CN114039673B - 信号传输方法及信号传输系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种信号传输方法及信号传输系统，方法包括：接收发送端发送的预补偿信号；根据接收到的预补偿信号，确定信号幅度补偿系数，并将信号幅度补偿系数返回给发送端；接收发送端发送的幅度补偿后的信号。本发明提供的信号传输方法及信号传输系统，通过获取信号幅度补偿系数，利用信号幅度补偿系数对待传输的信号进行幅度补偿，实现接收信号量化误差最小化与非线性失真最小化的折中，降低了信号在低量化精度采样下的误码率，在不改变器件精度的前提下，实现了对高传输数据率信号的准确解调，进而信号传输可靠性大大提高。

Description

信号传输方法及信号传输系统
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种信号传输方法及信号传输系统。
背景技术
诸如太赫兹信号的高传输数据率信号，由于频谱宽、波束窄、方向性好等优点，更适用于第六代移动通信的超宽带传输，太赫兹通信传输数据率高，本应采用高速率的模数转换器件进行信号采样，但是，由于成本和技术限制，只能使用低精度的模数转换器件进行信号采样，由于低精度的模数转换器件分辨率低，信号转换精度难以保证，导致高传输数据率信号在通信链路中传输时，在低量化精度采样下的误码率较高。
同时，由于太赫兹信号位于微波频段和光频段之间，此频段的通信器件制作难度高，存在包括功放非线性效应、同相支路和正交支路失配和载波相位噪声在内的硬件失配效应，硬件失配效应将会引起接收信号的非线性失真，造成通信性能下降，进而导致低精度的模数转换器件无法对诸如太赫兹信号的高传输数据率信号进行准确解调。
因此，现在亟需一种能够兼顾器件精度限制和信号解调准确性、适用于高传输数据率信号的信号传输方法来解决上述问题。
发明内容
本发明提供一种信号传输方法及信号传输系统，用以解决现有技术中高传输数据率信号在信号传输过程中无法在低精度器件的基础上实现信号准确解调的缺陷。
第一方面，本发明提供一种信号传输方法，应用于通信链路的接收端，所述方法包括：
接收发送端发送的预补偿信号；
根据接收到的所述预补偿信号，确定信号幅度补偿系数，并将所述信号幅度补偿系数返回给所述发送端；
接收所述发送端发送的幅度补偿后的信号。
根据本发明提供的一种信号传输方法，所述根据接收到的所述预补偿信号，确定信号幅度补偿系数，其中，当所述预补偿信号为多个根据预设的补偿系数组进行幅度补偿后的子导频信号时，所述确定信号幅度补偿系数，包括：
根据接收到的各个幅度补偿后的子导频信号，分别计算相应的第一补偿评估指标值；
将各个所述第一补偿评估指标值进行比对，并将所述第一补偿评估指标值最优的子导频信号对应的补偿系数组作为信号幅度补偿系数。
根据本发明提供的一种信号传输方法，所述根据接收到的所述预补偿信号，确定信号幅度补偿系数，其中，当所述预补偿信号为按照初始补偿系数组和修正后的补偿系数组进行幅度补偿后的数据信号时，所述确定信号幅度补偿系数，包括：
分别对按照初始补偿系数组和修正后的补偿系数组进行幅度补偿后的数据信号进行解调判决，得到解调判决结果；
根据所述解调判决结果，分别计算按照初始补偿系数组和修正后的补偿系数组进行幅度补偿后的数据信号对应的第二补偿评估指标值；
确定初始补偿系数组修正前后所述第二补偿评估指标值的变化状态，并根据所述变化状态确定所述初始补偿系数组的修正方向；
按照所述修正方向对所述初始补偿系数组进行修正，直至获得最优补偿系数组，得到信号幅度补偿系数。
根据本发明提供的一种信号传输方法，所述信号幅度补偿系数包括同相支路补偿系数和正交支路补偿系数。
第二方面，本发明还提供一种信号传输方法，应用于通信链路的发送端，所述方法包括：
生成预补偿信号，并将所述预补偿信号发送至接收端；
