CN112019472A - 一种相位噪声抑制方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种相位噪声抑制方法及装置，用以提高相位噪声的抑制能力，提高接收信号的准确度。该方法为：可以确定一个符号的多个状态，并分别对多个状态进行相噪估计得到每个状态对应的相位噪声值，进而得到每个状态的后验概率，将最大的后验概率对应的状态作为目标接收信号。这样可以提高相位噪声的抑制能力，可以提高接收信号的准确度。

Description

一种相位噪声抑制方法及装置

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方法及装置。

背景技术

在通信系统中，发送端的信号经过基带处理及成型之后，需要通过上变频将信号调制到所需频率范围。相应地，在接收端需先将信号下变频至基带。上下变频操作是通过与振荡器输出的载波信号混频得以实现。理想情况下，载波信号是频率固定的理想单音信号，这样，基带信号通过上下变频之后得以准确恢复。然而，由于振荡器的白噪声和闪烁噪声等非理想特性，载波信号的相位会出现不确定的随机波动。相位的随机波动也等效于载波信号频率的不稳定性，实际振荡器的输出频谱会出现噪声边带。

相位噪声会使接收信号质量变差，信号之间容易出现误判，从而导致误码。相位噪声的强度一般采用功率谱密度(power spectral density，PSD)来表示，其描述随机相位在各频点的功率分量。对于低频相位噪声，信号之间有很强的相关性，一段时间内的相位噪声类似，利用这种特性比较容易跟踪相位噪声的变化，从而抑制其对信号质量的影响。对于高频相位噪声，在符号之间快速变化，难以根据历史信号相位噪声预测未来信号的相位噪声。在载波频率较小的通信系统中，例如1GHz以下，电子器件工艺比较成熟，相位噪声较小，或者相位噪声主要集中在低频部分，其对信号传输质量产生的影响较小。然而，对于微波等通信系统，载波频率可高达数10GHz，相位噪声比较显著，在信号接收过程中必须考虑相位噪声抑制。

现有相位噪声抑制技术主要是根据历史信号来预测未来信号的相位噪声值，在信号接收过程中基于预测的相位噪声值进行相位补偿，然后进行判决解调并更新预测的相位噪声值。但是这种方法，仅利用历史信号预测的相位噪声值解调出当前信号，一旦预测的相位噪声值误差很大，就会使接收端解调出的信号误差很大。也就是现有技术中的相位噪声抑制方法抑制能力较差，使接收的信号准确度偏低。

发明内容

本申请提供一种相位噪声抑制方法及装置，用以提高相位噪声的抑制能力，提高接收信号的准确度。

第一方面，本申请提供了一种相位噪声抑制方法，该方法可以包括：根据第一符号和调制方式确定第一符号的M个状态，根据第一符号的M个状态确定第一符号的Q个状态；分别对Q个状态中的每个状态进行相噪估计，获取Q个状态中的每个状态对应的相位噪声值；并根据Q个状态中的每个状态以及每个状态对应的相位噪声值，确定每个状态的后验概率；最后确定后验概率中最大的后验概率对应的状态为目标接收信号；其中，M为大于1的整数，Q为小于或者等于M且大于1的正整数。这样，可以提高相位噪声的抑制能力，可以提高接收信号的准确度。

在一个可能的设计中，根据第一符号的M个状态确定第一符号的Q个状态，具体方法可以为：确定M个状态中每个状态的判决误差；在M个状态中选择判决误差最小的Q个状态。

通过上述方法，可以从M个状态中选择出效果最好的Q个状态，以使可以提高相位噪声的抑制能力，可以提高接收信号的准确度。

在一个可能的设计中，在根据Q个状态中的每个状态以及每个状态对应的相位噪声值，确定每个状态的后验概率之前，根据Q个状态中判决误差最小的状态对应的相位噪声值进行相噪预测，得到第一预测相位噪声值；根据第一预测相位噪声值，对接收的位于第一符号之后的符号进行相噪补偿。

通过上述方法，可以提高对第一符号之后的符号相位噪声抑制能力。

在一个可能的设计中，在确定后验概率中最大的后验概率对应的状态为目标接收信号之后，根据目标接收信号对应的相位噪声值进行相噪预测，得到第二预测相位噪声值；根据第二预测相位噪声值对接收的位于第一符号之后的符号进行相噪补偿。

通过上述方法，可以提高对第一符号之后的符号相位噪声抑制能力。

在一个可能的设计中，根据第一符号和调制方式确定第一符号的M个状态，具体方法可以为：根据第一符号的L级的幅值集合对第一符号进行分级判决解调，确定第一符号的M个状态；L级的幅值集合与调制方式相关，L为大于或者等于1的整数。这样可以准确地得到M个状态，以使后续确定最好的状态作为目标接收信号，可以提高接收信号的准确度。

