所述有用部分中在调整功率点之后的部分，所述第二部分的信号的平均功率和乘以所述系数后的第一部分的信号的平均功率相同。
在本发明实施例中，当OFDM符号的有用部分的信号表示为y＝[y0，y1，…，yN－1]，且AGC模块的调整功率点在yn－1和yn之间时，调整功率后的有用部分的信号表示为y0，…，yn－1，ayn，…，ayN－1；
ADC转换后的数字信号表示为Q(y0)，...，Q(yn-1)，Q(yn)，...，Q(yN-1)；
则将cQ(y0)，...，cQ(yn-1)，Q(yn)，...，Q(yN-1)转换到频域。
在本发明另一个实施例中，当AGC模块的调整功率点在OFDM符号的循环前缀时，该方法还包括：
将所述正交频分复用符号的有用部分的信号转换到频域。
在本发明另一个实施例中，将第一部分的信号乘以系数之前，该方法还包括：所述有用部分通过ADC转换成数字信号。相应的，第一部分为有用部分的数字信号中在调整功率点之前的部分；第二部分为有用部分的数字信号中在调整功率点之后的部分。
在本发明的上述实施例中，OFDM符号指的是调整功率后的OFDM符号。
在本发明实施例中，有用部分通过ADC转换成数字信号包括：
所述第一部分的信号通过ADC转换成数字信号：Q(yj)＝sfyj+dj，j＝0，…，n－1；
所述第二部分的信号通过ADC转换成数字信号：Q(yj)＝as0yj+dj，j＝n，…，N－1；
其中，yj为所述有用部分的第j个信号，Q(yj)为所述有用部分的第j个所述数字信号，dj为yj的量化噪声，a为功率调整因子，sf为所述第一部分的信号的缩放因子，s0为所述第二部分的信号的缩放因子。
上述将有用部分转换成数字信号的精度为log2(R)，即ADC模块的精度为log2(R)。
在本发明实施例中，当AGC模块的调整功率点在OFDM符号的有用部分时，说明存在载波间干扰，需要消除载波间干扰，消除的方法是将第一部分的信号乘以系数，再将第二部分和乘以系数后的第一部分转换到频域。
当AGC模块的调整功率点在OFDM符号的循环前缀时，说明没有载波间干扰，不需要消除载波间干扰，则直接将有用部分转换到频率即可。
示例
参见图2，该方法包括：
步骤200、判断AGC模块的调整功率点位置，当AGC模块的调整功率点在OFDM符号的循环前缀时，执行步骤201；当AGC模块的调整功率点在OFDM符号的有用部分时，执行步骤202。
步骤201、AGC模块对OFDM符号的有用部分的信号进行功率调整，ADC模块将功率调整后的有用部分的信号转换成数字信号，将数字信号直接送到FFT模块，FFT模块将功率调整后的有用部分的信号转换到频域。
步骤202、AGC模块对OFDM符号的有用部分的信号进行功率调整，ADC模块将功率调整后的有用部分的信号转换成数字信号，将第一部分的信号乘以系数，将第二部分的信号和乘以所述系数后的第一部分的信号送到FFT模块，FFT模块将第二部分的信号和乘以所述系数后的第一部分的信号转换到频域。
本示例中，第一部分为数字信号中在调整功率点之前的部分；第二部分为数字信号中在调整功率点之后的部分，所述第二部分的信号的平均功率和乘以所述系数后的第一部分的信号的平均功率相同。
本示例中，当OFDM符号的有用部分的信号表示为y＝[y0，y1，…，yN－1]，且AGC模块的调整功率点在yn－1和yn之间时，调整功率后的有用部分的信号表示为y0，…，yn－1，ayn，…，ayN－1；其中，y0，…，yn－1为第一部分，ayn，…，ayN－1为第二部分；
ADC转换后的数字信号表示为Q(y0)，...，Q(yn-1)，Q(yn)，...，Q(yN-1)；
则将cQ(y0)，...，cQ(yn-1)，Q(yn)，...，Q(yN-1)转换到频域。
其中，
Figure BDA0001671965740000071
参见图3，本发明另一个实施例提出了一种信号处理装置，包括：
处理模块，用于当自动增益控制模块的调整功率点在正交频分复用符号的有用部分时，将第一部分的信号乘以系数；
转换模块，用于将第二部分的信号和乘以所述系数后的第一部分的信号转换到频域；
其中，所述第一部分为所述有用部分中在调整功率点之前的部分；所述第二部分为所述有用部分中在调整功率点之后的部分，所述第二部分的信号的平均功率和乘以所述系数后的第一部分的信号的平均功率相同。
在本发明另一个实施例中，转换模块还用于：
当所述自动增益控制模块的调整功率点在所述正交频分复用符号的循环前缀时，将所述正交频分复用符号的有用部分的信号转换到频域。
在本发明另一个实施例中，还包括：
ADC模块，用于将所述有用部分转换成数字信号。
在本发明实施例中，ADC模块具体用于：
所述第一部分的信号转换成数字信号：Q(yj)＝sfyj+dj；
所述第二部分的信号转换成数字信号：Q(yj)＝as0yj+dj；
其中，yj为所述有用部分的第j个信号，Q(yj)为所述有用部分的第j个所述数字信号，dj为yj的量化噪声，a为功率调整因子，sf为所述第一部分的信号的缩放因子，s0为所述第二部分的信号的缩放因子。
在本发明实施例中，处理模块具体用于按照以下公式计算所述系数：
Figure BDA0001671965740000081
其中，c为所述系数，a为功率调整因子，sf为所述第一部分的信号的缩放因子，s0为所述第二部分的信号的缩放因子。
