CN111343120A - 一种信号处理方法及装置 - Google Patents

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Abstract

一种信号处理方法及装置，用以实现信号检测过程中的低功耗低成本。该方法为：第一设备生成包络信号，其中，所述生成包络信号的过程包括以下任意一种或任意多种的组合：对编码信息进行首尾补零操作；采用pi/2‑二进制启闭键控OOK调制；针对上采样时域信号中的每一个正交频分复用OFDM符号，循环右移半个Pi/2‑OOK调制符号对应的上采样样点数，其中，所述上采样时域信号包括一个或多个OFDM符号；或对每一个OFDM符号添加零循环前缀；所述第一设备将所述包络信号发送给第二设备。

Description

一种信号处理方法及装置
技术领域
本申请实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种信号处理方法及装置。
背景技术
窄带物联网(narrow band internet of things，NB-IoT)中的终端，一般使用5瓦时(Wh)的电池，而且只能极低频率的发送数据，才有可能不经常更换电池。并且NB-IoT模组体积偏大，所用电池较多，成本也较高。
为了节省NB-IoT终端电池的用电量，NB-IoT引入了省电模式(power savingmode，PSM)。PSM模式是指，终端在非业务期间进行深度休眠，不接收下行数据。NB-IoT的网络设备将需要发送给终端的下行数据缓存下来。当终端主动发送上行数据时，NB-IoT的网络设备才会将缓存的下行数据发送给终端，终端才可能接收到网络设备缓存的下行数据。
可见现有NB-IoT系统在信号检测方面还无法实现低功耗低成本的要求。
发明内容
本申请实施例提供一种信号处理方法及装置，用以解决NB-IoT系统中在信号检测方面还无法实现低功耗低成本的要求的问题。
本申请实施例提供的具体技术方案如下：
第一方面，提供一种信号处理方法，该方法的执行主体可以称为第一设备，该方法通过以下步骤实现：第一设备生成包络信号，其中，所述生成包络信号的过程包括以下任意一种或任意多种的组合：对编码信息进行首尾补零操作；采用pi/2-二进制启闭键控OOK调制；针对上采样时域信号中的每一个正交频分复用OFDM符号，循环右移半个Pi/2-OOK调制符号对应的上采样样点数，其中，所述上采样时域信号包括一个或多个OFDM符号；或对每一个OFDM符号添加零循环前缀；所述第一设备将所述包络信号发送给第二设备。通过循环右移半个Pi/2-OOK调制符号对应的上采样样点数，获得更加接近理想信号的波形，使得包络更加清晰。采用pi/2-OOK调制，使得包络信号连续为1的高幅值部分，凹坑更小，更不容易发生错判成0的情况，使得包络信号更加清晰。采用零循环前缀和首尾补零操作，能够使得每个符号前后出现一段时间的小幅值信号，使得获得包络信号与普通DFT-s-OFDM波形的数据帧作区分。在信号检测方面实现低功耗低成本的要求。
在一个可能的设计中，所述第一设备为网络设备，所述第二设备为终端，所述包络信号用于唤醒终端。这样有助于及时唤醒终端，进一步降低终端从休眠到唤醒所需要的功耗以及降低下行业务的传输时延。
在一个可能的设计中，所述第一设备为网络设备，所述第二设备为反向散射装置，所述包络信号用于承载数据；或者，所述第一设备为终端，所述第二设备为反向散射装置，所述包络信号用于承载数据。由于检测包络信号的功耗极低，因此反向散射装置在生成并发送反射信号的过程中能够实现低功耗低成本。
在一个可能的设计中，所述网络设备将所述包络信号发送给终端之前，所述网络设备确认需要向所述终端发送下行数据，所述下行数据为实时业务或非实时业务的下行数据，这样有助于保证下行数据传输的及时性，提高终端使用实时业务的感受，满足对下行数据时延要求较高的业务。
在一个可能的设计中，所述网络设备将所述包络信号发送给终端之后，所述网络设备向所述终端发送所述下行数据。
在一个可能的设计中，所述包络信号中包括所述第二设备的标识ID或所述第二设备所在组的组ID。
第二方面，提供一种信号处理方法，该方法的执行主体可以称为第一设备，该方法通过以下步骤实现：第一设备生成包络信号，其中，所述生成包络信号的过程包括：对编码信息进行重复上采样操作，获得时域信号，对所述时域信号进行时频域转换，获得频域信号，对所述频域信号进行频率加窗操作；所述第一设备将所述包络信号发送给第二设备。对频域信号进行频域加窗，即截取部分频域成分，这样可以降低带外泄露。在信号检测方面实现低功耗低成本的要求。
在一个可能的设计中，所述第一设备为网络设备，所述第二设备为终端，所述包络信号用于唤醒终端。这样有助于及时唤醒终端，进一步降低终端从休眠到唤醒所需要的功耗以及降低下行业务的传输时延。
在一个可能的设计中，所述第一设备为网络设备，所述第二设备为反向散射装置，所述包络信号用于承载数据；或者，所述第一设备为终端，所述第二设备为反向散射装置，所述包络信号用于承载数据。由于检测包络信号的功耗极低，因此反向散射装置在生成并发送反射信号的过程中能够实现低功耗低成本。
在一个可能的设计中，所述包络信号中包括所述第二设备的标识ID或所述第二设备所在组的组ID。