在一个可能的设计中，根据第一符号的L级的幅值集合对第一进行分级判决解调，确定第一符号的M个状态，具体方法可以为：针对第一符号的第L级分别执行以下操作：当L＝1时，根据第1级的幅值集合确定M₁个状态，将M₁个状态作为M个状态；当L大于或者等于2时，根据第L级的幅值集合和在第L-1级选择的Q_L-1个状态，确定Q_L-1M_L个状态，将Q_L-1M_L个状态作为M个状态；M_L为第L级的幅值种类数，M_L为正整数；其中，L＝2时，在第1级选择的Q₁个状态是根据第1级的幅值集合和第1级的输入值得到M₁个状态中每个状态对应的判决误差后，根据M₁个判决误差从M₁个状态中选择的Q₁个状态；L大于或者等于3时，在第L-1级选择的Q_L-1个状态是根据第L-1级的幅值集合和第L-1级的输入值得到的Q_L-2M_L-1个状态中每个状态对应的判决误差后，根据Q_L-2M_L-1个判决误差从Q_L-2M_L-1个状态中选择的Q_L-1个状态；其中Q_L为Q。

通过上述方法，准确地得到M个状态，以使后续确定最好的状态作为目标接收信号，可以提高接收信号的准确度。

在一个可能的设计中，根据Q个状态中的每个状态以及每个状态对应的相位噪声值，确定每个状态的后验概率，具体方法可以为：确定每个状态与每个状态对应的相位噪声值的条件概率；根据条件概率得到每个状态的后验概率。这样可以准确地确定每个状态的后验概率，以使后续准确地确定后验概率最大的状态。

在一个可能的设计中，根据Q个状态中的每个状态以及每个状态对应的相位噪声值，确定每个状态的后验概率，具体方法可以为：确定每个状态与每个状态对应的相位噪声值的条件概率，以及每个状态对应的相位噪声值的先验概率；根据条件概率以及先验概率，得到每个状态的后验概率。这样可以准确地确定每个状态的后验概率，以使后续准确地确定后验概率最大的状态。

在一个可能的设计中，在根据第一符号和调制方式确定第一符号的M个状态之前，根据第三预测相位噪声值对第一符号进行相噪补偿，第三预测相位噪声值由对接收的位于第一符号之前的符号进行预测得到的。这样可以提高对第一符号的相位噪声抑制能力。

第二方面，本申请还提供了一种用于相位噪声抑制的通信装置，该通信装置具有实现上述第一方面方法实例的功能。功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块。

在一个可能的设计中，通信装置的结构中包括存储模块和处理模块，这些模块可以执行上述第一方面方法示例中的相应功能，具体参见第一方面方法示例中的详细描述，此处不做赘述。

在一个可能的设计中，通信装置的结构中包括存储器和处理器，可选的还可以包括通信接口，通信接口用于收发数据，以及与通信系统中的其他设备进行通信交互，处理器被配置为支持通信装置执行上述方法中相应的功能。存储器与处理器耦合，其保存通信装置必要的程序指令和数据。

第三方面，本申请还提供了一种计算机存储介质，计算机存储介质中存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令在被计算机调用时用于使计算机执行上述任一种方法。

第四方面，本申请还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任一种方法。

第五方面，本申请还提供了一种芯片，芯片与存储器耦合，用于读取并执行存储器中存储的程序指令，以实现上述任一种方法。

附图说明

图1为本申请提供的一种通信系统的架构示意图；

图2为本申请提供的一种相位噪声抑制方法的流程图；

图3为本申请提供的一种相位噪声抑制方法的示意图；

图4为本申请提供的另一种相位噪声抑制方法的示意图；

图5为本申请提供的另一种相位噪声抑制方法的示意图；

图6为本申请提供的一种得到Q个状态的示意图；

图7为本申请提供的一种相位噪声抑制性能结果示意图；

图8为本申请提供的一种通信装置的结构示意；

图9为本申请提供的一种通信装置的结构图。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。

本申请实施例提供一种相位噪声抑制方法及装置，用以提高相位噪声的抑制能力，提高接收信号的准确度。其中，本申请方法和装置基于同一发明构思，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。

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。

为了更加清晰地描述本申请实施例的技术方案，下面结合附图，对本申请实施例提供的相位噪声抑制方法及装置进行详细说明。

图1示出了本申请实施例提供的相位噪声抑制方法适用的一种可能的通信系统的架构，通信系统的架构中包括第一设备和第二设备，其中：

第一设备和第二设备之间可以进行通信，在通信过程中，第一设备可以作为发送端向第二设备发送信号，第二设备作为接收端接收信号；或者第二设备可以作为发送端向第一设备发送信号，第一设备作为接收端接收信号。

在第一设备和第二设备通信的过程中，由于通信过程中相位噪声的存在，接收端会进行相位噪声抑制，然后解调出接收的信号。

在一种可能的实现中，第一设备和第二设备可以是网络设备、终端设备等等中可以互相通信的两个设备。其中，网络设备，可以是无线接入设备，无线接入设备可以是普通的基站(如节点B(Node B，NB)或演进型节点B(evolved Node B，eNB))，可以是无线网络控制器(radio network controller，RNC)、基站控制器(base station controller，BSC)、基站收发台(base transceiver station,BTS)、家庭基站(例如，home evolved NodeB，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)，可以是新无线控制器(new radio controller，NRcontroller)，可以是5G系统中的gNode B(gNB)，可以是集中式网元(Centralized Unit)，可以是新无线基站，可以是射频拉远模块，可以是微基站，可以是中继(relay)，可以是分布式网元(Distributed Unit)，可以是接收点(transmission reception point，TRP)或传输点(transmission point，TP)或者任何其它无线接入设备，但本申请实施例不限于此，此处不再一一列举。终端设备，又可以称之为用户设备(user equipment，UE)、移动台(mobilestation，MS)、移动终端(mobile terminal，MT)等，是一种向用户提供语音和/或数据连通性的设备。例如，终端设备可以包括具有无线连接功能的手持式设备、车载设备、计算设备、移动台(mobile station，MS)或连接到无线调制解调器的其他处理设备等，以及经接入网与一个或多个核心网进行通信的移动终端。目前，终端设备可以是：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，虚拟现实(virtual reality，VR)设备、增强现实(augmented reality，AR)设备、工业控制(industrial control)中的无线终端、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)中的无线终端等。