接收所述接收端返回的信号幅度补偿系数，并根据所述信号幅度补偿系数对待传输信号进行幅度补偿，得到幅度补偿后的信号；
将所述幅度补偿后的信号发送至所述接收端。
根据本发明提供的一种信号传输方法，所述生成预补偿信号，包括：
构建补偿系数集，所述补偿系数集包括多个补偿系数组；
将导频信号分成与所述补偿系数组相等数量的子导频信号；
分别将每个子导频信号按照相应的补偿系数组进行幅度补偿，生成预补偿信号。
根据本发明提供的一种信号传输方法，所述生成预补偿信号，包括：
设定初始补偿系数组，并按照所述初始补偿系数组对数据信号进行幅度补偿，生成初始预补偿信号；
按照步长修正所述初始补偿系数组，并按照修正后的补偿系数组对数据信号进行幅度补偿，生成修正预补偿信号。
根据本发明提供的一种信号传输方法，所述根据所述信号幅度补偿系数对待传输信号进行幅度补偿，包括：
根据所述信号幅度补偿系数，通过可调参补偿函数对待传输信号进行幅度补偿；
所述可调参补偿函数的表达式为：
y′[n]＝sgn(x′[n])|x′[n]|a
其中，sng(·)为符号函数，y′[n]为补偿后的信号幅度，x′[n]为补偿前的信号幅度，a为信号幅度补偿系数中的同相支路补偿系数或正交支路补偿系数。
第三方面，本发明还提供一种信号传输系统，该系统包括模拟信号采集模块和补偿系数估计模块；
所述模拟信号采集模块用于接收所述发送端发送的预补偿信号，并对所述预补偿信号进行量化处理；
所述补偿系数估计模块用于根据接收到的所述预补偿信号，确定信号幅度补偿系数，并将所述信号幅度补偿系数通过通信链路返回给所述发送端；
所述模拟信号采集模块还用于接收所述发送端发送的幅度补偿后的信号，并对所述幅度补偿后的信号进行量化处理。
第四方面，本发明还提供一种信号传输系统，该系统包括幅度补偿模块、数模转换器和射频前端；
所述幅度补偿模块用于生成预补偿信号，还用于接收所述接收端返回的信号幅度补偿系数，并根据所述信号幅度补偿系数对待传输信号进行幅度补偿，得到幅度补偿后的信号；
所述数模转换器用于对预补偿信号和幅度补偿后的信号进行处理；
所述射频前端用于发送预补偿信号和幅度补偿后的信号。
本发明提供的信号传输方法及信号传输系统，通过获取信号幅度补偿系数，利用信号幅度补偿系数对待传输的信号进行幅度补偿，实现接收信号量化误差最小化与非线性失真最小化的折中，降低了信号在低量化精度采样下的误码率，在不改变器件精度的前提下，实现了对高传输数据率信号的准确解调，进而信号传输可靠性大大提高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是本发明提供的信号传输方法的流程示意图之一；
图2是本发明提供的信号传输方法的流程示意图之二；
图3是本发明提供的基于导频辅助的系数估计方法的流程示意图；
图4是基于判决反馈的系数估计方法的流程示意图；
图5是可调参补偿函数的输入数据与输出数据关系示意图；
图6是本发明提供的信号传输系统的结构示意图之一；
图7是本发明提供的信号传输系统的结构示意图之二；
图8为本发明实施例提供的信号传输系统的具体应用场景示意图；
图9是信号幅度补偿系数取值对误码率性能的影响关系示意图；
图10是本发明所提方法与基准方法一、基准方法二关于误码率的仿真比较图；
图11是基于导频辅助的系数估计方法实现的信号传输方法、基于判决反馈的系数估计方法实现的信号传输方法与基准方法一关于误码率的仿真比较图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1示出了本发明实施例提供的信号传输方法，应用于通信链路的接收端，该方法包括：
步骤110：接收发送端发送的预补偿信号。
该预补偿信号既可以是发送端向接收端正式发送数据信号前，提前发出的导频信号，也可以是发送端在补偿系数调整环节发出的数据信号。
步骤120：根据接收到的预补偿信号，确定信号幅度补偿系数，并将信号幅度补偿系数返回给发送端。