第三方面，提供一种信号处理方法，该方法的执行主体可以是终端，该方法通过以下步骤实现：终端对网络设备发送的包络信号进行检测；所述终端在检测到所述网络设备发送的所述包络信号时，根据所述包络信号进行唤醒。这样终端通过检测包络信号，能够及时获得下行调度信息，可以降低下行业务的传输时延。同时由于终端通过幅值来检测包络信号，因此检测耗也比较低，又能够进一步降低功耗和降低成本。
在一个可能的设计中，终端可以根据幅值检测，确定检测的信号具有这种信号特征时，确定为包络信号，作为检测到包络信号的初步判断。
在一个可能的设计中，所述终端基于控制自身中用于包络检测的包络检测电路处于工作状态，并基于所述包络检测电路对网络设备发送的包络信号进行检测；以及保持自身中除所述包络检测电路之外的其它电路处于睡眠状态。以保证终端检测包络信号进行唤醒的过程中具有低功耗低成本的特点。
在一个可能的设计中，所述包络信号包含一个或多个OFDM符号，任意一个所述OFDM符号首尾均包含连续的幅值低于阈值的信号。这样，终端可以根据这种信号特征区分包络信号与普通的数据帧，避免接收普通数据帧带来的功耗损失。
在一个可能的设计中，所述包络信号中包括所述终端的标识ID或所述终端所在组的组ID。终端可以根据ID辨别是否为唤醒自己的信号。
第四方面，提供一种信号处理装置，该装置应用于第一设备，第一设备可以是网络设备，也可以是终端。该装置具有实现上述第一方面、第二方面、第一方面中任一种可能的设计和第二方面中任一种可能的设计中第一设备执行的方法的功能，其包括用于执行上述方面所描述的步骤或功能相对应的部件(means)。所述步骤或功能可以通过软件实现，或硬件(如电路)实现，或者通过硬件和软件结合来实现。
在一种可能的设计中，上述信号处理装置包括一个或多个处理器和通信单元。所述一个或多个处理器被配置为支持所述信号处理装置执行上述方法中的功能。例如，生成包络信号。所述通信单元用于支持所述信号处理装置与其他设备通信，实现接收和/或发送功能。例如，发送包络信号。
可选的，所述装置还可以包括一个或多个存储器，所述存储器用于与处理器耦合，其保存装置必要的程序指令和/或数据。所述一个或多个存储器可以和处理器集成在一起，也可以与处理器分离设置。本申请并不限定。
所述通信单元可以是收发器，或收发电路。可选的，所述收发器也可以为输入/输出电路或者接口。
所述装置还可以为通信芯片。所述通信单元可以为通信芯片的输入/输出电路或者接口。
另一个可能的设计中，上述信号处理装置，包括收发器、处理器和存储器。该处理器用于控制收发器或输入/输出电路收发信号，该存储器用于存储计算机程序，该处理器用于运行该存储器中的计算机程序，使得该装置执行第一方面、第二方面、第一方面中任一种可能的设计和第二方面中任一种可能的设计中的方法。
第五方面，提供一种信号处理装置，该装置应用于终端，或该装置为一种终端，该装置具有实现上述第三方面和第三方面中任一种可能的设计中终端执行的方法的功能，其包括用于执行上述方面所描述的步骤或功能相对应的部件(means)。所述步骤或功能可以通过软件实现，或硬件(如电路)实现，或者通过硬件和软件结合来实现。
在一种可能的设计中，上述信号处理装置包括一个或多个处理器和通信单元。所述一个或多个处理器被配置为支持所述信号处理装置执行上述方法中的功能。例如，对网络设备发送的包络信号进行检测，根据所述包络信号进行唤醒。所述通信单元用于支持所述信号处理装置与其他设备通信，实现接收和/或发送功能。例如，接收包络信号。
可选的，所述装置还可以包括一个或多个存储器，所述存储器用于与处理器耦合，其保存装置必要的程序指令和/或数据。所述一个或多个存储器可以和处理器集成在一起，也可以与处理器分离设置。本申请并不限定。
所述通信单元可以是收发器，或收发电路。可选的，所述收发器也可以为输入/输出电路或者接口。
所述装置还可以为通信芯片。所述通信单元可以为通信芯片的输入/输出电路或者接口。
另一个可能的设计中，上述信号处理装置，包括收发器、处理器和存储器。该处理器用于控制收发器或输入/输出电路收发信号，该存储器用于存储计算机程序，该处理器用于运行该存储器中的计算机程序，使得该装置执行第三方面或第三方面中任一种可能的设计中的方法。
第六方面，提供了一种系统，该系统包括终端和网络设备，其中，所述网络设备执行上述第一方面、第二方面、第一方面的任一种可能的设计或第二方面的任一种可能的设计中第一设备中所执行的方法；或者，所述终端执行上述第一方面、第三方面、第一方面的任一种可能的设计或第三方面的任一种可能的设计中第一设备/终端所执行的方法。
第七方面，提供了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，该计算机程序包括用于执行上述各方面中方法的指令。
第八方面，提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括：计算机程序代码，当所述计算机程序代码在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面中的方法。
附图说明
图1a为本申请实施例中系统架构示意图之一；
图1b为本申请实施例中系统架构示意图之二；
图2a为本申请实施例中信号处理方法流程示意图之一；
图2b为本申请实施例中信号处理方法流程示意图之二；
