CN111371502B - 载波相位估计方法、装置、设备以及计算机可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种载波相位估计方法及装置、设备和存储介质,该方法包括:对当前码元中获取到的待测信号进行数字信号处理,得到只带有相位噪音的相位噪音信号;基于各预设测试角旋转所述相位噪音信号以得到各旋转信号,并基于误差函数获取各旋转信号对应的误差值;获取各误差值中的最小误差值,并确定最小误差值对应的相角及与所述相角左右相邻的两个相角;基于所述最小误差值和所述最小误差值对应的相角及与所述相角左右相邻的两个相角确定最优相角;获取所述当前码元之前的各估计相角,并基于所述最优相角和各所述估计相角确定目标相角。本发明达到了在不降低相位噪声补偿精度的情况下大大降低算法复杂度,有利于硬件实现的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域,尤其涉及一种载波相位估计方法、装置、设备以及计算机可读存储介质。
背景技术
在相干光通信系统中,由于发射端激光器和接收端激光器都存在一定的线宽,因此接收到的信号不可避免的存在相位噪声。相位噪声会导致系统性能严重劣化,因此我们需要正确的估计相位噪声并进行补偿。
相干光通信系统接收机普遍使用相干数字接收机,相干数字接收机可以在数字域对接收信号中的传输损伤进行补偿,例如色度色散补偿、偏振模色散补偿、时钟恢复、频偏补偿以及相位补偿等。目前主流的相位估计补偿算法有Vertebi-Vertebi算法,盲相位搜索算法等。V-V算法适用于QPSK(Quadrature Phase Shift Keying,正交相移键控)调制格式,但是对于高阶QAM(Quadrature Amplitude Modulation,正交振幅调制)补偿能力有限。传统的盲相位搜索算法对调制格式透明,但是算法复杂度太高,不利于硬件实现
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种载波相位估计方法、装置、设备和计算机存储介质,旨在解决在估算相位噪音并进行补偿时,当前算法复杂度太高,不利于硬件实现的技术问题。
为实现上述目的,本发明提供一种载波相位估计方法,所述载波相位估计方法包括:
对当前码元中获取到的待测信号进行数字信号处理,得到只带有相位噪音的相位噪音信号;
基于各预设测试角旋转所述相位噪音信号以得到各旋转信号,并基于误差函数获取各所述旋转信号对应的误差值;
获取各所述误差值中的最小误差值,并确定所述最小误差值对应的相角及与所述相角左右相邻的两个相角;
基于所述最小误差值和所述最小误差值对应的相角及与所述相角左右相邻的两个相角确定最优相角;
获取所述当前码元之前的各估计相角,并基于所述最优相角和各所述估计相角确定目标相角。
可选地,所述获取所述当前码元之前的各估计相角,并基于所述最优相角和各所述估计相角确定目标相角的步骤,包括:
获取所述当前码元之前的各历史码元,并获取各所述历史码元对应的各估计相角;
获取所述最优相角和各所述估计相角之间的相角平均值,并基于所述最优相角和所述相角平均值确定目标相角。
可选地,所述基于所述最优相角和所述相角平均值确定目标相角的步骤,包括:
获取各所述预设测试角中的最大预设测试角和最小预设测试角,并将所述最优相角和所述相角平均值进行比较;
若所述最优相角大于所述最大预设测试角和所述相角平均值之间的第一和值,则获取所述最优相角与预设角度之间的第一差值,并将所述第一差值作为目标相角;
若所述最优相角小于所述相角平均值和所述最小预设测试角之间的第二和值,则获取所述最优相角和所述预设角度之间的第三和值,并将所述第三和值作为目标相角。
可选地,所述基于误差函数获取各所述旋转信号对应的误差值的步骤,包括:
获取所述旋转信号对应的调制格式,并确定所述调制格式中的映射值;
获取所述旋转信号中的实部值和虚部值,并根据误差函数计算所述实部值和所述映射值之间的实部差值,所述虚部值和所述映射值之间的虚部差值;
获取所述实部差值对应的绝对实部差值和所述虚部差值对应的绝对虚部差值之间的误差和值,并基于所述误差和值确定所述旋转信号对应的误差值。
可选地,所述基于所述误差和值确定所述旋转信号对应的误差值的步骤,包括:
获取所述误差和值对应的初级误差值和所述当前码元之前预设数量的各中级误差值;
获取所述初级误差值和各所述中级误差值之间的误差平均值,并将所述误差平均值作为所述旋转信号对应的误差值。
