CN113114605B - 一种信号处理方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种信号处理方法、装置及系统；属于通信技术领域。该方法包括：对发射机发送的无线通信信号进行时频域同步处理，得到第一信号；对第一信号进行信道估计和均衡处理，得到第二信号；从第二信号提取出第三信号和第四信号；对第三信号依次进行QPSK软解映射、符号解交织、1/2维特比译码、解扰及CRC译码处理，得到对应的控制信息；对第四信号依次进行1024QAM软解映射、LDPC译码、解交织、解扰及CRC译码处理，得到对应的数据信息。本发明可使接收机可靠地接收控制信息，从而提高了控制信息的传输性能，可用于高阶QAM。

Description

一种信号处理方法、装置及系统

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种信号处理方法、装置及系统。

背景技术

随着现代通信技术的发展，特别是移动通信技术高速发展，频带利用率问题越来越被人们关注。在频谱资源非常有限的今天，传统通信系统的容量已经不能满足当前用户的要求。正交幅度调制(Quadrature Amplitude Modulation，QAM)以其高频谱利用率、高功率谱密度等优势，成为宽带无线接入和无线视频通信的重要技术方案。

相关技术中，对于高阶QAM，接收机在接收到发射机发送的信号时，无法可靠接收控制信息，控制信息的传输性能较差。

发明内容

为了解决相关技术中接收机无法可靠接收控制信息，控制信息的传输性能较差的问题，本发明提供了一种信号处理方法、装置及系统。

本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种信号处理方法，包括以下步骤：

接收发射机发送的无线通信信号；

对所述无线通信信号进行时频域同步处理，得到第一信号；

对所述第一信号进行信道估计和均衡处理，得到第二信号；

从所述第二信号中提取出第三信号和第四信号，其中，第三信号用于承载控制信息，第四信号用于承载数据信息；

对所述第三信号依次进行正交相移键控软解映射、符号解交织、1/2维特比译码、解扰及循环冗余校验译码处理，得到对应的控制信息；

对所述第四信号依次进行1024正交幅度调制软解映射、低密度奇偶校验码译码、解交织、解扰及循环冗余校验译码处理，得到对应的数据信息。

可选地，所述对所述无线通信信号进行时频域同步处理，包括：

利用部分短训练序列对突发正交频分复用帧进行帧同步检测，确定每一突发帧起始位置的粗略值，所述短训练序列由时域上16个采样点重复10次构成；

根据确定的粗略值，利用剩余的短训练序列进行粗小偏估计，得到粗小偏估计值，所述粗小偏估计值为系统中归一化频偏的小数部分，并根据粗小偏估计值对长训练序列和数据符号进行频偏纠正，所述长训练序列由两段相同的长度为1024的序列加上循环前缀构成；