图3为本申请实施例中生成包络信号的流程示意图之一；
图4a为本申请实施例中FDSS DFT-s-OFDM后的波形示意图；
图4b为本申请实施例中循环右移半个Pi/2-OOK调制符号对应的上采样样点数后的波形示意图；
图5为本申请实施例中FDSS后波形示意图；
图6为本申请实施例中pi/2旋转后波形示意图；
图7为本申请实施例中自定时编码后波形示意图；
图8为本申请实施例中包络信号示意图；
图9为本申请实施例中生成包络信号的流程示意图之一；
图10a为本申请实施例中上采样之前的波形示意图；
图10b为本申请实施例中上采样之后的波形示意图；
图11为本申请实施例中包络信号、理想信号和envelope-OFDM波形示意图；
图12为本申请实施例中信号处理装置结构示意图之一；
图13为本申请实施例中信号处理装置结构示意图之二；
图14为本申请实施例中信号处理装置结构示意图之三。
具体实施方式
本申请实施例提供一种信号处理方法及装置，用以解决目前NB-IoT系统中在信号检测方面还无法实现低功耗低成本的要求的问题。其中，方法和装置是基于同一构思的，由于方法及装置解决问题的原理相似，因此装置与方法的实施可以相互参见，重复之处不再赘述。
本申请实施例的描述中，“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。本申请中所涉及的至少一个是指一个或多个；多个，是指两个或两个以上。另外，需要理解的是，在本申请的描述中，“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。
本申请实施例提供的信号处理方法可以应用于第四代(4th generation，4G)通信系统、第五代(5th generation，5G)通信系统或未来的各种通信系统。可选的，本申请实施例适用于采用单载波波形通信的通信系统。主要应用于低功耗和/或低成本的场景，例如，应用于NB-IoT场景中，还可以应用于被动物联网(passive IoT)场景中。
下面将结合附图，对本申请实施例进行详细描述。
图1a示出了本申请实施例提供的信号处理方法适用的一种可能的通信系统的架构，参阅图1a所示，通信系统100中包括：网络设备101和一个或多个终端102。当通信系统100包括核心网时，网络设备101还可以与核心网相连。网络设备101可以通过核心网与IP网络103进行通信，例如，IP网络103可以是：因特网(internet)，私有的IP网，或其它数据网等。网络设备101为覆盖范围内的终端102提供服务。例如，参见图1a所示，网络设备101为网络设备101覆盖范围内的一个或多个终端102提供无线接入。通信系统100中可以包括多个网络设备，例如还可以包括网络设备101’。网络设备之间的覆盖范围可以存在重叠的区域，例如网络设备101和网络设备101’之间的覆盖范围存在重叠的区域。网络设备之间还可以互相通信，例如，网络设备101可以与网络设备101’之间进行通信。
网络设备101为无线接入网(radio access network，RAN)中的节点，又可以称为基站，还可以称为RAN节点(或设备)。目前，一些网络设备101的举例为：通用型基站(general node B，gNB)、新空口基站(new radio node B，NR-NB)、传输接收点(transmission reception point，TRP)、演进型节点B(evolved Node B，eNB)、无线网络控制器(radio network controller，RNC)、节点B(Node B，NB)、基站控制器(base stationcontroller，BSC)、基站收发台(base transceiver station,BTS)、家庭基站(例如，homeevolved NodeB，HeNB；或home Node B，HNB)、基带单元(base band unit，BBU)，或无线保真(wireless fidelity，Wifi)接入点(access point，AP)，或5G通信系统或者未来可能的通信系统中的网络侧设备等。
终端102，又称之为用户设备(user equipment，UE)、移动台(mobile station，MS)、移动终端(mobile terminal，MT)等，是一种向用户提供语音或数据连通性的设备，也可以是物联网设备。例如，终端102包括具有无线连接功能的手持式设备、车载设备等。目前，终端102可以是：手机(mobile phone)、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、移动互联网设备(mobile internet device，MID)、可穿戴设备(例如智能手表、智能手环、计步器等)，车载设备(例如，汽车、自行车、电动车、飞机、船舶、火车、高铁等)、虚拟现实(virtualreality，VR)设备、增强现实(augmented reality，AR)设备、工业控制(industrialcontrol)中的无线终端、智能家居设备(例如，冰箱、电视、空调、电表等)、智能机器人、车间设备、无人驾驶(self driving)中的无线终端、远程手术(remote medical surgery)中的无线终端、智能电网(smart grid)中的无线终端、运输安全(transportation safety)中的无线终端、智慧城市(smart city)中的无线终端，或智慧家庭(smart home)中的无线终端、飞行设备(例如，智能机器人、热气球、无人机、飞机)等。