可选地,所述获取各所述误差值中的最小误差值,并确定所述最小误差值对应的相角及与所述相角左右相邻的两个相角的步骤,包括:
获取各所述误差值中的最小误差值,并确定所述最小误差值对应的相角;
在所述当前码元中判断所述最小误差值对应的相角是否为第一次进行测试的初级相角;
若所述最小误差值对应的相角是第一进行测试的初级相角,则获取所述当前码元中最后一次进行测试的终极相角,并将所述当前码元中第二次测试的第二相角和所述终极相角作为所述相角左右相邻的两个相角。
可选地,所述判断所述最小误差值对应的相角是否为第一次进行测试的初级相角的步骤之后,包括:
若所述最小误差值对应的相角不是第一次进行测试的初级相角,则判断所述最小误差值对应的相角是否为最后一次进行测试的终极相角;
若所述最小误差值对应的相角是最后一次进行测试的终极相角,则获取所述第一次进行测试的初级相角,并将所述初级相角和倒数第二次进行测试的第三相角作为所述相角左右相邻的两个相角。
此外,为实现上述目的,本发明还提供一种载波相位估计装置,所述载波相位估计装置包括:
信号处理单元,用于对当前码元中获取到的待测信号进行数字信号处理,得到只带有相位噪音的相位噪音信号;
旋转单元,用于基于各预设测试角旋转所述相位噪音信号以得到各旋转信号,并基于误差函数获取各所述旋转信号对应的误差值;
获取单元,用于获取各所述误差值中的最小误差值,并确定所述最小误差值对应的相角及与所述相角左右相邻的两个相角;
确定单元,用于基于所述最小误差值和所述最小误差值对应的相角及与所述相角左右相邻的两个相角确定最优相角;
相角单元,用于获取所述当前码元之前的各估计相角,并基于所述最优相角和各所述估计相角确定目标相角。
此外,为实现上述目的,本发明还提供一种载波相位估计设备;
所述载波相位估计设备包括:存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,其中:
所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述的载波相位估计方法的步骤。
此外,为实现上述目的,本发明还提供一种计算机可读存储介质;
所述计算机可读存储介质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如上述的载波相位估计方法的步骤。
本发明通过对当前码元中获取到的待测信号进行数字信号处理,得到只带有相位噪音的相位噪音信号;基于各预设测试角旋转所述相位噪音信号以得到各旋转信号,并基于误差函数获取各所述旋转信号对应的误差值;获取各所述误差值中的最小误差值,并确定所述最小误差值对应的相角及与所述相角左右相邻的两个相角;基于所述最小误差值和所述最小误差值对应的相角及与所述相角左右相邻的两个相角确定最优相角;获取所述当前码元之前的各估计相角,并基于所述最优相角和各所述估计相角确定目标相角。通过对获取到的待测信号采用误差函数的方式计算出对应的误差值,相对于传统采用大量乘法器的计算方式计算误差值,减少了测试角的数目,极大地减低了误差函数计算复杂度,并且在确定目标相角,即估计的相位噪音,除了估计当前的最优相角,还与之前获取到的估计相角相关联,从而有效的降低了相位周跳发生的概率,提升了系统的性能,达到了在不降低相位噪声补偿精度的情况下大大降低算法复杂度,有利于硬件实现的技术效果。
附图说明
图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的终端\装置结构示意图;
图2为本发明载波相位估计方法第一实施例的流程示意图;
图3为本发明载波相位估计方法第二实施例的流程示意图;
图4为本发明载波相位估计装置的功能模块示意图;
图5为本发明相位噪声估计装置的示意图;
图6为传统盲相位搜索方案与本发明相位噪声估计方案性能对比;
图7为传统解卷绕方案与本发明方案性能对比。
本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
如图1所示,图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的终端结构示意图。
本发明实施例终端为载波相位估计设备。