对频偏纠正后的长训练序列进行循环前缀、4倍下采样及快速傅里叶变换变换，得到第一结果；

对所述第一结果进行整偏估计，得到整偏估计值，并基于整偏估计值在频域上对长训练序列和数据符号进行频偏纠正；

对频偏纠正后的频域长训练序列进行精定时估计，得到细小偏估计值；

将细小偏估计值与粗小偏估计值相加，以对数据符号进行频偏纠正；

采用细小偏估计值对纠偏的起始位置进行修正。

可选地，所述利用部分短训练序列对突发正交频分复用帧进行帧同步检测，确定每一突发帧起始位置的粗略值，包括：

基于延迟自相关算法，利用部分短训练序列对突发正交频分复用帧进行帧同步检测，确定每一突发帧起始位置的粗略值。

可选地，所述基于延迟自相关算法，利用部分短训练序列对突发正交频分复用帧进行帧同步检测，确定每一突发帧起始位置的粗略值，包括：

确定延迟自相关项：

其中，N表示一段短训练序列的长度，d表示长2*N相关窗的第一点，相关长度为2*N，延时长度为N；

根据所述延迟自相关项确定能量项：

根据所述能量项确定判决值函数，所述判决值函数为：

当判决值函数的值大于预设门限值时，确定检测到帧头，并得到每一突发帧起始位置的粗略值。

可选地，所述根据确定的粗略值，利用剩余的短训练序列进行粗小偏估计，得到粗小偏估计值，包括：

根据确定的粗略值将4段重复短序列分为两组；

根据前后两组序列的自相关值确定粗小偏估计值。

可选地，所述对所述第一结果进行整偏估计，得到整偏估计值，包括：

将变换到频域的长训练序列与本地的频域训练符号进行循环移位相关计算，得到峰值；

将所述峰值对应的偏移量确定为所述整偏估计值。

可选地，对所述第一信号进行信道估计和均衡处理，包括：

根据所述第一信号的数据符号中的梳状导频，采用最小平方算法，得到导频处的信道估计值；

采用内插算法确定非导频位置的信道估计值；

根据确定的信道估计值，对所述第一信号进行均衡处理。

一种信号处理装置，包括：

接收模块，用于接收发射机发送的无线通信信号；

同步模块，用于对所述无线通信信号进行时频域同步处理，得到第一信号；

均衡模块，用于对所述第一信号进行信道估计和均衡处理，得到第二信号；

提取模块，用于从所述第二信号提取出第三信号和第四信号，所述第三信号用于承载控制信息，所述第四信号用于承载数据信息；

第一解调模块，用于对所述第三信号依次进行正交相移键控软解映射、符号解交织、1/2维特比译码、解扰及循环冗余校验译码处理，得到对应的控制信息；

第二解调模块，用于对所述第四信号依次进行1024正交幅度调制软解映射、低密度奇偶校验码译码、解交织、解扰及循环冗余校验译码处理，得到对应的数据信息。

一种信号处理系统，包括：发射机和接收机，所述接收机用于执行上述的信号处理方法。

一种信号处理装置，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，所述处理器、所述通信接口和所述存储器通过通信总线完成相互间的通信；

所述存储器，用于存放计算机程序；

所述处理器，用于执行存储器上所存放的程序，实现上述的信号处理方法。

本发明的有益效果在于：

1、本发明利用短训练序列在时域10次重复的周期性，采用了延时相关操作。由于仅在时域利用了短训练序列的周期性，故其在频域的相关性质对帧头捕获的性能没有影响。

2、本发明的控制信息采用QPSK软解映射，且使用1/2维特比译码，相较于现有技术，接收机能够更加可靠地接收控制信息，提高了控制信息的传输性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的实施环境示意图；

图2是本发明实施例提供的一种信号处理方法的流程示意图；

图3是本发明实施例提供的另一种信号处理方法的流程示意图；

图4是本发明实施例提供的一种确定粗小偏估计值的流程示意图；

图5是本发明实施例提供的一种FFT变换的流程示意图；

图6是本发明实施例提供的一种确定整偏估计值的流程示意图；

图7是本发明实施例提供的一种对第一信号进行信道估计和均衡处理的流程示意图；

图8是本发明实施例提供的一种信号处理装置的结构示意图；

图9是本发明实施例提供的一种信号处理装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

图1是本发明所涉及的实施环境示意图，包括发射机10和接收机20，发射机10向接收机20发送无线通信信号，接收机20对接收到的无线通信信号进行处理，得到有效的控制信息和数据信息。本发明所提供的信号处理方法及装置用于接收机20。

本发明针对至多八个通道并行传输，因此接收机首先需从接收信号中分离出并行的八个通道的数据，之后，每个通道独立运行时频域同步、信号检测与解调等算法。

接收机接收到的信号应为已经滤除曼彻斯特码的信号，考虑到此时信号采样频率为8倍上采样后的信号，相对于单通道的20MHz带宽而言信号采样率为200MHz，如果直接进行移频后过低通滤波会产生很高阶数的低通滤波器。因此，本发明采用两级低通滤波的方式。

图2是本发明实施例提供的一种信号处理方法，用于接收机，包括以下步骤：

步骤110、接收发射机发送的无线通信信号。

步骤120、对无线通信信号进行时频域同步处理，得到第一信号。

步骤130、对第一信号进行信道估计和均衡处理，得到第二信号。

步骤140、从第二信号提取出第三信号和第四信号。

第三信号用于承载控制信息，第四信号用于承载数据信息。

步骤150、对第三信号依次进行正交相移键控软解映射、符号解交织、1/2维特比译码、解扰及循环冗余校验译码处理，得到对应的控制信息。

本步骤中，接收机对第三信号依次进行正交相移键控(Quadrature Phase ShiftKeying，QPSK)软解映射、符号解交织、1/2维特比译码、解扰及循环冗余校验(CyclicRedundancy Check，CRC)16译码处理。