另外，本申请提供的信号处理方法还可以应用于passive IoT场景中。如图1b所示的系统架构，在passive IoT场景中，除了网络设备101和终端102，还包括反向散射装置(backscatter device，BD)103。网络设备101和终端102均与BD 103之间可以相关通信。本申请中，网络设备101和终端102均可以向BD 103发送包络信号，包络信号中可以用于传输数据，例如包络信号携带数据信息和调度信息。
本申请实施例提供的信号处理方法应用在物联网中，更具体的应用在NB-IoT中时，包络信号可以用于传输数据，例如携带数据信息和/或调度信息，也可以作为一种唤醒信号携带调度信息。例如，网络设备在需要调度终端时，会向终端发送包络信号，终端侧实时对包络信号进行检测，当检测到包络信号时，根据包络信号确定网络设备将要调度终端，则会进行唤醒。
本申请实施例提供的信号处理方法的基本思想是，发送端生成一种包络检测信号(即包络信号)，便于接收端进行极低功耗检测。具体的，发送端生成包络信号，所述包络信号用于唤醒终端或发送数据给接收端。
下面基于图1a或图1b所示的系统架构，参阅图2a所示，对本申请实施例提供的信号处理方法进行详细说明。本申请以下描述的方法中，执行主体用第一设备来描述。第一设备可以是网络设备，也可以是终端。在第一种应用场景下，当第一设备为网络设备时，第二设备可以为终端。在第二种应用场景下，当第一设备为网络设备时，第二设备为反向散射装置；或者，第一设备为终端时，第二设备为反向散射装置。
S201、第一设备生成包络信号。
由于在新一代无线通信系统(new radio，NR)中，上行采用了正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing，OFDM)波形和离散傅里叶变换扩展正交频分复用(DFT spread OFDM，DFT-s-OFDM)波形。因此网络设备生成的包络信号的波形可以近似于NR采用的波形。例如包络信号可近似于NR上行采用的DFT-s-OFDM波形。包络信号还可以近似于NR适用的其它波形，例如，包络信号还可以近似于Envelope-OFDM波形。Envelope-OFDM是指包络OFDM或者频域加窗OFDM。本申请设计的包络信号近似于NR采用的波形，是为了使得包络信号更好的应用于NR系统中。其中“近似”是指波形从外观上与NR波形相近，网络设备和终端在传输波形时能够将包络信号看作NR波形。
包络信号还具有普通包络信号的特征，在波形上尽量近似于矩形波。普通包络信号在一段时间长度的高频信号的峰值点连线，形成上方(正向)一条线，和下方(负向)一条线，正向和负向的两条线为包络线，包络线就是反映高频信号幅度变化的曲线。
以下对第一设备生成包络信号的主要过程进行详细描述。
第一设备选择在生成包络信号的过程中，可以采用以下1～4中任意一种操作，或采用1～4中任意多种操作的组合。
1、第一设备在生成包络信号的过程中，对编码信息进行首尾补零操作。
2、第一设备在生成包络信号的过程中，采用pi/2-二进制启闭键控(rotated On-Off keying，OOK)调制。
3、第一设备在生成包络信号的过程中，针对上采样时域信号中的每一个符号，循环右移半个Pi/2-OOK调制符号对应的上采样样点数。其中，上采样时域信号包括多个上采样样点数，网络设备对每一个OFDM符号，均循环右移一定数量的上采样样点数，具体样点数的数量为半个Pi/2-OOK调制符号对应的样点数数量。
4、对每一个OFDM符号添加零循环前缀(null cyclic prefix，null CP)。
本申请的方案中包括上述1～4中的任一项操作即可形成本申请的保护方案。
在一种可能的实现方式下，如图3所示，第一设备采用上述多个步骤的组合生成包络信号。
具体的，第一设备对待编码的源信息比特进行信道编码，再进行自定时编码。信道编码可以是(reed muller，RM)编码方式或极化码(Polar)码编码方式。自定时编码可以是Machester自定时编码方式。将编码后的编码信息进行首尾补零操作，并进行pi/2-OOK调制，获得调制符号。首尾补零操作和pi/2-OOK调制的顺序可以互换。将获得的调制符号进行转换操作，以获得DFT-s-OFDM波形。如，将获得的调制符号进行时频域转换(DFT变换)、频率加窗(frequency domain spectrum shaping，FDSS)以及快速傅里叶反变换(inverse fastFourier transform，IFFT)，DFT长度小于IFFT长度，相当于上采样，经过这几个步骤后获得上采样时域信号。上采样时域信号中包括一个或多个OFDM符号。对一个或多个OFDM符号中的每一个OFDM符号循环右移半个Pi/2-OOK调制符号对应的上采样样点数，获得时域信号。对该时域信号中每一个OFDM符号添加零循环前缀，获得包络信号。第一设备将包络信号发送终端。其中，OFDM符号也可以称为DFT-s-OFDM符号。在上述描述的具体步骤中，涉及到上述1～4中的任意一项操作即为本申请需要保护的方案。除此之外其他的类似于编码或DFT-s-OFDM的常规操作的步骤为可选步骤，可以通过其他类似步骤替换。