需要说明的是，图1所示的通信系统的架构中不限于仅包含图中所示的设备，还可以包含其它未在图中表示的设备，具体本申请在此处不再一一列举。

需要说明的是，图1所示的通信系统并不构成本申请实施例能够适用的通信系统的限定。通信系统可以是各类通信系统，例如，可以是长期演进(long term evolution，LTE)，也可以是第五代(5G)通信系统，也可以为通用地面无线接入(universalterrestrial radio access，UTRA)、演进的UTRA(E-UTRAN)、新无线技术(new radio，NR)、GSM/EDGE无线接入网-电路交换域(GSM EDGE radio access network-circuit switched，GERAN-CS)、GSM/EDGE无线接入网-数据交换域(GSM EDGE radio access network–packetswitched，GERAN-PS)、码分多址(code division multiple access，CDMA)2000-1XRTT、和多无线接入技术双连接(Multi-RAT Dual-Connectivity，MR-DC)等，还可以是多种通信系统的混合架构，如LTE与5G混合架构等。当然，本申请实施例的方法还适用于未来的各种通信系统，例如6G或者其他通信网络等。

本申请实施例提供的一种相位噪声抑制方法，适用于如图1所示的通信系统。参阅图2所示，该方法的具体流程可以包括：

步骤201：根据第一符号和调制方式确定第一符号的M个状态，M为大于1的整数。

步骤202：根据第一符号的M个状态确定第一符号的Q个状态，Q为小于或者等于M且大于1的正整数。

步骤203：分别对Q个状态中的每个状态进行相噪估计，获取Q个状态中的每个状态对应的相位噪声值。

步骤204：根据Q个状态中的每个状态以及每个状态对应的相位噪声值，确定每个状态的后验概率。

步骤205：确定后验概率中最大的后验概率对应的状态为目标接收信号。

采用本申请实施例提供的相位噪声抑制方法，可以确定一个符号的多个状态，并分别对多个状态进行相噪估计得到每个状态对应的相位噪声值，进而得到每个状态的后验概率，将最大的后验概率对应的状态作为目标接收信号。这样可以提高相位噪声的抑制能力，可以提高接收信号的准确度。

需要说明的是，上述步骤的执行主体可以是图1所示的通信系统中的第一设备或者第二设备，也即可以为上述列出的第一设备和第二设备的举例中的任一个设备，本申请对此不作限定。

在一种可选的实施方式中，根据第一符号和调制方式确定第一符号的M个状态，具体方法可以为：根据第一符号的L级的幅值集合对第一符号进行分级判决解调，确定第一符号的M个状态；L级的幅值集合与调制方式相关，L为大于或者等于1的整数。

进而，根据第一符号的M个状态确定第一符号的Q个状态，具体方法可以为：确定M个状态中每个状态的判决误差；在M个状态中选择判决误差最小的Q个状态。

在本申请中可以将上述得到M个状态再得到Q个状态的过程可以统称为判决解调的过程，示例性的，图3示出了一种本申请相位噪声抑制方法的示意图。在图3中，第一符号为x。理想发送信号s受到相位噪声θ、白噪声n等影响，到达接收端的符号为x，相位噪声抑制的目标是以尽可能小的错误概率从x恢复出s。从图3中可以看出对x进行判决解调得到Q个状态可以分别为

然后分别对每个状态进行相噪估计，得到每个状态分别对应的相位噪声值分别为

进而得到每个状态分别对应的后验概率分别为p₁，p₂，……，p_Q，最后基于最大后验(maximum a posteriori，MAP)准则，将后验概率最大的状态记作

将

作为目标接收信号。

一种示例性的实现方式中，会进行相噪预测，将预测出的相位噪声值对第一符号之后的符号进行相噪补偿。具体的，可以分为以下两种示例：

第一种示例：在根据Q个状态中的每个状态以及每个状态对应的相位噪声值，确定每个状态的后验概率之前，根据Q个状态中判决误差最小的状态对应的相位噪声值进行相噪预测，得到第一预测相位噪声值；根据第一预测相位噪声值，对接收的位于第一符号之后的符号进行相噪补偿。