步骤160、对第四信号依次进行1024正交幅度调制软解映射、低密度奇偶校验码译码、解交织、解扰及循环冗余校验译码处理，得到对应的数据信息。

本步骤中，接收机对第四信号依次进行1024QAM软解映射、低密度奇偶校验(Low-density Parity-check，LDPC)码译码、解交织、解扰及CRC32译码处理。

均衡之后的信号可以提取出承载控制信息的第三信号，以及承载数据信息的第四信号。分别进行解调和译码操作便可得到相应的控制信息和数据信息。由于控制信息占据连续的118个正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)块的第一个，因此接收机首先进行的是控制信息的解调和译码，控制信息中包含有数据部分的调制和编码方式等信息。

本发明中控制信息的解调主要包括QPSK软解映射、符号解交织、1/2维特比译码、解扰以及CRC16译码；数据部分由于采用了RS级联CC的编码方式，因此解调和译码过程稍微复杂，主要包括；1024QAM软解映射、LDPC译码、解交织、解扰及CRC32译码。

综上所述，本发明实施例提供的信号处理方法，接收机对发射机发送的无线通信信号进行时频域同步处理，得到第一信号；对第一信号进行信道估计和均衡处理，得到第二信号；再从第二信号提取出第三信号和第四信号；之后，对第三信号依次进行QPSK软解映射、符号解交织、1/2维特比译码、解扰及CRC译码处理，得到对应的控制信息；对第四信号依次进行1024QAM软解映射、LDPC译码、解交织、解扰及CRC译码处理，得到对应的数据信息，由于控制信息采用QPSK软解映射，且使用1/2维特比译码，相较于现有技术，接收机能够可靠接收控制信息，提高了控制信息的传输性能。

图3是本发明实施例提供的另一种信号处理方法，用于接收机，包括以下步骤：

步骤210、接收发射机发送的无线通信信号。

接收机接收到发射机发送的无线通信信号后，对无线通信信号进行时频域同步处理。时频域同步处理过程具体包括如下步骤220至步骤280。

本发明针对屏蔽同轴电缆传输环境，采用突发帧传输模式，短训练序列由时域上16个采样点重复10次构成，长训练序列由两段相同的长度为1024的序列加上循环前缀构成。长训练序列和短训练序列由不同的伪随机序列(Pseudo—Noise，PN)产生。在通信传输系统中，接收机要对发射机发送的信号进行捕获与解调，因此，在同步检测中，接收机的首要任务是对接收信号进行捕获，确认是否有信号到达接收机。其次，给出OFDM帧的精确起始位置，以便加入快速傅里叶变换(fast Fourier transform，FFT)窗，从而进行精确的FFT变换。

如果信道环境较好，部分算法可以一次性估计出理想定时的精确位置，只需一步就可以完成定时过程。另外由于接收机本地晶振与发射机晶振不一致产生的频率偏差，以及收发台移动产生多普勒频偏的影响，使得接收机晶振产生的载波频率与接收信号的载波频率不可能完全一致，因此需要对频率偏差进行估计和补偿。归一化的频率偏差可划分为小数倍频偏和整数倍频偏。

步骤220、利用部分短训练序列对突发OFDM帧进行帧同步检测，确定每一突发帧起始位置的粗略值。

在步骤220中，接收机可以基于延迟自相关算法，利用部分短训练序列对突发OFDM帧进行帧同步检测，确定每一突发帧起始位置的粗略值。

接收机可以利用短训练序列的重复特性，采用延迟自相关算法实现帧同步。具体的，接收机可以先确定延迟自相关项：

其中，N表示一段短训练序列的长度，d表示长2*N相关窗的第一点，相关长度为2*N，延时长度为N；

再根据延迟自相关项确定能量项：

该能量项被用来归一化；之后，根据能量项确定判决值函数，该判决值函数为：

当判决值函数的值大于预设门限值时，确定检测到帧头，并得到每一突发帧起始位置的粗略值。

本发明利用短训练序列在时域10次重复的周期性(即512*10)，采用了延时相关操作。由于仅在时域利用了短训练序列的周期性，故其在频域的相关性质对帧头捕获的性能没有影响。根据仿真结果可以得到非帧头部分判决值非常小，帧头部分的判决值大约为1，因此，可以预先设置一个门限值，当判决值大于预设门限值时就认为检测到帧头，以此获得粗略的帧头位置。