以下对上述部分处理步骤对波形的调整效果进行说明。
图4a～图11中，横轴为采样点，纵轴为归一化的值。图4a～图8和图11中，矩形波为普通包络信号的理想波形，可以称为理想信号的波形。
1)对上采样时域信号循环右移半个Pi/2-OOK调制符号对应的上采样样点数。
如图4a所示，为上采样时域信号。DFT/IFFT相当于sinc循环滤波，需要循环右移半个Pi/2-OOK调制符号对应的上采样样点数之后，包络才能对应上理想信号的波形，使得包络更加清晰。
经过循环右移半个Pi/2-OOK调制符号对应的上采样样点数之后，得到图4b所示的波形。由图4b可以看出包络与理想信号的波形对应。
2)如图5所示，通过FDSS，有助于包络信号与理想信号的波形具有更好的吻合度，使得包络更加清晰。图5中虚线圆圈圈起的部分包络信号的幅值更小，对应理想信号为0的部分，可见具有更好的吻合度。
3)如图6所示，采用pi/2-OOK调制，使得包络信号连续为1的高幅值部分，凹坑更小，更不容易发生错判成0的情况，使得包络信号更加清晰。如图6中虚线圆圈圈起的部分包络信号出现两个连续为1的高幅值，两个连续为1的高幅值中间的凹坑变小，避免凹坑过大发生错判。
4)如图7所示，采用自定时编码，例如Manchester编码，生成的包络信号最多连续两个为1的高幅值出现，使得包络信号波动更小。
5)如图8所示，采用零循环前缀和首尾补零操作，能够使得每个符号前后出现一段时间的小幅值信号。对于DFT-s-OFDM这种单载波来说，宽带信号意味着相同时间内波动更快，来传更多信号，所以相同时间宽带信号很难总是小幅值的。通过零循环前缀和首尾补零操作，使得获得包络信号与普通DFT-s-OFDM波形的数据帧作区分。
在另一种应用场景下，还可以通过接近于envelope-OFDM波形的包络信号对本申请作进一步说明。这样第一设备选择在生成包络信号的过程中，还可以采用以下(1)～(3)中任意一种操作，或采用(1)～(3)中任意多种操作的组合。
(1)第一设备在生成包络信号的过程中，对编码信息进行重复上采样操作。
(2)第一设备在生成包络信号的过程中，对时域信号进行时频域转换(DFT变换)。
(3)第一设备在生成包络信号的过程中，对频域信号进行频率加窗操作。
本申请的方案中包括上述(1)～(3)中的任一项操作即可形成本申请的保护方案。
在一种可能的实现方式下，如图9所示，网络设备采用上述(1)～(3)多个步骤的组合生成包络信号。
具体的，第一设备对待编码的源信息比特进行信道编码，再进行自定时编码。信道编码可以是(reed muller，RM)编码方式或极化码(Polar)码编码方式。自定时编码可以是Machester自定时编码方式。将编码后的编码信息进行首尾补零操作，以及重复上采样操作，获得时域信号。对时域信号进行时频域转换(DFT变换)，获得频域信号。对频域信号进行频域加窗，即截取部分频域成分，这样可以降低带外泄露。将截取的部分频域成分再进行IFFT，变换到时域，对时域信号添加零循环前缀，获得包络信号。图10a为上采样之前的波形，图10b为上采样之后的波形。
在上述描述的具体步骤中，涉及到上述(1)～(3)中的任意一项操作即为本申请需要保护的方案。除此之外其他的类似于编码或DFT-s-OFDM的常规操作的步骤为可选步骤，可以通过其他类似步骤替换。
图11示出了在上述另一种应用场景下获得的包络信号与理想信号和envelope-OFDM波形的吻合程度。这种方式获得的包络信号处理方式比较简单，保持包络清晰的同时又可以降低带外泄露。
S202、第一设备将包络信号发送给第二设备。
在上述第一种应用场景下，包络信号可以用于唤醒终端。
一种可能的实现方式中，网络设备可以在需要调度终端时，向终端发送包络信号。由于包络信号的波形与NR波形兼容，且发送包络信号耗能较低，这样有助于节省网络设备的资源和功耗。网络设备可以通过包络信号来唤醒终端，以便于及时调度终端。
另一种可能的实现方式中，网络设备可以在有下行数据需要发送给终端时，先发送包络信号给终端以对终端唤醒。其中，下行数据可以为实时业务的下行数据，当然也可以为非实时业务的下行数据，这样有助于保证下行数据传输的及时性，提高终端使用实时业务的感受，满足对下行数据时延要求较高的业务。
可选的，网络设备在发送的包络信号中可以携带用于标识终端的信息。比如，若网络设备采用单播的方式，网络设备在包络信号中可以携带终端的标识(identity，ID)，终端的标识可以是现有任意类型的标识。再比如，若网络设备采用组播的方式，网络设备可以在包络信号中携带终端所在组的组ID。另外，包络信号中还可以携带调度信息。例如，该调度信息中可以包括：间隔多长时间后再发包给终端的时长信息，或者系统消息更改通知。
在第二应用场景下，包络信号可以用于数据传输，例如包络信号携带数据信息和/或调度信息，反向散射装置接收第一设备发送的包络信号，根据包络信号生成反射信号并将反射信号发送给接收端。由于检测包络信号的功耗极低，因此反向散射装置在生成并发送反射信号的过程中能够实现低功耗低成本。
在第一应用场景下，如图2b所示，本申请提供的方法还包括S203～S204。