如图1所示,该终端可以包括:处理器1001,例如CPU,网络接口1004,用户接口1003,存储器1005,通信总线1002。其中,通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard),可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器,也可以是稳定的存储器(non-volatile memory),例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
可选地,终端还可以包括摄像头、RF(Radio Frequency,射频)电路,传感器、音频电路、WiFi模块等等。其中,传感器比如光传感器、运动传感器以及其他传感器。具体地,光传感器可包括环境光传感器及接近传感器,其中,环境光传感器可根据环境光线的明暗来调节显示屏的亮度,接近传感器可在终端设备移动到耳边时,关闭显示屏和/或背光。当然,终端设备还可配置陀螺仪、气压计、湿度计、温度计、红外线传感器等其他传感器,在此不再赘述。
本领域技术人员可以理解,图1中示出的终端结构并不构成对终端的限定,可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件布置。
如图1所示,作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及载波相位估计程序。
在图1所示的终端中,网络接口1004主要用于连接后台服务器,与后台服务器进行数据通信;用户接口1003主要用于连接客户端(用户端),与客户端进行数据通信;而处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的载波相位估计程序,并执行以下操作:
对当前码元中获取到的待测信号进行数字信号处理,得到只带有相位噪音的相位噪音信号;
基于各预设测试角旋转所述相位噪音信号以得到各旋转信号,并基于误差函数获取各所述旋转信号对应的误差值;
获取各所述误差值中的最小误差值,并确定所述最小误差值对应的相角及与所述相角左右相邻的两个相角;
基于所述最小误差值和所述最小误差值对应的相角及与所述相角左右相邻的两个相角确定最优相角;
获取所述当前码元之前的各估计相角,并基于所述最优相角和各所述估计相角确定目标相角。
参照图2,本发明提供一种载波相位估计方法,在载波相位估计方法一实施例中,载波相位估计方法包括以下步骤:
步骤S10,对当前码元中获取到的待测信号进行数字信号处理,得到只带有相位噪音的相位噪音信号;
码元可以是在数字通信中用时间间隔相同的符号来表示一个二进制数字。相位噪音可以是指系统(如各种射频器件)在各种噪音的作用下引起的系统输出信号相位的随机变化,是衡量频率标准源频稳质量的重要指标。在当前码元中,通过接收端接收到的待测信号进行前端的数字信号处理,包括时延调整,去直流,色散补偿,时钟同步,偏振解复用,频偏补偿等信号处理,从而得到只带有相位噪音的相位噪音信号。
步骤S20,基于各预设测试角旋转所述相位噪音信号以得到各旋转信号,并基于误差函数获取各所述旋转信号对应的误差值;
预设测试角可以是用户提前设置的各个测试角。当获取到预设测试角后,需要使用此预设测试角旋转相位噪音信号,以得到其对应的旋转信号,并通过误差函数计算的方式计算旋转函数对应的误差值。需要说明的是每个预设测试角都有一个对应的旋转信号,即对应有一个误差值。而采用误差函数计算误差值的方式可以是,先选择一个调制格式,然后再根据调制格式确定旋转信号映射后的星座图,并在星座图中确定旋转信号对应的映射值(D1,D2,D3),并且此时还需要获取旋转信号中的实部值和虚部值。再用实部值的绝对值减去映射值D1,以得到第一个实部差值,并采用此第一个实部差值的绝对值减去映射值D2,以得到第二个实部差值,并采用此第二实部差值的绝对值减去映射值D3以得到第三个实部差值,并确定此第三个实部差值的绝对实部差值,同理,也采用旋转信号中的虚部值分别减去映射值(D1,D2,D3),得到第三个虚部差值,并确定此第三个虚部差值的绝对虚部差值,再将绝对实部差值和绝对实部差值相加从而得到此次计算的差值。另外为了减小高斯白噪音的影响,将每个码元计算得到的误差与它前后若干个码元计算得到的误差进行求和平均处理,从而得到此旋转信号对应的误差值。
为辅助理解本发明误差计算的方式下面进行举例说明。