在粗定时同步获取帧头的初步位置时，取该粗帧头位置之后的一段序列统计其功率，用该功率作为自动增益控制调整的参考功率。在该步骤中，所取的统计序列为粗帧头延迟32个符号后的512个接收符号，这里所取的统计序列恰为短训练序列所在位置，取大约8个短训练序列长度，这是因为短训练序列具有固定已知的发射功率，在接收信号中相对应位置的接收信号能够为数字自动增益控制(Digital Automatic Gain Control，DAGC)提供比较可靠度的接收信号功率指示。

步骤230、根据确定的粗略值，利用剩余的短训练序列进行粗小偏估计，得到粗小偏估计值，并根据粗小偏估计值对长训练序列和数据符号进行频偏纠正。

粗小偏估计值为系统中归一化频偏的小数部分。

本发明利用训练序列分段重复的结构特点，对前后两部分进行自相关运算，再对相关值取其相角，即可得到频偏估计值。粗小数倍频偏估计是在时域利用短训练序列的重复特性进行的频偏估计，主要估计载波频偏的小数部分，本模块利用4段重复短序列做粗频偏估计。具体地，如图4所示，根据确定的粗略值，利用剩余的短训练序列进行粗小偏估计，得到粗小偏估计值，可以包括：

步骤2301、根据确定的粗略值将4段重复短序列分为两组。

步骤2302、根据前后两组序列的自相关值确定粗小偏估计值。

具体来讲，确定粗小偏估计值时先将上一模块发送的数据取共轭后送入先入先出队列(First Input First Output，FIFO)，利用FIFO实现延时操作。再将延时后的数据与当前数据做复数相乘，将得到的自相关值求和。之后，采用CORDIC(Coordinate RotationDigital Computer)算法确定求和得到的自相关值的相角，将该相角作为粗小偏估计值。

步骤240、对频偏纠正后的长训练序列进行循环前缀、4倍下采样及FFT变换，得到第一结果。

其中，FFT变换如图5所示，包括如下步骤2401至步骤2404：

步骤2401、通过乒乓RAM的方式对数据进行整形、去循环前缀CP，使数据满足FFT核的输入时序要求。

步骤2402、将满足FFT核的输入时序要求的数据输入FFT核以进行离散傅里叶变换。

步骤2403、通过一个RAM对FFT核的输出数据进行FFT变换操作，得到第二结果。

其中的FFT变换操作为matlab中的fftshift操作。

步骤2404、对第二结果进行归一化处理。

步骤250、对第一结果进行整偏估计，得到整偏估计值，并基于整偏估计值在频域上对长训练序列和数据符号进行频偏纠正。

其中，如图6所示，对第一结果进行整偏估计，得到整偏估计值，可以包括步骤251至步骤252：

步骤251、将变换到频域的长训练序列与本地的频域训练符号进行循环移位相关计算，得到峰值。

步骤252、将峰值对应的偏移量确定为整偏估计值。

整数倍载波频偏估计是为了把大的载波频率偏移纠正成只剩不到子载波间隔的一半，由于整数倍的载波频偏将导致接收信号做FFT时的子载波完全错位，导致解调信号完全错误，所以系统对整偏估计的性能要求很高，要能对抗恶劣信道。整偏估计步骤基于频域导频互相关算法进行。接收机利用接收的频域长训练序列与本地长训练序列进行滑动相关运算，将相关峰值出现的位置确定为整偏估计值的大小。为了消除定时偏差的影响，接收机在进行相关运算之前先进行一次差分处理，将定时偏差产生的影响转化为一个相位常数。

设定时偏差为θ，频域长训练序列为R(k)，则差分运算可表示为：

将R′(k)与同样进行差分运算的本地长训练序列相关可得：

其中，m表示子载波位移量，L为表示差分运算后可用的导频数。本发明中长训练序列有效子载波为56个，因此，L＝55，则整偏估计值可表示为：

整偏估计的处理过程具体包括：将变换到频域的长训练序列与本地的频域训练符号进行循环移位相关计算，相关值中会出现一个明显的峰值，将峰值对应的偏移量确定为整数倍估计值。考虑到实际中由晶振产生的频偏归一化值不超过±4，因此，接收导频序列与本地导频的滑动互相关运算采用8路并行运算，每一路计算一次滑动相关值。具体过程包括如下步骤a)至步骤e)：

a)根据数据使能信号，将输入数据延迟一个时钟后与自身作相关运算，得到新的序列，考虑到帧同步之后的信号中仍存在定时偏差，延迟自相关可以消除定时偏差对信号产生的影响。将本次长导的延迟自相关得到的值存储至ROM中。