S203、终端对网络设备发送的包络信号进行检测。
终端能够根据包络信号这种信号特征来区分包络信号与普通的数据帧。比如，终端可以根据幅值检测，确定检测的信号具有这种信号特征时，确定为包络信号，作为检测到包络信号的初步判断。
具体的，包络信号由于包含一个或多个OFDM符号，任意一个OFDM符号首尾均呈现连续的幅值低于阈值的信号，阈值可以根据经验值设定，连续的低于阈值的信号对应理想信号的0的部分。终端根据包络信号中包含的ID等信息，确定为唤醒自己的信号，再从包络信号中获取调度信息。进而终端根据检测到的包络信号，唤醒自身。
示例性的，终端在检测包络信号时，可以控制用于检测包络信号的包络信号检测电路处于工作外，而控制其它大部分电路处于睡眠状态，以保证终端检测包络信号进行唤醒的过程中具有低功耗低成本的特点。当终端在唤醒后，可以处于不活跃(inactive)或空闲(ideal)态，也可以接收网络设备发送的下行数据。这样终端通过检测包络信号，能够及时获得下行调度信息，可以降低下行业务的传输时延。同时由于终端通过幅值来检测包络信号，因此检测耗也比较低，又能够进一步降低功耗和降低成本。
终端在具体检测包络信号的过程中，由于包络信号中的OFDM符号进行了首尾补零和零循环前缀处理，因此每个符号前后均会呈现一段时间的小幅值信号，这样的话，终端就可以对包络信号中任意一个OFDM符号的幅值进行检测，确定检测到信号连续小幅值时，可以确定为包络信号，作为包络信号的初步判断。具体的，若包络信号包含一个或多个OFDM符号，且任意一个OFDM符号首尾均呈现连续的幅值低于阈值的信号，则就可以认定是包络信号。其中，阈值可以根据经验值设定，连续的低于阈值的信号对应理想信号的0的部分。终端根据包络信号中包含的ID等信息，确定为调度自己的信号。再从包络信号中获取调度信息。
S204、终端在检测到网络设备发送的包络信号时，根据包络信号唤醒终端。
终端一旦检测到包络信号，需要对包络信号进行解析，根据解析结果判断是否为调度自己的信号。例如，判断该包络信号中是否包含自身的标识，若包含，则确定该包络信号为网络设备发给该终端的。终端从包络信号中获取调度信息。
因此，本申请中，终端对包络信号的检测可以只通过幅值进行信号检测，有助于节省功率和电量，不仅能够进行实时检测，及时响应下行业务，而且耗电量很低，能够实现低功耗低成本。
综上过程，网络设备在需要调度终端时或有下行数据需要发送时，都可以向终端发送包络信号。包络信号的波形与NR波形兼容，且发送包络信号耗能较低，有助于节省网络设备的资源和功耗。网络设备可以通过包络信号来唤醒终端，以便于及时调度终端，有助于保证下行数据传输的及时性，满足对下行数据时延要求较高的业务。终端在检测包络信号时，除了包络检测的电路工作外，其它的大部分电路可以处于睡眠状态，以保证低功耗低成本。当终端在唤醒后，可以处于不活跃(inactive)或空闲(ideal)态。也可以接收网络设备发送的下行数据。这样终端能够通过检测包络信号，及时获得下行调度信息，以降低下行业务的传输时延。同时由于终端通过幅值来检测包络信号，因此检测耗电量极低，又能够降低功耗和降低成本。
基于同一构思，如图12所示，本申请实施例还提供了一种信号处理装置1200，该信号处理装置1200可适用于图1a或图1b所示的通信系统中，执行上述方法实施例中第一设备的功能。该信号处理装置1200包括处理单元1201和发送单元1202。
处理单元1201，用于生成包络信号。
处理单元1201生成包络信号的过程包括以下任意一种或任意多种的组合：对编码信息进行首尾补零操作；采用pi/2-二进制启闭键控OOK调制；针对上采样时域信号中的每一个正交频分复用OFDM符号，循环右移半个Pi/2-OOK调制符号对应的上采样样点数，其中，所述上采样时域信号包括一个或多个OFDM符号；或对每一个OFDM符号添加零循环前缀。
或者，处理单元1201生成包络信号的过程包括：对编码信息进行重复上采样操作，获得时域信号，对所述时域信号进行时频域转换，获得频域信号，对所述频域信号进行频率加窗操作。
发送单元1202，用于将包络信号发送给第二设备。
该信号处理装置1200各单元还用于执行上述方法实施例中第一设备执行的其它操作，重复之处不再赘述。
基于同一构思，如图13所示，本申请实施例还提供了一种信号处理装置1300，该信号处理装置1300可适用于图1a或图1b所示的通信系统中，执行上述方法实施例中终端的功能。该信号处理装置1300包括检测单元1301和唤醒单元1302。
检测单元1301，用于对网络设备发送的包络信号进行检测。
唤醒单元1302，用于在检测单元1301检测到网络设备发送的包络信号时，根据包络信号进行唤醒。
该信号处理装置1300各单元还用于执行上述方法实施例中终端执行的其它操作，重复之处不再赘述。
基于与上述通信方法同一发明构思，如14所示，本申请实施例还提供了一种信号处理装置1400，该信号处理装置1400包括：收发器1401、处理器1402、存储器1403。存储器1403为可选的。存储器1403用于存储处理器1402执行的程序。当该信号处理装置1400用于实现上述方法实施例中第一设备执行的操作时，处理器1402用于调用一组程序，当程序被执行时，使得处理器1402执行上述方法实施例中第一设备执行的操作。图12中的功能模块发送单元1202可以通过收发器1401来实现，处理单元1201可以通过处理器1402来实现。当该信号处理装置1400用于实现上述方法实施例中终端执行的操作时，处理器1402用于调用一组程序，当程序被执行时，使得处理器1402执行上述方法实施例中终端执行的操作。图13中的功能模块检测单元1301和唤醒单元1302可以通过处理器1402来实现。