例如,先采用一组测试角旋转待恢复信号,即测试角在(-π/4,π/4)等间隔选取,表达式如下:b∈(-B/2,-B/2+1,...0,1...B/2-1)。其中B是选取的测试角数目。再用误差函数计算每个旋转信号Sk,b的误差。计算公式如下:I1=|real(Sk,b)|-D1,I2=|I1|-D2,I3=|I2|-D3;Q1=|Imag(Sk,b)|-D1,Q2=|Q1|-D2,Q3=|Q2|-D3;e=|I3|+|Q3|。其中real(Sk,b)表示待测信号的实部,Imag(Sk,b)表示待测信号的虚部,e为误差值。D1、D2、D3为映射值,D1、D2、D3的取值与调制格式有关。对于方形QPSK(QuadraturePhase Shift Keying,正交相移键控),D1、D2、D3分别取值1、0、0。对于方形16QAM(Quadrature Amplitude Modulation,正交振幅调制),D1、D2、D3分别取值2、1、0。对于方形32QAM和64QAM,D1、D2、D3分别取值4、2、1。
步骤S30,获取各所述误差值中的最小误差值,并确定所述最小误差值对应的相角及与所述相角左右相邻的两个相角;
当获取到各个误差值后,还需要确定各个误差值中的最小误差值,然后再根据最小误差值确定误差最小的相角以及与它左右相邻的两个相角和并且这三个相角之间的关系应该满足而它们所对应的误差值为e1、e2、e3,满足关系e1﹤e2﹤e3。另外需要说明的是,如果误差最小的相角为第一个相角,那么就取最后一个相角,e1取对应的误差值。如果是最后一个相角,那么就取第一个相角,e3取对应的误差值。相角可以是相位噪音。
步骤S40,基于所述最小误差值和所述最小误差值对应的相角及与所述相角左右相邻的两个相角确定最优相角;
步骤S50,获取所述当前码元之前的各估计相角,并基于所述最优相角和各所述估计相角确定目标相角。
当获取到当前码元中的最优相角后,还需要对此最优相角进行解卷绕操作。具体方法是保存当前码元之前N个码元的相位估计角度并对它们进行求和平均处理得到对μ和进行判断,如果则μ′=μ-π/2;如果则μ′=μ+π/2。最后得到的μ′即本方案估计出的相位噪声,也就是目标相角。其中,解卷绕操作的效果进行举例说明,例如,如图7所示,以16QAM调制格式为例,将传统解卷绕方案与本实施例的效果进行对比,可以从图中看出采用传统解卷绕方案容易频繁产生相位周跳,采用本发明方案可以有效的减少相位周跳发生概率。
为辅助理解本发明中的相位噪音估计方法,下面进行举例说明。
例如,如图5所示,当获取到待测信号后,需要根据测试角(测试角1,测试角2...测试角B)来旋转待测信号,并根据误差函数计算模块来计算各个测试角对应的误差值,然后再通过相角选择模块选择出最小误差值对应的相角及其相邻的两个相角,并根据插值计算模块计算得到最优相角,最后在解卷绕模块中,通过将当前码元估计出的最优相角与其前面N个码元估计出的平均值进行解卷绕操作,得到最后的相角即目标相角。
另外为辅助理解本发明的技术效果,下面进行举例说明。
如图6所示,以16QAM调制格式为例,传统的盲相位搜索方案与本方案的性能对比。从图中可以看到相比于传统盲相位搜索方案需要32个测试角,本方案只需要8个测试角就可以达到相同性能。
本实施例通过对当前码元中获取到的待测信号进行数字信号处理,得到只带有相位噪音的相位噪音信号;基于各预设测试角旋转所述相位噪音信号以得到各旋转信号,并基于误差函数获取各所述旋转信号对应的误差值;获取各所述误差值中的最小误差值,并确定所述最小误差值对应的相角及与所述相角左右相邻的两个相角;基于所述最小误差值和所述最小误差值对应的相角及与所述相角左右相邻的两个相角确定最优相角;获取所述当前码元之前的各估计相角,并基于所述最优相角和各所述估计相角确定目标相角。通过对获取到的待测信号采用误差函数的方式计算出对应的误差值,相对于传统采用大量乘法器的计算方式计算误差值,减少了测试角的数目,极大地减低了误差函数计算复杂度,并且在确定目标相角,即估计的相位噪音,除了估计当前的最优相角,还与之前获取到的估计相角相关联,从而有效的降低了相位周跳发生的概率,提升了系统的性能,达到了在不降低相位噪声补偿精度的情况下大大降低算法复杂度,有利于硬件实现的技术效果。
进一步地,在本发明第一实施例的基础上,提出了本发明载波相位估计方法的第二实施例,本实施例是本发明第一实施例的步骤S50的细化,参照图3,包括:
步骤S51,获取所述当前码元之前的各历史码元,并获取各所述历史码元对应的各估计相角;
历史码元可以是当前码元之前已进行过载波相位估计的码元。估计相角可以是历史码元中估计出的相位噪音,且每个历史码元均有一个与之对应的估计相角。当获取到当前码元的最优相角后,还需要获取当前码元之前的各个历史码元,然后再获取各个历史码元对应的估计相角。