b)根据计数器控制单元的指示信号，将步骤a)生成的新序列分为8路输出，每一路根据指示信号取出对应的子载波，并与ROM中读出的延迟自相关之后的56个本地频域导频序列做互相关运算，因为延迟自相关之后的本地导频序列为固定值，且由π/4BPSK映射得到，所以本地导频序列只有两种取值可能，故而互相关运算可由加法器代替复数乘法器，从而降低了实现复杂度。

c)8路互相关运算得到的输出分别经过累加模块，经过55个时钟后得到最终的累加值。

d)将8路累加值采用冒泡排序法求其最大值，最大值对应的选路序号即为估计的整偏值。

e)将接收的数据写入RAM，根据估计的整偏值产生不同的起始读地址，然后从RAM里将数据读出，实现纠整偏操作。

步骤260、对频偏纠正后的频域长训练序列进行精定时估计，得到细小偏估计值。

步骤270、将细小偏估计值与粗小偏估计值相加，以对数据符号进行频偏纠正。

步骤280、采用细小偏估计值对纠偏的起始位置进行修正。

步骤290、对第一信号进行信道估计和均衡处理，得到第二信号。

发送帧所设计的数据符号中，设计插有梳状导频，即在每个数据符号的特定子载波上插入已知数据，本发明由于采用2048子载波OFDM，在每个OFDM块中设计有4个梳状导频。本步骤中接收机先将接收到的导频数据进行导频估计，得到导频信道估计值。然后通过导频信道估计值去内插得到数据部分的信道估计值，然后采用估计出的信道估计响应值，对接受信息进行均衡处理，得到有效信息。

相应的，如图7所示，对第一信号进行信道估计和均衡处理，可以包括步骤291至步骤293：

步骤291、根据第一信号的数据符号中的梳状导频，采用最小平方LS算法，得到导频处的信道估计值。

步骤292、采用内插算法确定非导频位置的信道估计值。

步骤293、根据确定的信道估计值，对第一信号进行均衡处理。

可选地，接收机可以采用线性迫零均衡算法对第一信号进行均衡处理。线性迫零均衡算法为频域接收数据与信道估计值进行除法运算。

步骤300、从第二信号提取出第三信号和第四信号。

第三信号用于承载控制信息，第四信号用于承载数据信息。

步骤310、对第三信号依次进行QPSK软解映射、符号解交织、1/2维特比译码、解扰及CRC16译码处理，得到对应的控制信息。

步骤320、对第四信号依次进行1024QAM软解映射、LDPC译码、解交织、解扰及CRC32译码处理，得到对应的数据信息。

本发明中星座解映射输出软信息，软解映射中输出的软信息硬判决的规则为：负数映射为0；正数映射为1。

QPSK映射时两个比特映射为一个星座点，第一比特映射为实部；第二比特映射为虚部。解映射时实部映射为第一比特；虚部映射为第二比特。星座点(dx,dy)解映射后输出的软信息为[dx dy]。

64-QAM映射时六个比特映射为一个星座点，前三个比特映射为实部；后三个比特映射为虚部。解映射时实部映射为前三个比特；虚部映射为后三个比特。

以实部解映射为例，星座点(dx,dy)解映射后实部第一比特输出的软信息为[dx]，第二比特输出的软信息为

第三比特输出的软信息为：

接收机进行软解映射时，根据不同部分进行不同软解映射操作。得到软解映射的软信息后，进行硬判决，负数判为0，正数判为1。

相对于发射机端的通道间交织，接收机端增加通道间解交织模块，以分担后续个通道译码器的译码压力，提升多通道传输的可靠性。

解交织是交织的逆过程，解交织时的交织图案与交织时产生的交织图案一样，通过解交织恢复原始序列。

与交织过程类似，先将整帧数据存入RAM中，然后按照ROM中的交织图案进行解交织输出，同样为了保证数据的连续性，采用乒乓RAM的方式处理数据。

解扰是加扰的逆过程，解扰是对接收的数据二次加扰恢复原始序列。解扰的过程与加扰过程类似，生成的伪随机序列与加扰时的相同，预存至ROM，利用相同的伪随机序列对输入的数据进行二次加扰即可恢复原始序列，实现解扰过程。