本实施例在确定信号幅度补偿系数时，存在两种信号幅度补偿系数估计方案，一种是基于导频辅助的系数估计方法，实现流程如图3所示；另一种是基于判决反馈的系数估计方法，实现流程如图4所示，具体可以根据实际应用需要合理选择。
当上述预补偿信号为多个根据预设的补偿系数组进行幅度补偿后的子导频信号时，即采用基于导频辅助的系数估计方法时，确定信号幅度补偿系数的过程，具体包括：
首先，根据接收到的各个幅度补偿后的子导频信号，分别计算相应的第一补偿评估指标值。
本实施例中第一补偿评估指标值采用EVM(Error Vector Magnitude，误差向量幅度)，EVM定义为误差矢量信号平均功率的均方根值与理想信号平均功率的均方根值之比，并以百分比的形式表示。EVM越小，说明信号质量越好。EVM的计算公式如下：
其中，N表示数据长度，x[n]表示第n个理想信号，r[n]表示采样得到的第n个信号。
然后，将各个第一补偿评估指标值进行比对，并将第一补偿评估指标值最优的子导频信号对应的补偿系数组作为信号幅度补偿系数。
本实施例选择EVM数值最小的补偿系数组作为信号幅度补偿系数。
当预补偿信号为按照初始补偿系数组和修正后的补偿系数组进行幅度补偿后的数据信号时，即采用基于判决反馈的系数估计方法时，确定信号幅度补偿系数的过程，包括：
首先，分别对按照初始补偿系数组和修正后的补偿系数组进行幅度补偿后的数据信号进行解调判决，得到解调判决结果。
然后，根据解调判决结果，分别计算按照初始补偿系数组和修正后的补偿系数组进行幅度补偿后的数据信号对应的第二补偿评估指标值。
本实施例中第二补偿评估指标值仍然采用EVM，此时EVM是根据解调判决的x[n]与r[n]计算获得的，用于评估当前补偿系数组对传输性能的影响。
随后，确定初始补偿系数组修正前后第二补偿评估指标值的变化状态，并根据变化状态确定初始补偿系数组的修正方向。
由于修正的目的是为了获得EVM最小时对应的补偿系数组，因此可以通过修正前后EVM值的增减状态进行修正方向的判断，具体判断过程如下：
若EVM增大，说明系数调整值错误，按照相反方向调整系数；
若EVM减小，说明系数调整值正确，继续按原方向调整系数。
通过上述调整方式不断调整补偿系数组，直至找到EVM的最小值，其对应的补偿系数组即为信号幅度补偿系数。
最后，按照修正方向对初始补偿系数组进行修正，直至获得最优补偿系数组，得到信号幅度补偿系数。
可以理解的是，本实施例中信号幅度补偿系数包括同相支路补偿系数和正交支路补偿系数，补偿系数组指的是由给定数值的同相支路补偿系数与给定数值的正交支路补偿系数组成的数组。
接收端估计出最优的信号幅度补偿系数后，通过反馈链路将所估计的信号幅度补偿系数回传给发送端。由于所需回传的信号幅度补偿系数为两个正有理数，因此系数反馈环节只需极低的反馈开销。
步骤130：接收发送端发送的幅度补偿后的信号。
这里提到的幅度补偿后的信号，指的是使用信号幅度补偿系数进行幅度补偿后的待传输信号。
图2示出了本发明实施例提供的信号传输方法，应用于通信链路的发送端，该方法包括：
步骤210：生成预补偿信号，并将预补偿信号发送至接收端。
步骤220：接收接收端返回的信号幅度补偿系数，并根据信号幅度补偿系数对待传输信号进行幅度补偿，得到幅度补偿后的信号。
步骤230：将幅度补偿后的信号发送至接收端。
由于补偿系数估计存在两种实现方式，采用两种系数估计方式时，在发送端生成预补偿信号的过程也并不相同。
参见附图3，当采用基于导频辅助的系数估计方法时，生成预补偿信号的过程，具体包括：
步骤310：构建包含p个补偿系数组的补偿系数集其中，/>是补偿系数集中第p个补偿系数组。
步骤320：将导频信号分成与补偿系数组相等数量的子导频信号，即分成p个子导频信号，每个子导频中随机包含全部的星座点。
步骤330：分别将每个子导频信号按照相应的补偿系数组进行幅度补偿，生成预补偿信号。