其中，处理器1402可以是中央处理器(central processing unit，CPU)，网络处理器(network processor，NP)或者CPU和NP的组合。
处理器1402还可以进一步包括硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路(application-specific integrated circuit，ASIC)，可编程逻辑器件(programmablelogic device，PLD)或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件(complexprogrammable logic device，CPLD)，现场可编程逻辑门阵列(field-programmable gatearray，FPGA)，通用阵列逻辑(generic array logic,GAL)或其任意组合。
存储器1403可以包括易失性存储器(volatile memory)，例如随机存取存储器(random-access memory，RAM)；存储器1403也可以包括非易失性存储器(non-volatilememory)，例如快闪存储器(flash memory)，硬盘(hard disk drive，HDD)或固态硬盘(solid-state drive，SSD)；存储器1403还可以包括上述种类的存储器的组合。
在本申请上述实施例提供的信号处理方法中，所描述的第一设备和终端所执行的操作和功能中的部分或全部，可以用芯片或集成电路来完成。
为了实现上述图12、图13或图14所述的装置的功能，本申请实施例还提供一种芯片，包括处理器，用于支持该信号处理装置1200、信号处理装置1300和该信号处理装置1400实现上述实施例提供的方法中终端和第一设备所涉及的功能。在一种可能的设计中，该芯片与存储器连接或者该芯片包括存储器，该存储器用于保存该装置必要的程序指令和数据。
本申请实施例提供了一种计算机存储介质，存储有计算机程序，该计算机程序包括用于执行上述实施例提供的信号处理方法的指令。
本申请实施例提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例提供的信号处理方法。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的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实施例进行各种改动和变型而不脱离本申请实施例的精神和范围。这样，倘若本申请实施例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 (29)

1.一种信号处理方法，其特征在于，包括：
第一设备生成包络信号，其中，所述生成包络信号的过程包括以下任意一种或任意多种的组合：对编码信息进行首尾补零操作；采用pi/2-二进制启闭键控OOK调制；针对上采样时域信号中的每一个正交频分复用OFDM符号，循环右移半个Pi/2-OOK调制符号对应的上采样样点数，其中，所述上采样时域信号包括一个或多个OFDM符号；或对每一个OFDM符号添加零循环前缀；
所述第一设备将所述包络信号发送给第二设备。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一设备为网络设备，所述第二设备为终端，所述包络信号用于唤醒所述终端。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一设备为网络设备，所述第二设备为反向散射装置，所述包络信号用于承载数据；或者，
所述第一设备为终端，所述第二设备为反向散射装置，所述包络信号用于承载数据。
4.如权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于，所述包络信号中包括所述第二设备的标识ID或所述第二设备所在组的组ID。
5.一种信号处理方法，其特征在于，包括：
第一设备生成包络信号，其中，所述生成包络信号的过程包括：对编码信息进行重复上采样操作，获得时域信号，对所述时域信号进行时频域转换，获得频域信号，对所述频域信号进行频率加窗操作；
所述第一设备将所述包络信号发送给第二设备。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一设备为网络设备，所述第二设备为终端，所述包络信号用于唤醒所述终端。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一设备为网络设备，所述第二设备为反向散射装置，所述包络信号用于承载数据；或者，
所述第一设备为终端，所述第二设备为反向散射装置，所述包络信号用于承载数据。