CRC译码用于判断传输块中的数据是否有错。从CRC的编码规则可以看出，CRC编码实际上是用生成多项式g(x)去除发送数据块的移位多项式，将除得的余数添加到发送数据块的尾部，这样就将整个数据块转换成能被生成多项式g(x)整除的多项式。因此，CRC译码只需要用接收到的数据块除以生成多项式。如果除得的余数为0，说明接收到的数据没有错误，否则说明接收到的数据中存在错误。

CRC译码器具有与编码器完全一样的电路结构。译码时，将数据块(信息比特+校验比特)逐位移入寄存器进行除法运算，待整个数据块处理完毕后，若移位寄存器中的数据全为0，说明数据块没有错误，否则，译码器输出一个脉冲的误比特指示。信息比特从译码器的输出端口输出，最后32位校验比特不用输出。

综上所述，本发明实施例提供的信号处理方法，接收机对发射机发送的无线通信信号进行时频域同步处理，得到第一信号；对第一信号进行信道估计和均衡处理，得到第二信号；再从第二信号提取出第三信号和第四信号；之后，对第三信号依次进行QPSK软解映射、符号解交织、1/2维特比译码、解扰及CRC译码处理，得到对应的控制信息；对第四信号依次进行1024QAM软解映射、LDPC译码、解交织、解扰及CRC译码处理，得到对应的数据信息，由于控制信息采用QPSK软解映射，且使用1/2维特比译码，相较于现有技术，接收机能够可靠接收控制信息，提高了控制信息的传输性能。

需要说明的是，本发明实施例提供的方法步骤的先后顺序可以进行适当调整，步骤也可以根据情况进行相应增减，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化的方法，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此不再赘述。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种信号处理装置，该信号处理装置用于接收机。如图8所示，该装置400包括：

接收模块410，用于接收发射机发送的无线通信信号。

同步模块420，用于对无线通信信号进行时频域同步处理，得到第一信号。

均衡模块430，用于对第一信号进行信道估计和均衡处理，得到第二信号。

提取模块440，用于从第二信号提取出第三信号和第四信号，第三信号用于承载控制信息，第四信号用于承载数据信息。

第一解调模块450，用于对第三信号依次进行正交相移键控软解映射、符号解交织、1/2维特比译码、解扰及循环冗余校验译码处理，得到对应的控制信息。

第二解调模块460，用于对第四信号依次进行1024正交幅度调制软解映射、低密度奇偶校验码译码、解交织、解扰及循环冗余校验译码处理，得到对应的数据信息。

可选地，同步模块420，具体用于：

利用部分短训练序列对突发正交频分复用帧进行帧同步检测，确定每一突发帧起始位置的粗略值，短训练序列由时域上16个采样点重复10次构成；

根据确定的粗略值，利用剩余的短训练序列进行粗小偏估计，得到粗小偏估计值，粗小偏估计值为系统中归一化频偏的小数部分，并根据粗小偏估计值对长训练序列和数据符号进行频偏纠正，长训练序列由两段相同的长度为1024的序列加上循环前缀构成；