示例性的，采用第一种示例时，具体的相位噪声抑制方法的示意图可以如图4所示。在图4中，可以理解为状态

的判决误差最小，根据

对应的相位噪声值

进行相噪预测得到第一预测相位噪声值记为

然后根据

对接收的位于第一符号之后的符号进行相噪补偿。

应用第一种示例，可以减少环路反馈延时，适应对环路延时较为敏感的情况。

第二种示例：在确定后验概率中最大的后验概率对应的状态为目标接收信号之后，根据目标接收信号对应的相位噪声值进行相噪预测，得到第二预测相位噪声值；根据第二预测相位噪声值对接收的位于第一符号之后的符号进行相噪补偿。

示例性的，采用第二种示例时，具体的相位噪声抑制方法的示意图可以如图5所示。在图5中，选出的状态

对应的相位噪声值

根据

进行相噪预测得到第二预测相位噪声值记为

然后根据

对接收的位于第一符号之后的符号进行相噪补偿。

应用第二种示例，可以使相位噪声抑制的可靠性较高。

需要说明的是，位于第一符号之后的符号可以是第一符号的下一个符号，还可以是第一符号的下一个符号之后的任一个符号，还可以是第一符号之后的几个符合，本申请对此不作限定。

在一种可选的实施方式中，在执行上述步骤201之前，在根据第一符号和调制方式确定第一符号的M个状态之前，根据第三预测相位噪声值对第一符号进行相噪补偿，第三预测相位噪声值由对接收的位于第一符号之前的符号进行预测得到的。其中，位于第一符号之前的符号可以是第一符号的上一个符号，还可以是第一符号的上一个符号之前的任一个符号，还可以是第一符号之前的几个符合，本申请对此不作限定。

在一种具体的实施方式中，根据第一符号的L级的幅值集合对第一进行分级判决解调，确定第一符号的M个状态，具体方法可以为：

针对第一符号的第L级分别执行以下操作：

当L＝1时，根据第1级的幅值集合确定M₁个状态，将M₁个状态作为M个状态；

当L大于或者等于2时，根据第L级的幅值集合和在第L-1级选择的Q_L-1个状态，确定Q_L-1M_L个状态，将Q_L-1M_L个状态作为M个状态；M_L为第L级的幅值种类数，M_L为正整数；

其中，L＝2时，在第1级选择的Q₁个状态是根据第1级的幅值集合和第1级的输入值得到M₁个状态中每个状态对应的判决误差后，根据M₁个判决误差从M₁个状态中选择的Q₁个状态；L大于或者等于3时，在第L-1级选择的Q_L-1个状态是根据第L-1级的幅值集合和第L-1级的输入值得到的Q_L-2M_L-1个状态中每个状态对应的判决误差后，根据Q_L-2M_L-1个判决误差从Q_L-2M_L-1个状态中选择的Q_L-1个状态；其中Q_L为Q。

例如，假设第L级的幅值集合为

第L级的输入值为y₁，y₂，...，y_L，则得到第一符号的M个状态后进而得到第一符号的Q个状态的具体实现过程如下：

针对第1级，根据第1级的幅值集合得到M₁个状态分别为：

然后根据第1级的幅值集合和第1级的输入值y₁得到M₁个状态中每个状态对应的判决误差分别为：

然后可以选择判决误差最小的Q₁个状态，记为

Q₁个状态相应的判决误差分别为

如果只有1级，则可以M₁个状态作为M个状态，将Q₁个状态作为Q个状态，如果有多级，继续执行下述过程。

针对第2级，根据第2级的幅值集合和第1级选择的Q₁个状态，得到Q₁M₂个状态分别为：

然后根据第2级的幅值集合、第2级的输入值和第1级的Q₁个判决误差得到Q₁M₂个状态中每个状态对应的判决误差分别为：

……，

然后在Q₁M₂个状态中选择判决误差最小的Q₂个状态，记为

Q₂个状态相应的判决误差分别为

针对第L级，根据第L级的幅值集合和第L-1级选择的Q_L个状态，得到Q_L-1M_L个状态分别为：

,……，

然后根据第L级的幅值集合、第L级的输入值和第L-1级的Q_L-1个判决误差得到Q_{L- 1}M_L个状态中每个状态对应的判决误差分别为：

，…，

然后可以选择判决误差最小的Q_L个状态，记为

并将Q_L个状态作为Q个状态。其中，Q_L小于或者等于Q_L-1M_L。

具体的，上述实现过程可以如图6所示的流程实现。

在一种可选的实施方式中，根据Q个状态中的每个状态以及每个状态对应的相位噪声值，确定每个状态的后验概率，具体方法可以为：确定每个状态与每个状态对应的相位噪声值的条件概率；根据条件概率得到每个状态的后验概率。

示例性的，在符号先验等概时，每个状态的后验概率p_k可以符合以下公式：

其中，

为状态

对应的相位噪声值

的条件概率，其依赖于均方误差(mean square error，MSE)，主要由经相噪估计之后的残余相位噪声及加性白噪声决定，一般情况下为高斯分布。

在另一种可选的实施方式中，根据Q个状态中的每个状态以及每个状态对应的相位噪声值，确定每个状态的后验概率，具体方法可以为：确定每个状态与每个状态对应的相位噪声值的条件概率，以及每个状态对应的相位噪声值的先验概率；根据条件概率以及先验概率，得到每个状态的后验概率。