之后，在预补偿信号被接收端接收后，还存在：
步骤340：计算各个子导频信号对应的EVM。
本实施例中第p个子导频信号在发送端处按照补偿系数组进行补偿后发射，接收端接收到该子导频信号后，计算相应的EVM值EVMp。
步骤350：确定最小的EVM值对应的补偿系数组。
当所有导频信号发射后，可以得到p个EVM值，选择最小EVM值对应的补偿系数组作为所估计的信号幅度补偿系数，可以表示为：
步骤360：输出信号幅度补偿系数，即最小的EVM值对应的补偿系数组。
参见附图4，当采用基于判决反馈的系数估计方法时，生成预补偿信号的过程，具体包括：
步骤410：信号补偿环节，设定初始补偿系数组(αI，αQ)，并按照初始补偿系数组对数据信号进行幅度补偿，生成初始预补偿信号。
步骤420：解调判决环节，初始预补偿信号被接收端接收，并进行解调判决；
步骤430：EVM计算环节，根据解调判决结果可以计算得到初始的第二补偿评估指标值，本实施例中为EVM值；
步骤440：系数调整环节，按照步长修正初始补偿系数组(αI，αQ)，并按照修正后的补偿系数组重新对数据信号进行幅度补偿，生成修正预补偿信号。
修正预补偿信号被接收端接收，并进行解调判决，根据解调判决结果可以计算得到修正后的第二补偿评估指标值。
步骤450：判断环节，此环节需要找到最小的EVM，比较前后获得的两个第二补偿评估指标值，可以确定补偿系数组的调整方向，不断按照上述方式调整，判断当前EVM是否是最小值，若当前EVM值并不是最小值时，返回步骤410，循环执行上述流程；若当前EVM值是最小值时，获得最优的补偿系数组。
步骤460：输出信号幅度补偿系数，即最优的补偿系数组。
因此，不同于导频辅助的系数估计方法，基于判决反馈的系数估计方法不需要提前发射导频数据，只需要在数据接收的过程中不断调整补偿系数就可以得到最优的补偿系数组。
在获得信号幅度补偿系数以后，发送端分别对同相支路和正交支路的信号进行幅度补偿。
在本实施例中，发送端通过一个可调参补偿函数对信号的幅度进行补偿，根据该可调系数值，可以对信号实现压缩小幅度信号、增大大幅度信号以及压缩大幅度信号、增大小幅度信号两种补偿模式，最终使接收信号的信号量化噪声比最大化。
需要说明的是，在功率放大器非线性失真导致的大幅度信号压缩严重影响解调性能时，采用压缩小幅度信号、增大大幅度信号这种补偿模式；在低精度量化导致小幅度信号无法有效采样时，适用于压缩大幅度信号、增大小幅度信号这种补偿模式。
本实施例使用的可调参补偿函数的表达式如下：
y′[n]＝sgn(x′[n])|x′[n]|a (3)
其中，sng(·)为符号函数，y′[n]为补偿后的信号幅度，x′[n]为补偿前的信号幅度，a为信号幅度补偿系数中的同相支路补偿系数或正交支路补偿系数，通过调整a的值，可以实现不同的补偿效果。如图5所示，当a>1时，大幅度信号将进一步被增大，而小幅度信号将被缩小；而当a<1时，小幅度信号将被缩小，而大幅度信号将被增大。因此，通过上述可调参补偿函数，发送端可以对信号的幅度进行相应的调整。
通过可调参补偿函数对信号进行预补偿，可对信号幅度进行灵活调整，综合考虑接收信号量化误差最小化与非线性失真最小化，实现低精度采样下接收信号的信号量化噪声比最大化，降低高速低精度信号采样下太赫兹信号解调的误码率。
下面对本发明提供的信号传输系统进行描述，下文描述的信号传输系统与上文描述的信号传输方法可相互对应参照。
图6示出了本发明实施例提供的信号传输系统的整体架构，该系统包括：发送端610和接收端620，发送端610与接收端620通过通信链路连接；
发送端610用于生成预补偿信号，并将预补偿信号发送至接收端620；
接收端620用于接收发送端610发送的预补偿信号，根据接收到的预补偿信号，确定信号幅度补偿系数，并将信号幅度补偿系数返回给发送端610；