8.如权利要求5～7任一项所述的方法，其特征在于，所述包络信号中包括所述第二设备的标识ID或所述第二设备所在组的组ID。
9.一种信号处理方法，其特征在于，包括：
终端对网络设备发送的包络信号进行检测；
所述终端在检测到所述网络设备发送的所述包络信号时，根据所述包络信号进行唤醒。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，终端对网络设备发送的包络信号进行检测，包括：
所述终端基于控制自身中用于包络检测的包络检测电路处于工作状态，并基于所述包络检测电路对网络设备发送的包络信号进行检测；以及保持自身中除所述包络检测电路之外的其它电路处于睡眠状态。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述包络信号包含一个或多个OFDM符号，任意一个所述OFDM符号首尾均包含连续的幅值低于阈值的信号。
12.一种信号处理装置，应用于第一设备，其特征在于，包括：
处理单元，用于生成包络信号，其中，所述处理单元生成包络信号的过程包括以下任意一种或任意多种的组合：对编码信息进行首尾补零操作；采用pi/2-二进制启闭键控OOK调制；针对上采样时域信号中的每一个正交频分复用OFDM符号，循环右移半个Pi/2-OOK调制符号对应的上采样样点数，其中，所述上采样时域信号包括一个或多个OFDM符号；或对每一个OFDM符号添加零循环前缀；
发送单元，用于将所述包络信号发送给第二设备。
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述信号处理装置为网络设备，所述第二设备为终端，所述包络信号用于唤醒所述终端。
14.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述信号处理装置为网络设备，所述第二设备为反向散射装置，所述包络信号用于承载数据；或者，
所述信号处理装置为终端，所述第二设备为反向散射装置，所述包络信号用于承载数据。
15.如权利要求12～14任一项所述的装置，其特征在于，所述包络信号中包括所述第二设备的标识ID或所述第二设备所在组的组ID。
16.一种信号处理装置，应用于第一设备，其特征在于，包括：
处理单元，用于生成包络信号，其中，所述处理单元生成包络信号的过程包括：对编码信息进行重复上采样操作，获得时域信号，对所述时域信号进行时频域转换，获得频域信号，对所述频域信号进行频率加窗操作；
发送单元，用于将所述包络信号发送给第二设备。
17.如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述信号处理装置为网络设备，所述第二设备为终端，所述包络信号用于唤醒所述终端。
18.如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述信号处理装置为网络设备，所述第二设备为反向散射装置，所述包络信号用于承载数据；或者，
所述信号处理装置为终端，所述第二设备为反向散射装置，所述包络信号用于承载数据。
19.如权利要求16～18任一项所述的装置，其特征在于，所述包络信号中包括所述第二设备的标识ID或所述第二设备所在组的组ID。
20.一种信号处理装置，其特征在于，包括：
检测单元，用于对网络设备发送的包络信号进行检测；
唤醒单元，用于在所述检测单元检测到所述网络设备发送的所述包络信号时，根据所述包络信号进行唤醒。
21.如权利要求20所述的装置，其特征在于，所述检测单元用于：
基于控制自身中用于包络检测的包络检测电路处于工作状态，并基于所述包络检测电路对网络设备发送的包络信号进行检测；以及保持自身中除所述包络检测电路之外的其它电路处于睡眠状态。
22.如权利要求20所述的装置，其特征在于，所述包络信号包含一个或多个OFDM符号，任意一个所述OFDM符号首尾均包含连续的幅值低于阈值的信号。
23.如权利要求20～22任一项所述的装置，其特征在于，所述包络信号中包括所述终端的标识ID或所述终端所在组的组ID。
24.一种信号处理装置，其特征在于，包括：
存储器，用于存储程序；
处理器，用于执行所述存储器存储的所述程序，当所述程序被执行时，所述处理器用于执行如权利要求1～8任一项所述的方法。
25.如权利要求24所述的装置，其特征在于，所述参考信号的传输装置为芯片或集成电路。
26.一种信号处理装置，其特征在于，包括：
存储器，用于存储程序；
处理器，用于执行所述存储器存储的所述程序，当所述程序被执行时，所述处理器用于执行如权利要求9～11任一项所述的方法。
27.如权利要求26所述的装置，其特征在于，所述参考信号的传输装置为芯片或集成电路。
28.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质中存储有计算机可读指令，当计算机读取并执行所述计算机可读指令时，使得计算机执行如权利要求1-11任意一项所述的方法。
29.一种计算机程序产品，其特征在于，当计算机读取并执行所述计算机程序产品时，使得计算机执行如权利要求1-11任意一项所述的方法。
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