示例性的，在符号先验等概时，每个状态的后验概率p_k可以符合以下公式：

其中，

为状态

对应的相位噪声值

的先验概率，其中先验概率也可以称正则化因子。

基于上述方法得到每个状态的后延概率之后，可以通过例如图3-图5示出的MAP过程选择后验概率最大的状态作为目标接收信号。

需要说明的是在步骤203中，涉及的相噪估计的方法可以应用现有的相噪估计的方法，例如卡尔曼滤波算法，本申请此处不再详细描述。

基于以上实施例，对相同场景下，采用本申请提出的相位噪声抑制方法和现有技术中的方法后的相位噪声抑制的性能结果。例如，场景为调制方式为4096QAM，信噪比(signal-to-noise ratio，SNR)为47dB，符号速率为50M；通道数为单输入单输出(single-input single-output，SISO)单通道；相位噪声预测及估计算法采用卡尔曼滤波算法；相位噪声PSD模型采用如下公式所示，其中极点频率fp＝100KHz，零点频率fz＝100MHz，当f＝100KHz时，PSD为-90dBc/Hz：

图7示出了在上述场景中，采用本申请的方法相位噪声补偿前后的PSD对比示意图，以及现有技术方案下相位噪声补偿之后的PSD曲线。可以看到，相对于现有方案，本申请技术方案残余相位噪声的PSD明显更低，各个频率点均可提升抑制能力5dB左右。需要说明的是，图7中现有技术方案下相位噪声高频部分反而比补偿之前更强，这是因为卡尔曼滤波算法是追求总抑制能力最优，但却无法保证每个频点补偿之后的残余相位噪声更小。相较而言，本申请技术方案对相位噪声高频部分也能起到一定抑制效果。

表1为与图7对应下的MSE及误比特率(bit error rate，BER)结果。可以看到，相对于现有技术方案，由于更强的相噪抑制能力，本申请可以提升MSE超过5dB，BER也能得到明显下降。

表1

方法	MSE	BER
			不补偿	34.7dB	2.2e-2
现有技术方法	38.1dB	5.8e-3
			本申请方法	43.5dB	1.5e-3

由上述可知，采用本申请实施例提供的相位噪声抑制方法，可以提高相位噪声的抑制能力，可以提高接收信号的准确度。

上述本申请提供的实施例中，可以理解的是，为了实现上述功能，通信装置包含了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到，结合本申请中所公开的实施例描述的各示例的模块及算法步骤，本申请能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

例如，当通过软件模块来实现相应的功能时，用于相位噪声抑制的通信装置可以包括存储模块801和处理模块802，具体可以参考如图8所示的结构示意图。

在一个实施例中，图8所示通信装置可用于实现上述图2所示的实施例的相位噪声抑制方法。例如：

存储模块801，用于存储计算机程序；处理模块802，用于调用存储模块存储的计算机程序，执行：

根据第一符号和调制方式确定第一符号的M个状态，M为大于1的整数；

根据第一符号的M个状态确定第一符号的Q个状态，Q为小于或者等于M且大于1的正整数；

分别对Q个状态中的每个状态进行相噪估计，获取Q个状态中的每个状态对应的相位噪声值；

根据Q个状态中的每个状态以及每个状态对应的相位噪声值，确定每个状态的后验概率；

确定后验概率中最大的后验概率对应的状态为目标接收信号。

因此，基于上述通信装置，可以确定一个符号的多个状态，并分别对多个状态进行相噪估计得到每个状态对应的相位噪声值，进而得到每个状态的后验概率，将最大的后验概率对应的状态作为目标接收信号。这样可以提高相位噪声的抑制能力，可以提高接收信号的准确度。

具体的，处理模块802在根据第一符号的M个状态确定第一符号的Q个状态时，具体用于：确定M个状态中每个状态的判决误差；在M个状态中选择判决误差最小的Q个状态。

一种示例，处理模块802在根据Q个状态中的每个状态以及每个状态对应的相位噪声值，确定每个状态的后验概率之前，还用于：根据Q个状态中判决误差最小的状态对应的相位噪声值进行相噪预测，得到第一预测相位噪声值；根据第一预测相位噪声值，对接收的位于第一符号之后的符号进行相噪补偿。

另一种示例，处理模块802在确定后验概率中最大的后验概率对应的状态为目标接收信号之后，还用于：根据目标接收信号对应的相位噪声值进行相噪预测，得到第二预测相位噪声值；根据第二预测相位噪声值对接收的位于第一符号之后的符号进行相噪补偿。

一种可选的实施方式中，处理模块802在根据第一符号和调制方式确定第一符号的M个状态时，具体用于：根据第一符号的L级的幅值集合对第一符号进行分级判决解调，确定第一符号的M个状态；L级的幅值集合与调制方式相关，L为大于或者等于1的整数。

具体的，处理模块802在根据第一符号的L级的幅值集合对第一进行分级判决解调，确定第一符号的M个状态时，具体用于：针对第一符号的第L级分别执行以下操作：

当L＝1时，根据第1级的幅值集合确定M₁个状态，将M₁个状态作为M个状态；

当L大于或者等于2时，根据第L级的幅值集合和在第L-1级选择的Q_L-1个状态，确定Q_L-1M_L个状态，将Q_L-1M_L个状态作为M个状态；M_L为第L级的幅值种类数，M_L为正整数；