步骤S52,获取所述最优相角和各所述估计相角之间的相角平均值,并基于所述最优相角和所述相角平均值确定目标相角。
相角平均值可以是最优相角和各个估计相角进行平均计算得到的平均值。当获取到最优相角和各个估计相角后,确定最优相角和各个估计相角的总数量,并根据其总数量计算最优相角和各个估计相角的平均值,即对当前码元之前N个码元的相位估计角度并对它们进行求和平均处理以得到平均值。并且,为了减小高斯白噪声的影响,将每个码元计算得到的误差与它前后若干个码元计算得到的误差进行求和平均处理。以得到目标相角。
在本实施例中,通过计算最优相角和各个估计相角之间的相角平均值来确定目标相角,保证了载波相位估计的准确性。
具体地,基于所述最优相角和所述相角平均值确定目标相角的步骤,包括:
步骤S521,获取各所述预设测试角中的最大预设测试角和最小预设测试角,并将所述最优相角和所述相角平均值进行比较;
在用户输入的各个预设测试角中,需要确定其中的最大预设测试角和最小预设测试角,并还需要将最优相角和相角平均值进行比较判断,即判断最优相角是否大于相角平均值和最大预设测试角之间的和值,若大于,则可以获取最优相角减去预设值的差值,并将此差值作为目标相角;判断最优相角是否小于相角平均值和最小预设测试角之间的和值,若小于,则可以获取最优相角与预设值之间的和值,并将此和值作为目标相角。例如,当最优相角为μ,相角平均值为并且测试角在(-π/4,π/4)等间隔选取的,则对μ和进行判断,如果则μ′=μ-π/2;如果则μ′=μ+π/2。最后得到的μ′即本方案估计出的相位噪声。
步骤S522,若所述最优相角大于所述最大预设测试角和所述相角平均值之间的第一和值,则获取所述最优相角与预设角度之间的第一差值,并将所述第一差值作为目标相角;
第一和值为最大预设测试角和相角平均值之间的和值。第一差值为最优相角和预设角度之间的差值。预设角度可以为用户设置的角度。当经过判断发现最优相角大于最大预设测试角和相角平均值之间的第一和值后,则可以获取最优相角和预设角度之间的第一差值,并将此第一差值作为目标相角。
步骤S523,若所述最优相角小于所述相角平均值和所述最小预设测试角之间的第二和值,则获取所述最优相角和所述预设角度之间的第三和值,并将所述第三和值作为目标相角。
第二和值可以是相角平均值和最小预设测试角之间的和值。第三和值可以是最优相角和预设角度之间的和值。当经过判断发现最优相角小于相角平均值和最小预设测试角之间的第二和值时,则可以获取最优相角和预设角度之间的第三和值,并将此第三和值作为目标相角。
在本实施例中,通过将最优相角和相角平均值进行比较,以此来确定目标相角,从而保证了获取目标相角的准确性,有效的减少相位周跳发生概率。
进一步地,在本发明第一至第二实施例任意一个的基础上,提出了本发明载波相位估计方法的第三实施例,本实施例是本发明第一实施例的步骤S20,基于误差函数获取各所述旋转信号对应的误差值的步骤的细化,包括:
步骤S21,获取所述旋转信号对应的调制格式,并确定所述调制格式中的映射值;
调制格式可以选择方形QPSK、方形16QAM、方形32QAM、方形64QAM和方形8QAM。映射值可以是将旋转信号通过某种调制格式映射后获取到的值,且此值和旋转信号的实部和虚部相关联。获取旋转信号对应的调制格式(调制格式可以随用户自行选择),再根据此调制格式确定各个映射值。
步骤S22,获取所述旋转信号中的实部值和虚部值,并根据误差函数计算所述实部值和所述映射值之间的实部差值,所述虚部值和所述映射值之间的虚部差值;
获取此旋转信号中的实部值和虚部值,并通过误差函数计算的方式来计算实部值和映射值之间的实部差值,计算虚部值和映射值之间的虚部差值,并且每次进行计算后,均需要取计算后的绝对值。
步骤S23,获取所述实部差值对应的绝对实部差值和所述虚部差值对应的绝对虚部差值之间的误差和值,并基于所述误差和值确定所述旋转信号对应的误差值。
误差和值可以是本次误差函数计算得到的误差值。获取实部差值对应的绝对实部差值和虚部差值对应的绝对虚部差值,并计算绝对实部差值和绝对虚部差值之间的误差和值,再通过此误差和值来确定旋转信号对应的误差值。
在本实施例中,通过确定调制格式来确定旋转信号对应的误差值,从而有效地保证了获取到信号的误差值的准确性,提高了用户的使用体验感。
具体地,基于所述和值确定所述旋转信号对应的误差值的步骤,包括:
步骤S231,获取所述误差和值对应的初级误差值和所述当前码元之前预设数量的各中级误差值;
初级误差值可以是通过误差函数计算得到的误差值,并且初级误差值和误差和值相等。中级误差值可以是在当前码元之前计算得到的误差值。预设数量可以是用户自行设置的数量。当通过误差函数计算得到误差和值后,需要确定此误差和值对应的初级误差值,并获取当前码元之前的码元计算得到的中级误差值,其中级误差值的数量和用户提前设置的预设数量相同。
步骤S232,获取所述初级误差值和各所述中级误差值之间的误差平均值,并将所述误差平均值作为所述旋转信号对应的误差值。
当获取到初级误差值和预设数量的中级误差值后,还需要计算初级误差值和各个中级误差值之间的误差平均值,并将此误差平均值作为旋转信号对应的误差值。需要说明的是,每获取一次旋转信号,与之对应的就需要获取一次误差平均值。
在本实施例中,通过获取初级误差值和各个中级误差值之间的误差平均值,并将此误差平均值作为旋转信号对应的误差值,从而减小了高斯白噪声的影响,并且相对于传统的误差计算函数是计算旋转后信号与对应星座点的欧式距离,本实施例可以有效降低计算复杂度。
进一步地,在本发明第一至第三实施例任意一个的基础上,提出了本发明载波相位估计方法的第四实施例,本实施例是本发明第一实施例的步骤S30,获取各所述误差值中的最小误差值,并确定所述最小误差值对应的相角及与所述相角左右相邻的两个相角的步骤的细化,包括:
步骤S31,获取各所述误差值中的最小误差值,并确定所述最小误差值对应的相角;
当通过计算获取到各个旋转信号对应的误差值后,还需要获取各个误差值中最小的最小误差值,并根据此最小误差值来确定与最小误差值相对应的相角。
步骤S32,在所述当前码元中判断所述最小误差值对应的相角是否为第一次进行测试的初级相角;
初级相角可以是在当前码元中第一次进行测试时所采用的预设测试相位角度。当获取到最小误差值对应的相角后,还需要判断此相角是否为第一次进行测试的初级相角。
步骤S33,若所述最小误差值对应的相角是第一进行测试的初级相角,则获取所述当前码元中最后一次进行测试的终极相角,并将所述当前码元中第二次测试的第二相角和所述终极相角作为所述相角左右相邻的两个相角。
当经过判断发现最小误差值对应的相角是第一次进行测试的初级相角,则需要在当前码元中获取最后一次进行测试时所采用的终极相角,和第二次进行测试时的第二相角,并将第二相角和终极相角作为相角左右相邻的两个相角。其中,终极相角可以是在当前码元中最后一次进行测试时获取到的相角。第二相角可以是在当前码元中第二次进行测试时获取到的相角。
在本实施例中,通过判断最小误差值对应的相角是否为第一次进行测试时获取的初级相角,并当最小误差值对应的相角是初级相角时,则将第二相角和终极相角作为最小误差值对应的相角左右相邻的两个相角,从而有效的保证了能够随时获取到最小误差值对应的相角左右相邻的两个相角,提高了载波相位估计的准确性。
具体地,判断所述最小误差值对应的相角是否为第一次进行测试的初级相角的步骤之后,包括:
步骤S34,若所述最小误差值对应的相角不是第一次进行测试的初级相角,则判断所述最小误差值对应的相角是否为最后一次进行测试的终极相角;
当经过判断发现最小误差值对应的相角不是第一次进行测试时获取到的初级相角,则需要再次判断此最小误差值对应的相角是否为最后一次进行测试时获取到的终极相角。
步骤S35,若所述最小误差值对应的相角是最后一次进行测试的终极相角,则获取所述第一次进行测试的初级相角,并将所述初级相角和倒数第二次进行测试的第三相角作为所述相角左右相邻的两个相角。
当经过判断发现最小误差值对应的相角是最后一次进行测试时获取到的终极相角,则需要获取第一次进行测试时获取到的初级相角和倒数第二次进行测试时获取到的第三相角,并将初级相角和第三相角作为最小误差值对应的相角左右相邻的两个相角。但是当经过判断发现最小误差值对应的相角不是最后一次进行测试时获取到的终极相角,则直接获取相角左右相邻的两个相角。其中,第三相角为在当前码元中倒数第二次进行测试时获取到的码元。
在本实施例中,通过判断最小误差值对应的相角是否为最后一次进行测试时的终极相角,从而有效的保证了载波相位估计的准确性,提高了用户的使用体验感。
此外,参照图4,本发明实施例还提出一种载波相位估计装置,所述载波相位估计装置包括:
信号处理单元,用于对当前码元中获取到的待测信号进行数字信号处理,得到只带有相位噪音的相位噪音信号;