发送端610还用于接收接收端620返回的信号幅度补偿系数，并根据信号幅度补偿系数对待传输信号进行幅度补偿，得到幅度补偿后的信号，并将幅度补偿后的信号发送至接收端620；
接收端620还用于接收发送端610发送的幅度补偿后的信号。
参见附图7，从发送端610角度描述的话，该信号传输系统包括：幅度补偿模块710、数模转换器720和射频前端730；
幅度补偿模块710用于生成预补偿信号，还用于接收接收端620返回的信号幅度补偿系数，并根据信号幅度补偿系数对待传输信号进行幅度补偿，得到幅度补偿后的信号；
数模转换器720用于对预补偿信号和幅度补偿后的信号进行处理；
射频前端730用于发送预补偿信号和幅度补偿后的信号。
本实施例中幅度补偿模块710能够利用可调参补偿函数对调制信号的同相支路和正交支路的信号幅度分别进行补偿，使接收信号的量化噪声比最大化。
参见附图7，从接收端620角度描述的话，该信号传输系统包括：模拟信号采集模块740和补偿系数估计模块750；
模拟信号采集模块740用于接收发送端610的射频前端730发送的预补偿信号，并对预补偿信号进行量化处理；
补偿系数估计模块750用于根据接收到的预补偿信号，确定信号幅度补偿系数，并将信号幅度补偿系数通过通信链路返回给发送端610的幅度补偿模块710；
模拟信号采集模块740还用于接收发送端610的射频前端730发送的幅度补偿后的信号，并对幅度补偿后的信号进行处理。
本实施例中模拟信号采集模块740能够采集同相支路和正交支路的模拟信号，实现模拟信号波形的采样和量化处理，其输出结果为有限精度的量化结果。
需要说明的是，本实施例中提到的通信链路，主要指的是用于传输高传输数据率信号的通信链路，例如太赫兹通信链路。高传输数据率信号主要指传输数据率在兆比特以上的信号。
图8为本发明实施例提供的信号传输系统的具体应用场景图，该系统应用于太赫兹通信链路，发送端为太赫兹发送端，用于发送太赫兹信号，接收端为低精度采样的接收端，用于接收太赫兹信号，其中发送端的两个数模转换器与功率放大器之间示出了正交调制器的调整过程及相位失配过程，接收端的接收天线和模数转换器之间示出了正交解调器的解调过程及相位失配过程。
为了更清楚地说明该应用场景下系统的信号传输方案，以下对传统的太赫兹通信链路作出详细的说明：
记发送端第n个时刻信号x[n]的同相支路载波信号为(1-εT)cos(2πfcnTs-ΦT)，正交支路载波信号为(1-εT)cos(2πfcnTs+ΦT)，其中，fc为载波频率，Ts为采样周期，εT和ΦT分别为发送端信号的幅度失配系数和相位失配系数。第n个时刻的发射信号可表示为：
其中，μT＝cosΦT-jεTsinΦT，vT＝εTcosΦT-jsinΦT，x*[n]为x[n]的共轭，vTx[n]*为I/Q失配引起的镜像干扰项。
对发送端的功率放大器非线性采用无记忆多项式模型建模，功率放大器输出的信号可以表示为：
其中，2K-1表示多项式阶次，bk为多项式系数。
由于太赫兹通信通常在发送端均采用极高方向增益的天线，因此信道中的有效传输路径可认为只有一条，故采用平衰落信道模型，接收端采集的接收信号为：
y[n]＝hsPA[n]+w (6)
其中，h为信道衰落因子，w为加性高斯白噪声。
类似地，假定εR和ΦR分别为接收端信号的幅度失配系数和相位失配系数，最终接收信号可表示为：
其中，μR＝cosΦR+jεRsinΦR，vR＝εRcosΦR-jsinΦR。
在上述硬件失配的影响下，信号星座图发生了不规则的扭曲，进而将会导致误码性能下降。
为此通过本发明实施例提供的信号传输系统，基于低精度采样的传输方案，对太赫兹通信链路的信号进行处理和传输。具体地，在接收端设置补偿系数估计模块，通过基于导频辅助的补偿系数估计方法或者基于判决反馈的补偿系数估计方法估计得到信号幅度补偿系数，并将信号幅度补偿系数通过反馈链路回传至发送端。