其中，L＝2时，在第1级选择的Q₁个状态是根据第1级的幅值集合和第1级的输入值得到M₁个状态中每个状态对应的判决误差后，根据M₁个判决误差从M₁个状态中选择的Q₁个状态；L大于或者等于3时，在第L-1级选择的Q_L-1个状态是根据第L-1级的幅值集合和第L-1级的输入值得到的Q_L-2M_L-1个状态中每个状态对应的判决误差后，根据Q_L-2M_L-1个判决误差从Q_L-2M_L-1个状态中选择的Q_L-1个状态；其中Q_L为Q。

一种实现方式中，处理模块802在根据Q个状态中的每个状态以及每个状态对应的相位噪声值，确定每个状态的后验概率时，具体用于：确定每个状态与每个状态对应的相位噪声值的条件概率；根据条件概率得到每个状态的后验概率。

另一种实现方式中，处理模块802在根据Q个状态中的每个状态以及每个状态对应的相位噪声值，确定每个状态的后验概率时，具体用于：确定每个状态与每个状态对应的相位噪声值的条件概率，以及每个状态对应的相位噪声值的先验概率；根据条件概率以及先验概率，得到每个状态的后验概率。

在一种可能的实施方式中，处理模块802在根据第一符号和调制方式确定第一符号的M个状态之前，还用于：根据第三预测相位噪声值对第一符号进行相噪补偿，第三预测相位噪声值由对接收的位于第一符号之前的符号进行预测得到的。

此外，基于用于相位噪声抑制的通信装置中的处理模块802，还可以实现上述方法中其他操作或功能，此处不再赘述。

需要说明的是，本申请实施例中对单元的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。在本申请的实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或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一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(read-onlymemory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

又例如，当通过硬件来实现相应的功能时，用于相位噪声抑制的通信装置可以处理器902，可选的还可以包括存储器903，可选的还可以包括通信接口901和具体可以参考如图9所示结构图。

其中，处理器902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的组合等等。处理器902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(programmable logic device，PLD)或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件(complex programmable logic device，CPLD)，现场可编程逻辑门阵列(field-programmable gate array，FPGA)，通用阵列逻辑(generic array logic，GAL)或其任意组合。处理器902在实现上述功能时，可以通过硬件实现，当然也可以通过硬件执行相应的软件实现。

通信接口901和处理器902之间相互连接。可选的，通信接口901和处理器902通过总线904相互连接；总线904可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，EISA)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图9中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

存储器903，与处理器902耦合，用于存放程序等。具体地，程序可以包括程序代码，该程序代码包括计算机操作指令。存储器903可能包括RAM，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。处理器902执行存储器903所存放的应用程序，实现上述功能，从而实现如图2所示的相位噪声抑制的方法。

在一个实施例中，图9所示的通信装置可用于实现上述图2所示的实施例中的相位噪声抑制方法。例如：

存储器903，用于存储计算机程序；处理器902，用于调用存储模块存储的计算机程序，执行：

根据第一符号和调制方式确定第一符号的M个状态，M为大于1的整数；

根据第一符号的M个状态确定第一符号的Q个状态，Q为小于或者等于M且大于1的正整数；

分别对Q个状态中的每个状态进行相噪估计，获取Q个状态中的每个状态对应的相位噪声值；

根据Q个状态中的每个状态以及每个状态对应的相位噪声值，确定每个状态的后验概率；

确定后验概率中最大的后验概率对应的状态为目标接收信号。

因此，基于上述通信装置，可以确定一个符号的多个状态，并分别对多个状态进行相噪估计得到每个状态对应的相位噪声值，进而得到每个状态的后验概率，将最大的后验概率对应的状态作为目标接收信号。这样可以提高相位噪声的抑制能力，可以提高接收信号的准确度。

具体的，处理器902在根据第一符号的M个状态确定第一符号的Q个状态时，具体用于：确定M个状态中每个状态的判决误差；在M个状态中选择判决误差最小的Q个状态。

一种示例，处理器902在根据Q个状态中的每个状态以及每个状态对应的相位噪声值，确定每个状态的后验概率之前，还用于：根据Q个状态中判决误差最小的状态对应的相位噪声值进行相噪预测，得到第一预测相位噪声值；根据第一预测相位噪声值，对接收的位于第一符号之后的符号进行相噪补偿。

另一种示例，处理器902在确定后验概率中最大的后验概率对应的状态为目标接收信号之后，还用于：根据目标接收信号对应的相位噪声值进行相噪预测，得到第二预测相位噪声值；根据第二预测相位噪声值对接收的位于第一符号之后的符号进行相噪补偿。

一种可选的实施方式中，处理器902在根据第一符号和调制方式确定第一符号的M个状态时，具体用于：根据第一符号的L级的幅值集合对第一符号进行分级判决解调，确定第一符号的M个状态；L级的幅值集合与调制方式相关，L为大于或者等于1的整数。

具体的，处理器902在根据第一符号的L级的幅值集合对第一进行分级判决解调，确定第一符号的M个状态时，具体用于：针对第一符号的第L级分别执行以下操作：

当L＝1时，根据第1级的幅值集合确定M₁个状态，将M₁个状态作为M个状态；

当L大于或者等于2时，根据第L级的幅值集合和在第L-1级选择的Q_L-1个状态，确定Q_L-1M_L个状态，将Q_L-1M_L个状态作为M个状态；M_L为第L级的幅值种类数，M_L为正整数；