旋转单元,用于基于各预设测试角旋转所述相位噪音信号以得到各旋转信号,并基于误差函数获取各所述旋转信号对应的误差值;
获取单元,用于获取各所述误差值中的最小误差值,并确定所述最小误差值对应的相角及与所述相角左右相邻的两个相角;
确定单元,用于基于所述最小误差值和所述最小误差值对应的相角及与所述相角左右相邻的两个相角确定最优相角;
相角单元,用于获取所述当前码元之前的各估计相角,并基于所述最优相角和各所述估计相角确定目标相角。
可选地,所述相角单元,用于:
获取所述当前码元之前的各历史码元,并获取各所述历史码元对应的各估计相角;
获取所述最优相角和各所述估计相角之间的相角平均值,并基于所述最优相角和所述相角平均值确定目标相角。
可选地,所述相角单元,用于:
获取各所述预设测试角中的最大预设测试角和最小预设测试角,并将所述最优相角和所述相角平均值进行比较;
若所述最优相角大于所述最大预设测试角和所述相角平均值之间的第一和值,则获取所述最优相角与预设角度之间的第一差值,并将所述第一差值作为目标相角;
若所述最优相角小于所述相角平均值和所述最小预设测试角之间的第二和值,则获取所述最优相角和所述预设角度之间的第三和值,并将所述第三和值作为目标相角。
可选地,所述旋转单元,还用于:
获取所述旋转信号对应的调制格式,并确定所述调制格式中的映射值;
获取所述旋转信号中的实部值和虚部值,并根据误差函数计算所述实部值和所述映射值之间的实部差值,所述虚部值和所述映射值之间的虚部差值;
获取所述实部差值对应的绝对实部差值和所述虚部差值对应的绝对虚部差值之间的误差和值,并基于所述误差和值确定所述旋转信号对应的误差值。
可选地,所述旋转单元,还用于:
获取所述误差和值对应的初级误差值和所述当前码元之前预设数量的各中级误差值;
获取所述初级误差值和各所述中级误差值之间的误差平均值,并将所述误差平均值作为所述旋转信号对应的误差值。
可选地,所述获取单元,还用于:
获取各所述误差值中的最小误差值,并确定所述最小误差值对应的相角;
在所述当前码元中判断所述最小误差值对应的相角是否为第一次进行测试的初级相角;
若所述最小误差值对应的相角是第一进行测试的初级相角,则获取所述当前码元中最后一次进行测试的终极相角,并将所述当前码元中第二次测试的第二相角和所述终极相角作为所述相角左右相邻的两个相角。
可选地,所述获取单元,还用于:
若所述最小误差值对应的相角不是第一次进行测试的初级相角,则判断所述最小误差值对应的相角是否为最后一次进行测试的终极相角;
若所述最小误差值对应的相角是最后一次进行测试的终极相角,则获取所述第一次进行测试的初级相角,并将所述初级相角和倒数第二次进行测试的第三相角作为所述相角左右相邻的两个相角。
其中,载波相位估计装置的各个功能模块实现的步骤可参照本发明载波相位估计方法的各个实施例,此处不再赘述。
本发明还提供一种终端,所述终端包括:存储器、处理器、通信总线以及存储在所述存储器上的载波相位估计程序:
所述通信总线用于实现处理器和存储器之间的连接通信;
所述处理器用于执行所述载波相位估计程序,以实现上述载波相位估计方法各实施例的步骤。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有一个或者一个以上程序,所述一个或者一个以上程序还可被一个或者一个以上的处理器执行以用于实现上述载波相位估计方法各实施例的步骤。
本发明计算机可读存储介质具体实施方式与上述载波相位估计方法各实施例基本相同,在此不再赘述。
需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中,包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机,计算机,服务器,空调器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种载波相位估计方法,其特征在于,所述载波相位估计方法包括以下步骤:
对当前码元中获取到的待测信号进行数字信号处理,得到只带有相位噪音的相位噪音信号;
基于各预设测试角旋转所述相位噪音信号以得到各旋转信号,并基于误差函数获取各所述旋转信号对应的误差值;
获取各所述误差值中的最小误差值,并确定所述最小误差值对应的相角及与所述相角左右相邻的两个相角;
基于所述最小误差值和所述最小误差值对应的相角及与所述相角左右相邻的两个相角确定最优相角;
获取所述当前码元之前的各估计相角,并基于所述最优相角和各所述估计相角确定目标相角。