对频偏纠正后的长训练序列进行循环前缀、4倍下采样及快速傅里叶变换变换，得到第一结果；

对第一结果进行整偏估计，得到整偏估计值，并基于整偏估计值在频域上对长训练序列和数据符号进行频偏纠正；

对频偏纠正后的频域长训练序列进行精定时估计，得到细小偏估计值；

将细小偏估计值与粗小偏估计值相加，以对数据符号进行频偏纠正；

采用细小偏估计值对纠偏的起始位置进行修正。

可选地，同步模块420，具体用于：

基于延迟自相关算法，利用部分短训练序列对突发正交频分复用帧进行帧同步检测，确定每一突发帧起始位置的粗略值。

可选地，同步模块420，具体用于：

确定延迟自相关项：

其中，N表示一段短训练序列的长度，d表示长2*N相关窗的第一点，相关长度为2*N，延时长度为N；

根据延迟自相关项确定能量项：

根据能量项确定判决值函数，该判决值函数为：

当判决值函数的值大于预设门限值时，确定检测到帧头，并得到每一突发帧起始位置的粗略值。

可选地，同步模块420，具体用于：

根据确定的粗略值将4段重复短序列分为两组；

根据前后两组序列的自相关值确定粗小偏估计值。

可选地，同步模块420，具体用于：

将变换到频域的长训练序列与本地的频域训练符号进行循环移位相关计算，得到峰值；

将峰值对应的偏移量确定为整偏估计值。

可选地，均衡模块430，用于：

根据第一信号的数据符号中的梳状导频，采用最小平方算法，得到导频处的信道估计值；

采用内插算法确定非导频位置的信道估计值；

根据确定的信道估计值，对第一信号进行均衡处理。

综上所述，本发明实施例提供的信号处理装置，接收机对发射机发送的无线通信信号进行时频域同步处理，得到第一信号；对第一信号进行信道估计和均衡处理，得到第二信号；再从第二信号提取出第三信号和第四信号；之后，对第三信号依次进行QPSK软解映射、符号解交织、1/2维特比译码、解扰及CRC译码处理，得到对应的控制信息；对第四信号依次进行1024QAM软解映射、LDPC译码、解交织、解扰及CRC译码处理，得到对应的数据信息，由于控制信息采用QPSK软解映射，且使用1/2维特比译码，相较于现有技术，接收机能够可靠接收控制信息，提高了控制信息的传输性能。

本发明实施例还提供了一种信号处理装置，如图9所示，包括处理器1801、通信接口1802、存储器1803和通信总线1804，其中，处理器1801，通信接口1802，存储器1803通过通信总线1804完成相互间的通信。

存储器1803，用于存放计算机程序。

处理器1801，用于执行存储器1803上所存放的程序时，实现本发明提供的信号处理方法步骤。

该装置中，存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以包括非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。

处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable GateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

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内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明提供的信号处理方法步骤。

本发明还提供一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行本发明提供的信号处理方法步骤。

需要注意的是，本发明中术语“和/或”，仅仅是一种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。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种信号处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

接收发射机发送的无线通信信号；

对所述无线通信信号进行时频域同步处理，得到第一信号；

对所述第一信号进行信道估计和均衡处理，得到第二信号；

从所述第二信号中提取出第三信号和第四信号，其中，第三信号用于承载控制信息，第四信号用于承载数据信息；

对所述第三信号依次进行正交相移键控软解映射、符号解交织、1/2维特比译码、解扰及循环冗余校验译码处理，得到对应的控制信息；

对所述第四信号依次进行1024正交幅度调制软解映射、低密度奇偶校验码译码、解交织、解扰及循环冗余校验译码处理，得到对应的数据信息；

其中，对所述无线通信信号进行时频域同步处理，包括：

利用部分短训练序列对突发正交频分复用帧进行帧同步检测，确定每一突发帧起始位置的粗略值，所述短训练序列由时域上16个采样点重复10次构成；

根据确定的粗略值，利用剩余的短训练序列进行粗小偏估计，得到粗小偏估计值，所述粗小偏估计值为系统中归一化频偏的小数部分，并根据粗小偏估计值对长训练序列和数据符号进行频偏纠正，所述长训练序列由两段相同的长度为1024的序列加上循环前缀构成；