其中，L＝2时，在第1级选择的Q₁个状态是根据第1级的幅值集合和第1级的输入值得到M₁个状态中每个状态对应的判决误差后，根据M₁个判决误差从M₁个状态中选择的Q₁个状态；L大于或者等于3时，在第L-1级选择的Q_L-1个状态是根据第L-1级的幅值集合和第L-1级的输入值得到的Q_L-2M_L-1个状态中每个状态对应的判决误差后，根据Q_L-2M_L-1个判决误差从Q_L-2M_L-1个状态中选择的Q_L-1个状态；其中Q_L为Q。

一种实现方式中，处理器902在根据Q个状态中的每个状态以及每个状态对应的相位噪声值，确定每个状态的后验概率时，具体用于：确定每个状态与每个状态对应的相位噪声值的条件概率；根据条件概率得到每个状态的后验概率。

另一种实现方式中，处理器902在根据Q个状态中的每个状态以及每个状态对应的相位噪声值，确定每个状态的后验概率时，具体用于：确定每个状态与每个状态对应的相位噪声值的条件概率，以及每个状态对应的相位噪声值的先验概率；根据条件概率以及先验概率，得到每个状态的后验概率。

在一种可能的实施方式中，处理器902在根据第一符号和调制方式确定第一符号的M个状态之前，还用于：根据第三预测相位噪声值对第一符号进行相噪补偿，第三预测相位噪声值由对接收的位于第一符号之前的符号进行预测得到的。

在一种实施方式中，通信接口901用于实现与通信装置相连的其他设备或装置进行通信交互，即用于接收和发送数据或信号；例如，通信接口901用于接收第一符号。

本申请中，“多个”是指两个或两个以上。

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。

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 (18)

1.一种相位噪声抑制方法，其特征在于，包括：

根据第一符号和调制方式确定第一符号的M个状态，M为大于1的整数；

根据所述第一符号的M个状态确定所述第一符号的Q个状态，所述Q为小于或者等于M且大于1的正整数；

分别对所述Q个状态中的每个状态进行相噪估计，获取所述Q个状态中的每个状态对应的相位噪声值；

根据所述Q个状态中的每个状态以及所述每个状态对应的相位噪声值，确定所述每个状态的后验概率；

确定所述后验概率中最大的后验概率对应的状态为目标接收信号。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第一符号的M个状态确定所述第一符号的Q个状态，包括：

确定所述M个状态中每个状态的判决误差；

在所述M个状态中选择判决误差最小的Q个状态。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在根据所述Q个状态中的每个状态以及所述每个状态对应的相位噪声值，确定所述每个状态的后验概率之前，所述方法还包括：

根据所述Q个状态中判决误差最小的状态对应的相位噪声值进行相噪预测，得到第一预测相位噪声值；

根据所述第一预测相位噪声值，对接收的位于所述第一符号之后的符号进行相噪补偿。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在确定所述后验概率中最大的后验概率对应的状态为目标接收信号之后，所述方法还包括：

根据所述目标接收信号对应的相位噪声值进行相噪预测，得到第二预测相位噪声值；

根据所述第二预测相位噪声值对接收的位于所述第一符号之后的符号进行相噪补偿。

5.如权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，根据所述第一符号和调制方式确定第一符号的M个状态，包括：

根据所述第一符号的L级的幅值集合对所述第一符号进行分级判决解调，确定所述第一符号的M个状态；L级的幅值集合与所述调制方式相关，L为大于或者等于1的整数。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述第一符号的L级的幅值集合对所述第一进行分级判决解调，确定所述第一符号的M个状态，包括：

针对所述第一符号的第L级分别执行以下操作：

当L＝1时，根据所述第1级的幅值集合确定M₁个状态，将所述M₁个状态作为所述M个状态；

当L大于或者等于2时，根据所述第L级的幅值集合和在所述第L-1级选择的Q_L-1个状态，确定Q_L-1M_L个状态，将所述Q_L-1M_L个状态作为所述M个状态；M_L为第L级的幅值种类数，M_L为正整数；

其中，L＝2时，在第1级选择的Q₁个状态是根据所述第1级的幅值集合和所述第1级的输入值得到所述M₁个状态中每个状态对应的判决误差后，根据M₁个判决误差从所述M₁个状态中选择的Q₁个状态；L大于或者等于3时，在所述第L-1级选择的Q_L-1个状态是根据所述第L-1级的幅值集合和所述第L-1级的输入值得到的所述Q_L-2M_L-1个状态中每个状态对应的判决误差后，根据Q_L-2M_L-1个判决误差从所述Q_L-2M_L-1个状态中选择的Q_L-1个状态；其中Q_L为Q。

7.如权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，根据所述Q个状态中的每个状态以及所述每个状态对应的相位噪声值，确定所述每个状态的后验概率，包括：

确定所述每个状态与所述每个状态对应的相位噪声值的条件概率；

根据所述条件概率得到所述每个状态的后验概率。

8.如权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，根据所述Q个状态中的每个状态以及所述每个状态对应的相位噪声值，确定所述每个状态的后验概率，包括：