特别地，由于I/Q失配的存在，信号的两个支路幅度存在明显差异，因此需要分别估计出I/Q支路的补偿系数。为此，本实施例在发送端增设幅度补偿模块，幅度补偿模块利用信号幅度补偿系数中的同相支路幅度补偿系数aI和正交支路幅度补偿系数aQ对同相支路信号和正交支路信号进行补偿，并将补偿后的信号传输至接收端。
图9示出了本发明实施例提供的信号传输系统中信号幅度补偿系数取值对误码率(BER)性能的影响，此时系统的仿真参数如下表1所示：
表1系统仿真参数
从图9可以看出，随着同相支路幅度补偿系数aI和正交支路幅度补偿系数aQ的变化，系统的误码率性能将发生改变，说明改变补偿系数将影响系统的误码率。同时，可以看出存在最优的系数组使误码率性能达到最小，因此可以通过调整补偿系数使系统的误码率性能达到最优。
最后，可以看出同相支路和正交支路的最优补偿系数不相同，因此需要分别估计同相支路和正交支路的补偿系数。
图10示出了采用本发明实施例提供的信号传输方案(即所提方法)与基准方法一以及基准方法二关于误码率的仿真比较图。其中，基准方法一是全精度采样下的误码率曲线，基准方法二是3比特采样不进行补偿所得的误码率曲线，本发明实施例提供的基于有限反馈的低精度太赫兹信号传输方案通过3比特模数转换器进行采样。
在图10中，分别给出了8PSK和16QAM不同传输方案的误码率性能，Eb/N0是信号功率与噪声功率的比值。从图10中可以看出，由于采用低精度的模数转换器，系统的误码率性能相对于基准方法一会发生恶化，而通过本发明实施例提供的基于有限反馈的低精度太赫兹信号传输方案，系统的误码率性能得到改善，特别是对8PSK调制方式，本实施例提供的方法相对于基准方法二误码率性能得到了明显改善，在信噪比为14dB时即可使误码率达到10-2。
图11是本发明实施例提供的基于导频辅助的系数估计方法实现的信号传输方法、基于判决反馈的系数估计方法实现的信号传输方法与基准方法一关于误码率的仿真比较图。在图11中给出了8PSK调制下不同补偿系数估计方法的误码率性能，从图11中可以看出基于导频辅助的系数估计方法在不同的信噪比下均可以实现有效的系数估计，保证系统的误码性能。而基于判决反馈的系数估计方法在低信噪比下性能受限，而当信噪比增大时，基于判决反馈的系数估计方法可以实现更好误码率性能。
由此可见，本发明实施例提供的信号传输方法及系统，通过接收端根据接收到的预补偿信号估计得到信号幅度补偿系数，用于描述信道硬件失配下的最佳幅度补偿方案，进而发送端根据信号幅度补偿系数对发射信号的幅度进行调整，实现接收信号量化误差最小化与非线性失真最小化的折中，降低了太赫兹链路在低量化精度采样下误码率。
同时，通过设计发送端可调参补偿函数，仅需一个反馈系数便完成补偿模式调整，进而实现发送信号的幅度的有效补偿，降低了接收端到发送端的反馈开销；通过基于导频辅助和基于判决反馈的补偿系数估计方法，可以实现补偿系数的有效估计，实现了太赫兹链路传输误码率性能的有效改善。
另一方面，本发明还提供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，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的信号传输方法，该方法包括：接收发送端发送的预补偿信号；根据接收到的预补偿信号，确定信号幅度补偿系数，并将信号幅度补偿系数返回给发送端；接收发送端发送的幅度补偿后的信号。
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的信号传输方法，该方法包括：接收发送端发送的预补偿信号；根据接收到的预补偿信号，确定信号幅度补偿系数，并将信号幅度补偿系数返回给发送端；接收发送端发送的幅度补偿后的信号。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