对频偏纠正后的长训练序列进行循环前缀、4倍下采样及快速傅里叶变换变换，得到第一结果；

对所述第一结果进行整偏估计，得到整偏估计值，并基于整偏估计值在频域上对长训练序列和数据符号进行频偏纠正；

对频偏纠正后的频域长训练序列进行精定时估计，得到细小偏估计值；

将细小偏估计值与粗小偏估计值相加，以对数据符号进行频偏纠正；

采用细小偏估计值对纠偏的起始位置进行修正；

所述利用部分短训练序列对突发正交频分复用帧进行帧同步检测，确定每一突发帧起始位置的粗略值，包括：

基于延迟自相关算法，利用部分短训练序列对突发正交频分复用帧进行帧同步检测，确定每一突发帧起始位置的粗略值；

所述基于延迟自相关算法，利用部分短训练序列对突发正交频分复用帧进行帧同步检测，确定每一突发帧起始位置的粗略值，包括：

确定延迟自相关项：

其中，N表示一段短训练序列的长度，d表示长2*N相关窗的第一点，相关长度为2*N，延时长度为N；

根据所述延迟自相关项确定能量项：

根据所述能量项确定判决值函数，所述判决值函数为：

当判决值函数的值大于预设门限值时，确定检测到帧头，并得到每一突发帧起始位置的粗略值；

所述根据确定的粗略值，利用剩余的短训练序列进行粗小偏估计，得到粗小偏估计值，包括：

根据确定的粗略值将4段重复短序列分为两组；

根据前后两组序列的自相关值确定粗小偏估计值；

所述对所述第一结果进行整偏估计，得到整偏估计值，包括：

将变换到频域的长训练序列与本地的频域训练符号进行循环移位相关计算，得到峰值；

将所述峰值对应的偏移量确定为所述整偏估计值；

所述对所述第一信号进行信道估计和均衡处理，包括：

根据所述第一信号的数据符号中的梳状导频，采用最小平方算法，得到导频处的信道估计值；

采用内插算法确定非导频位置的信道估计值；

根据确定的信道估计值，对所述第一信号进行均衡处理。

2.一种信号处理装置，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收发射机发送的无线通信信号；

同步模块，用于对所述无线通信信号进行时频域同步处理，得到第一信号；

均衡模块，用于对所述第一信号进行信道估计和均衡处理，得到第二信号；

提取模块，用于从所述第二信号提取出第三信号和第四信号，所述第三信号用于承载控制信息，所述第四信号用于承载数据信息；

第一解调模块，用于对所述第三信号依次进行正交相移键控软解映射、符号解交织、1/2维特比译码、解扰及循环冗余校验译码处理，得到对应的控制信息；

第二解调模块，用于对所述第四信号依次进行1024正交幅度调制软解映射、低密度奇偶校验码译码、解交织、解扰及循环冗余校验译码处理，得到对应的数据信息；

其中，对所述无线通信信号进行时频域同步处理，包括：

利用部分短训练序列对突发正交频分复用帧进行帧同步检测，确定每一突发帧起始位置的粗略值，所述短训练序列由时域上16个采样点重复10次构成；

根据确定的粗略值，利用剩余的短训练序列进行粗小偏估计，得到粗小偏估计值，所述粗小偏估计值为系统中归一化频偏的小数部分，并根据粗小偏估计值对长训练序列和数据符号进行频偏纠正，所述长训练序列由两段相同的长度为1024的序列加上循环前缀构成；

对频偏纠正后的长训练序列进行循环前缀、4倍下采样及快速傅里叶变换变换，得到第一结果；

对所述第一结果进行整偏估计，得到整偏估计值，并基于整偏估计值在频域上对长训练序列和数据符号进行频偏纠正；

对频偏纠正后的频域长训练序列进行精定时估计，得到细小偏估计值；

将细小偏估计值与粗小偏估计值相加，以对数据符号进行频偏纠正；

采用细小偏估计值对纠偏的起始位置进行修正；

所述利用部分短训练序列对突发正交频分复用帧进行帧同步检测，确定每一突发帧起始位置的粗略值，包括：

基于延迟自相关算法，利用部分短训练序列对突发正交频分复用帧进行帧同步检测，确定每一突发帧起始位置的粗略值；

所述基于延迟自相关算法，利用部分短训练序列对突发正交频分复用帧进行帧同步检测，确定每一突发帧起始位置的粗略值，包括：

确定延迟自相关项：

其中，N表示一段短训练序列的长度，d表示长2*N相关窗的第一点，相关长度为2*N，延时长度为N；

根据所述延迟自相关项确定能量项：

根据所述能量项确定判决值函数，所述判决值函数为：

当判决值函数的值大于预设门限值时，确定检测到帧头，并得到每一突发帧起始位置的粗略值；

所述根据确定的粗略值，利用剩余的短训练序列进行粗小偏估计，得到粗小偏估计值，包括：

根据确定的粗略值将4段重复短序列分为两组；

根据前后两组序列的自相关值确定粗小偏估计值；

所述对所述第一结果进行整偏估计，得到整偏估计值，包括：

将变换到频域的长训练序列与本地的频域训练符号进行循环移位相关计算，得到峰值；

将所述峰值对应的偏移量确定为所述整偏估计值；

所述对所述第一信号进行信道估计和均衡处理，包括：

根据所述第一信号的数据符号中的梳状导频，采用最小平方算法，得到导频处的信道估计值；

采用内插算法确定非导频位置的信道估计值；

根据确定的信道估计值，对所述第一信号进行均衡处理。

3.一种信号处理系统，其特征在于，包括：发射机和接收机，所述接收机用于执行如权利要求1所述的信号处理方法。

4.一种信号处理装置，其特征在于，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，所述处理器、所述通信接口和所述存储器通过通信总线完成相互间的通信；

所述存储器，用于存放计算机程序；

所述处理器，用于执行存储器上所存放的程序，实现如权利要求1所述的信号处理方法。

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