确定所述每个状态与所述每个状态对应的相位噪声值的条件概率，以及所述每个状态对应的相位噪声值的先验概率；

根据所述条件概率以及所述先验概率，得到所述每个状态的后验概率。

9.如权利要求1-8任一项所述的方法，其特征在于，在根据第一符号和调制方式确定第一符号的M个状态之前，所述方法还包括：

根据第三预测相位噪声值对所述第一符号进行相噪补偿，所述第三预测相位噪声值由对接收的位于所述第一符号之前的符号进行预测得到的。

10.一种通信装置，其特征在于，包括：

存储模块，用于存储计算机程序；

处理模块，用于调用所述存储模块存储的计算机程序，执行：

根据第一符号和调制方式确定第一符号的M个状态，M为大于1的整数；

根据所述第一符号的M个状态确定所述第一符号的Q个状态，所述Q为小于或者等于M且大于1的正整数；

分别对所述Q个状态中的每个状态进行相噪估计，获取所述Q个状态中的每个状态对应的相位噪声值；

根据所述Q个状态中的每个状态以及所述每个状态对应的相位噪声值，确定所述每个状态的后验概率；

确定所述后验概率中最大的后验概率对应的状态为目标接收信号。

11.如权利要求10所述的通信装置，其特征在于，所述处理模块，在根据所述第一符号的M个状态确定所述第一符号的Q个状态时，具体用于：

确定所述M个状态中每个状态的判决误差；

在所述M个状态中选择判决误差最小的Q个状态。

12.如权利要求10或11所述的通信装置，其特征在于，所述处理模块，在根据所述Q个状态中的每个状态以及所述每个状态对应的相位噪声值，确定所述每个状态的后验概率之前，还用于：

根据所述Q个状态中判决误差最小的状态对应的相位噪声值进行相噪预测，得到第一预测相位噪声值；

根据所述第一预测相位噪声值，对接收的位于所述第一符号之后的符号进行相噪补偿。

13.如权利要求10或11所述的通信装置，其特征在于，所述处理模块，在确定所述后验概率中最大的后验概率对应的状态为目标接收信号之后，还用于：

根据所述目标接收信号对应的相位噪声值进行相噪预测，得到第二预测相位噪声值；

根据所述第二预测相位噪声值对接收的位于所述第一符号之后的符号进行相噪补偿。

14.如权利要求10-13任一项所述的通信装置，其特征在于，所述处理模块，在根据所述第一符号和调制方式确定第一符号的M个状态时，具体用于：

根据所述第一符号的L级的幅值集合对所述第一符号进行分级判决解调，确定所述第一符号的M个状态；L级的幅值集合与所述调制方式相关，L为大于或者等于1的整数。

15.如权利要求14所述的通信装置，其特征在于，所述处理模块，在根据所述第一符号的L级的幅值集合对所述第一进行分级判决解调，确定所述第一符号的M个状态时，具体用于：

针对所述第一符号的第L级分别执行以下操作：

当L＝1时，根据所述第1级的幅值集合确定M₁个状态，将所述M₁个状态作为所述M个状态；

当L大于或者等于2时，根据所述第L级的幅值集合和在所述第L-1级选择的Q_L-1个状态，确定Q_L-1M_L个状态，将所述Q_L-1M_L个状态作为所述M个状态；M_L为第L级的幅值种类数，M_L为正整数；

其中，L＝2时，在第1级选择的Q₁个状态是根据所述第1级的幅值集合和所述第1级的输入值得到所述M₁个状态中每个状态对应的判决误差后，根据M₁个判决误差从所述M₁个状态中选择的Q₁个状态；L大于或者等于3时，在所述第L-1级选择的Q_L-1个状态是根据所述第L-1级的幅值集合和所述第L-1级的输入值得到的所述Q_L-2M_L-1个状态中每个状态对应的判决误差后，根据Q_L-2M_L-1个判决误差从所述Q_L-2M_L-1个状态中选择的Q_L-1个状态；其中Q_L为Q。

16.如权利要求10-15任一项所述的通信装置，其特征在于，所述处理模块，在根据所述Q个状态中的每个状态以及所述每个状态对应的相位噪声值，确定所述每个状态的后验概率时，具体用于：

确定所述每个状态与所述每个状态对应的相位噪声值的条件概率；

根据所述条件概率得到所述每个状态的后验概率。

17.如权利要求10-15任一项所述的通信装置，其特征在于，所述处理模块，在根据所述Q个状态中的每个状态以及所述每个状态对应的相位噪声值，确定所述每个状态的后验概率时，具体用于：

确定所述每个状态与所述每个状态对应的相位噪声值的条件概率，以及所述每个状态对应的相位噪声值的先验概率；

根据所述条件概率以及所述先验概率，得到所述每个状态的后验概率。

18.如权利要求10-17任一项所述的通信装置，其特征在于，所述处理模块，在根据第一符号和调制方式确定第一符号的M个状态之前，还用于：

根据第三预测相位噪声值对所述第一符号进行相噪补偿，所述第三预测相位噪声值由对接收的位于所述第一符号之前的符号进行预测得到的。

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