本发明另一个实施例提出了一种信号处理装置，包括处理器和计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令被所述处理器执行时，实现上述任一种信号处理方法。
本发明另一个实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一种信号处理方法的步骤。
本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些组件或所有组件可以被实施为由处理器，如数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。
虽然本发明实施例所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明实施例而采用的实施方式，并非用以限定本发明实施例。任何本发明实施例所属领域内的技术人员，在不脱离本发明实施例所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明实施例的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (9)

1.一种信号处理方法，包括：
当自动增益控制模块的调整功率点在正交频分复用符号的有用部分时，将第一部分的信号乘以系数；
将第二部分的信号和乘以所述系数后的第一部分的信号转换到频域；
其中，所述第一部分为所述有用部分中在调整功率点之前的部分；所述第二部分为所述有用部分中在调整功率点之后的部分，所述第二部分的信号的平均功率和乘以所述系数后的第一部分的信号的平均功率相同。
2.根据权利要求1所述的信号处理方法，其特征在于，当所述自动增益控制模块的调整功率点在所述正交频分复用符号的循环前缀时，该方法还包括：
将所述正交频分复用符号的有用部分的信号转换到频域。
3.根据权利要求1或2所述的信号处理方法，其特征在于，所述将第一部分的信号乘以系数之前，该方法还包括：所述有用部分的信号通过模数转换器转换成数字信号。
4.根据权利要求3所述的信号处理方法，其特征在于，所述有用部分的信号通过模数转换器转换成数字信号包括：
所述第一部分的信号通过所述模数转换器转换成数字信号：
Figure 456764DEST_PATH_IMAGE001
；
所述第二部分的信号通过所述模数转换器转换成数字信号：
Figure 770589DEST_PATH_IMAGE002
；
其中，
Figure 696957DEST_PATH_IMAGE003
为所述有用部分的第j个信号，
Figure 308067DEST_PATH_IMAGE004
为所述有用部分的第j个所述数字信号，
Figure 661688DEST_PATH_IMAGE005
为
Figure 459879DEST_PATH_IMAGE006
的量化噪声，a为功率调整因子，
Figure 189938DEST_PATH_IMAGE007
为所述第一部分的信号的缩放因子，
Figure 389975DEST_PATH_IMAGE008
为所述第二部分的信号的缩放因子。
5.根据权利要求1或2所述的信号处理方法，其特征在于，按照以下公式计算所述系数：
Figure 914497DEST_PATH_IMAGE009
；
其中，c为所述系数，a为功率调整因子，
Figure 403248DEST_PATH_IMAGE010
为所述第一部分的信号的缩放因子，
Figure 671418DEST_PATH_IMAGE011
为所述第二部分的信号的缩放因子。
6.根据权利要求5所述的信号处理方法，其特征在于，包括以下至少之一：
按照公式
Figure 725962DEST_PATH_IMAGE012
计算所述第一部分的信号的缩放因子；
按照公式
Figure 952544DEST_PATH_IMAGE013
计算所述第二部分的信号的缩放因子；
其中，
Figure 725328DEST_PATH_IMAGE014
，
Figure 531610DEST_PATH_IMAGE015
，
Figure 909501DEST_PATH_IMAGE016
，
Figure 775826DEST_PATH_IMAGE017
；
G为所述有用部分的信号的平均功率，R为模数转换器量化之后的区间数目。
7.一种信号处理装置，包括：
处理模块，用于当自动增益控制模块的调整功率点在正交频分复用符号的有用部分时，将第一部分的信号乘以系数；
转换模块，用于将第二部分的信号和乘以所述系数后的第一部分的信号转换到频域；
其中，所述第一部分为所述有用部分中在调整功率点之前的部分；所述第二部分为所述有用部分中在调整功率点之后的部分，所述第二部分的信号的平均功率和乘以所述系数后的第一部分的信号的平均功率相同。
8.一种信号处理装置，包括处理器和计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，其特征在于，当所述指令被所述处理器执行时，实现如权利要求1~6任一项所述的信号处理方法。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1~6任一项所述的信号处理方法的步骤。
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