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各实施方式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。基于这样的理解，上述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，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，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)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种信号传输方法，其特征在于，应用于通信链路的接收端，所述方法包括：
接收发送端发送的预补偿信号；
根据接收到的所述预补偿信号，基于导频辅助的系数估计方法或基于判决反馈的系数估计方法确定信号幅度补偿系数，并将所述信号幅度补偿系数返回给所述发送端；其中，所述信号幅度补偿系数为正有理数；
接收所述发送端发送的幅度补偿后的信号。
2.根据权利要求1所述的一种信号传输方法，其特征在于，所述根据接收到的所述预补偿信号，确定信号幅度补偿系数，其中，当所述预补偿信号为多个根据预设的补偿系数组进行幅度补偿后的子导频信号时，所述确定信号幅度补偿系数，包括：
根据接收到的各个幅度补偿后的子导频信号，分别计算相应的第一补偿评估指标值；
将各个所述第一补偿评估指标值进行比对，并将所述第一补偿评估指标值最优的子导频信号对应的补偿系数组作为信号幅度补偿系数。
3.根据权利要求1所述的一种信号传输方法，其特征在于，所述根据接收到的所述预补偿信号，确定信号幅度补偿系数，其中，当所述预补偿信号为按照初始补偿系数组和修正后的补偿系数组进行幅度补偿后的数据信号时，所述确定信号幅度补偿系数，包括：
分别对按照初始补偿系数组和修正后的补偿系数组进行幅度补偿后的数据信号进行解调判决，得到解调判决结果；
根据所述解调判决结果，分别计算按照初始补偿系数组和修正后的补偿系数组进行幅度补偿后的数据信号对应的第二补偿评估指标值；
确定初始补偿系数组修正前后所述第二补偿评估指标值的变化状态，并根据所述变化状态确定所述初始补偿系数组的修正方向；
按照所述修正方向对所述初始补偿系数组进行修正，直至获得最优补偿系数组，得到信号幅度补偿系数。
4.根据权利要求1至3任一项所述的一种信号传输方法，其特征在于，所述信号幅度补偿系数包括同相支路补偿系数和正交支路补偿系数。
5.一种信号传输方法，其特征在于，应用于通信链路的发送端，所述方法包括：
生成预补偿信号，并将所述预补偿信号发送至接收端；
接收所述接收端返回的信号幅度补偿系数，并根据基于导频辅助的系数估计方法或基于判决反馈的系数估计方法确定的所述信号幅度补偿系数对待传输信号进行幅度补偿，得到幅度补偿后的信号；其中，所述信号幅度补偿系数为正有理数；
将所述幅度补偿后的信号发送至所述接收端。
6.根据权利要求5所述的一种信号传输方法，其特征在于，所述生成预补偿信号，包括：
构建补偿系数集，所述补偿系数集包括多个补偿系数组；
将导频信号分成与所述补偿系数组相等数量的子导频信号；
分别将每个子导频信号按照相应的补偿系数组进行幅度补偿，生成预补偿信号。
7.根据权利要求5所述的一种信号传输方法，其特征在于，所述生成预补偿信号，包括：
设定初始补偿系数组，并按照所述初始补偿系数组对数据信号进行幅度补偿，生成初始预补偿信号；
按照步长修正所述初始补偿系数组，并按照修正后的补偿系数组对数据信号进行幅度补偿，生成修正预补偿信号。
8.根据权利要求5所述的一种信号传输方法，其特征在于，所述根据所述信号幅度补偿系数对待传输信号进行幅度补偿，包括：
根据所述信号幅度补偿系数，通过可调参补偿函数对待传输信号进行幅度补偿；
所述可调参补偿函数的表达式为：