2.如权利要求1所述的载波相位估计方法,其特征在于,所述获取所述当前码元之前的各估计相角,并基于所述最优相角和各所述估计相角确定目标相角的步骤,包括:
获取所述当前码元之前的各历史码元,并获取各所述历史码元对应的各估计相角;
获取所述最优相角和各所述估计相角之间的相角平均值,并基于所述最优相角和所述相角平均值确定目标相角。
3.如权利要求2所述的载波相位估计方法,其特征在于,所述基于所述最优相角和所述相角平均值确定目标相角的步骤,包括:
获取各所述预设测试角中的最大预设测试角和最小预设测试角,并将所述最优相角和所述相角平均值进行比较;
若所述最优相角大于所述最大预设测试角和所述相角平均值之间的第一和值,则获取所述最优相角与预设角度之间的第一差值,并将所述第一差值作为目标相角;
若所述最优相角小于所述相角平均值和所述最小预设测试角之间的第二和值,则获取所述最优相角和所述预设角度之间的第三和值,并将所述第三和值作为目标相角。
4.如权利要求1所述的载波相位估计方法,其特征在于,所述基于误差函数获取各所述旋转信号对应的误差值的步骤,包括:
获取所述旋转信号对应的调制格式,并确定所述调制格式中的映射值;
获取所述旋转信号中的实部值和虚部值,并根据误差函数计算所述实部值和所述映射值之间的实部差值,所述虚部值和所述映射值之间的虚部差值;
获取所述实部差值对应的绝对实部差值和所述虚部差值对应的绝对虚部差值之间的误差和值,并基于所述误差和值确定所述旋转信号对应的误差值。
5.如权利要求4所述的载波相位估计方法,其特征在于,所述基于所述误差和值确定所述旋转信号对应的误差值的步骤,包括:
获取所述误差和值对应的初级误差值和所述当前码元之前预设数量的各中级误差值;
获取所述初级误差值和各所述中级误差值之间的误差平均值,并将所述误差平均值作为所述旋转信号对应的误差值。
6.如权利要求1所述的载波相位估计方法,其特征在于,所述获取各所述误差值中的最小误差值,并确定所述最小误差值对应的相角及与所述相角左右相邻的两个相角的步骤,包括:
获取各所述误差值中的最小误差值,并确定所述最小误差值对应的相角;
在所述当前码元中判断所述最小误差值对应的相角是否为第一次进行测试的初级相角;
若所述最小误差值对应的相角是第一进行测试的初级相角,则获取所述当前码元中最后一次进行测试的终极相角,并将所述当前码元中第二次测试的第二相角和所述终极相角作为所述相角左右相邻的两个相角。
7.如权利要求6所述的载波相位估计方法,其特征在于,所述判断所述最小误差值对应的相角是否为第一次进行测试的初级相角的步骤之后,包括:
若所述最小误差值对应的相角不是第一次进行测试的初级相角,则判断所述最小误差值对应的相角是否为最后一次进行测试的终极相角;
若所述最小误差值对应的相角是最后一次进行测试的终极相角,则获取所述第一次进行测试的初级相角,并将所述初级相角和倒数第二次进行测试的第三相角作为所述相角左右相邻的两个相角。
8.一种载波相位估计装置,其特征在于,所述载波相位估计装置包括:
信号处理单元,用于对当前码元中获取到的待测信号进行数字信号处理,得到只带有相位噪音的相位噪音信号;
旋转单元,用于基于各预设测试角旋转所述相位噪音信号以得到各旋转信号,并基于误差函数获取各所述旋转信号对应的误差值;
获取单元,用于获取各所述误差值中的最小误差值,并确定所述最小误差值对应的相角及与所述相角左右相邻的两个相角;
确定单元,用于基于所述最小误差值和所述最小误差值对应的相角及与所述相角左右相邻的两个相角确定最优相角;
相角单元,用于获取所述当前码元之前的各估计相角,并基于所述最优相角和各所述估计相角确定目标相角。
9.一种载波相位估计设备,其特征在于,所述载波相位估计设备包括:存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的载波相位估计程序,所述载波相位估计程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的载波相位估计方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有载波相位估计程序,所述载波相位估计程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的载波相位估计方法的步骤。
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