其中，/>为符号函数，/>为补偿后的信号幅度，/>为补偿前的信号幅度，/>为信号幅度补偿系数中的同相支路补偿系数或正交支路补偿系数。
9.一种信号传输系统，其特征在于，包括模拟信号采集模块和补偿系数估计模块；
所述模拟信号采集模块用于接收发送端发送的预补偿信号，并对所述预补偿信号进行量化处理；
所述补偿系数估计模块用于根据接收到的所述预补偿信号，基于导频辅助的系数估计方法或基于判决反馈的系数估计方法确定信号幅度补偿系数，并将所述信号幅度补偿系数通过通信链路返回给所述发送端；其中，所述信号幅度补偿系数为正有理数；
所述模拟信号采集模块还用于接收所述发送端发送的幅度补偿后的信号，并对所述幅度补偿后的信号进行量化处理。
10.一种信号传输系统，其特征在于，包括幅度补偿模块、数模转换器和射频前端；
所述幅度补偿模块用于生成预补偿信号，还用于接收接收端返回的信号幅度补偿系数，并根据基于导频辅助的系数估计方法或基于判决反馈的系数估计方法确定的所述信号幅度补偿系数对待传输信号进行幅度补偿，得到幅度补偿后的信号；其中，所述信号幅度补偿系数为正有理数；
所述数模转换器用于对预补偿信号和幅度补偿后的信号进行处理；
所述射频前端用于发送预补偿信号和幅度补偿后的信号。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024103211A1 (zh) * 2022-11-14 2024-05-23 华为技术有限公司 一种通信方法及装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106911624A (zh) * 2017-02-27 2017-06-30 北京睿信丰科技有限公司 一种通道补偿校准方法与系统
CN107438047A (zh) * 2017-07-11 2017-12-05 北京邮电大学 一种单载波频域均衡系统中基于判决反馈的相位噪声自矫正补偿方法
CN110071883A (zh) * 2018-01-22 2019-07-30 中兴通讯股份有限公司 微波预失真参数估计方法、装置及设备、存储介质
CN110708082A (zh) * 2019-10-10 2020-01-17 中科睿微(宁波)电子技术有限公司 一种无线通信发射机及发射方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5233651B2 (ja) * 2008-12-18 2013-07-10 富士通株式会社 歪補償装置及び方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106911624A (zh) * 2017-02-27 2017-06-30 北京睿信丰科技有限公司 一种通道补偿校准方法与系统
CN107438047A (zh) * 2017-07-11 2017-12-05 北京邮电大学 一种单载波频域均衡系统中基于判决反馈的相位噪声自矫正补偿方法
CN110071883A (zh) * 2018-01-22 2019-07-30 中兴通讯股份有限公司 微波预失真参数估计方法、装置及设备、存储介质
CN110708082A (zh) * 2019-10-10 2020-01-17 中科睿微(宁波)电子技术有限公司 一种无线通信发射机及发射方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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解调环路非理想特性对预失真系统的影响;王华 等;《北京理工大学学报》;20160731;第739-743页 *

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