CN114465864B - 相位噪声补偿方法、装置、终端、存储介质及程序产品 - Google Patents

相位噪声补偿方法、装置、终端、存储介质及程序产品 Download PDF

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Abstract

本申请实施例公开了一种相位噪声补偿方法、装置、终端、存储介质及程序产品，属于通信技术领域。该方法包括：接收目标信号；目标信号中包括数据信号；基于数据信号，获取与数据信号对应的至少一个数据符号；通过硬判决，确定目标信号中至少一个数据符号的相位误差；基于目标信号中至少一个数据符号的相位误差，对目标信号中的各个符号的相位噪声进行补偿。避免了通过PTRS导频进行相位噪声估计与补偿对系统造成的局限性，提高了相位噪声估计与补偿的灵活性，从而提升了系统的频谱效率，进而提高了系统的鲁棒性。

Description

相位噪声补偿方法、装置、终端、存储介质及程序产品
技术领域
本公开涉及通信技术领域，特别涉及一种相位噪声补偿方法、装置、终端、存储介质及程序产品。
背景技术
随着互联网技术的不断发展，现有网络已无法满足需求，第五代移动通信系统(5th Generation Mobile Communication System，5G)应运而生。相比于传统移动通信，5G支持更高的载波频率，这也就加剧了由本地振荡器引入的相位噪声的影响，因而相位噪声对5G系统的影响已不可忽略。
相位噪声对OFDM系统接收端的影响包括公共相位误差(Common Phase Error，CPE)和载波间干扰(Inter-Carrier-Interference，ICI)。为了降低相位噪声的影响，在相关技术中，5G系统可以引入相位跟踪导频(Phase Tacking Reference Signal，PTRS)信号，通过借助PTRS导频信息可以跟踪和补偿CPE。
上述进行相位噪声估计和补偿的过程中需要额外借助PTRS导频信息，才能进行相位误差的估计以及基于相位误差对相位噪声进行补偿，使得相位噪声的估计与补偿的方式具有一定的局限性。
发明内容
本申请实施例提供了一种相位噪声补偿方法、装置、终端、存储介质及程序产品，可以提高相位噪声估计与补偿的灵活性。所述技术方案如下：
一方面，本申请实施例提供了一种相位噪声补偿方法，所述方法包括：
接收目标信号；所述目标信号中包括数据信号；
基于所述数据信号，获取与所述数据信号对应的至少一个数据符号；
通过硬判决，确定所述目标信号中至少一个所述数据符号的相位误差；
基于所述目标信号中至少一个所述数据符号的所述相位误差，对所述目标信号中的各个符号的相位噪声进行补偿。
另一方面，本申请实施例提供了一种相位噪声补偿装置，所述装置包括：
信号接收模块，用于接收目标信号；所述目标信号中包括数据信号；
符号获取模块，用于基于所述数据信号，获取与所述数据信号对应的至少一个数据符号；
误差确定模块，用于通过硬判决，确定所述目标信号中至少一个所述数据符号的相位误差；
噪声补偿模块，用于基于所述目标信号中至少一个所述数据符号的所述相位误差，对所述目标信号中的各个符号的相位噪声进行补偿。
在一种可能的实现方式中，所述误差确定模块，包括：
集合获取子模块，用于对第一集合中的各个所述数据符号进行硬判决，得到第二集合；所述第一集合中包括所述目标信号中满足第一筛选条件的各个所述数据符号；所述第二集合中包括进行硬判决后的各个所述数据符号；
误差计算子模块，用于基于所述第一集合以及所述第二集合，计算得到各个所述数据符号的所述相位误差。
在一种可能的实现方式中，所述误差计算子模块，包括：
共轭单元，用于对第一集合中的各个所述数据符号进行共轭运算，得到各个所述数据符号各自的共轭运算结果；
误差获取单元，用于将所述共轭运算结果与第二集合中相同位置的数据符号相乘后除以归一化功率，得到各个所述数据符号各自的所述相位误差。
在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：
信道估计模块，用于通过硬判决，确定所述目标信号中至少一个所述数据符号的相位误差之前，基于所述目标信号中的各个符号进行信道估计，得到信道估计结果；
信道均衡模块，用于基于所述信道估计结果进行信道均衡，获取信道均衡后的所述数据符号；
符号筛选模块，用于基于所述第一筛选条件，从信道均衡后的所述数据符号中筛选得到所述第一集合中的所述数据符号。
在一种可能的实现方式中，响应于所述第一筛选条件包括在门限阈值范围内的信道均衡后的所述数据符号为所述第一集合中的所述数据符号；
所述符号筛选模块，包括：
门限确定子模块，用于基于信道均衡后的所述目标信号中的各个符号对应的理想星座图的幅值最大值，确定所述门限阈值范围；
符号筛选子模块，用于根据所述门限阈值范围，从信道均衡后的所述数据符号中筛选得到所述第一集合中的所述数据符号。
在一种可能的实现方式中，响应于所述目标信号的各个符号中还包括导频符号；
所述噪声补偿模块，包括：
噪声补偿子模块，用于基于所述目标信号中至少一个所述数据符号的所述相位误差以及所述导频符号的相位误差，对所述目标信号中的各个符号的相位噪声进行补偿。
在一种可能的实现方式中，响应于所述方法应用于OFDM正交频分复用系统，所述噪声补偿模块，包括：
均值计算子模块，用于对各个OFDM符号中的各个数据符号各自的所述相位误差进行均值计算，得到各个OFDM符号各自对应的相位误差；
第一补偿子模块，用于基于各个OFDM符号各自对应的相位误差，对各个OFDM符号中的各个符号的相位噪声进行补偿。
在一种可能的实现方式中，响应于所述方法应用于DFT-S-OFDM离散傅里叶变换扩展正交频分复用系统，所述噪声补偿模块，包括：
线性插值子模块，用于基于各个所述数据符号各自的所述相位误差进行线性插值，得到所述目标信号中的各个符号各自对应的相位误差；
第二补偿子模块，用于按照所述目标信号中的各个符号各自对应的相位误差，对所述目标信号中的各个符号的相位噪声进行补偿。
在一种可能的实现方式中，所述导频符号包括PTRS相位跟踪导频符号。
另一方面，本申请实施例提供了一种终端，所述终端包括处理器和存储器；所述存储器中存储有至少一条计算机指令，所述至少一条计算机指令由所述处理器加载并执行以实现如上述方面所述的相位噪声补偿方法。
另一方面，本申请实施例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中存储有至少一条计算机指令，所述计算机指令由处理器加载并执行以实现如上述方面所述的相位噪声补偿方法。
根据本申请的一个方面，提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。终端的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该终端执行上述方面的各种可选实现方式中提供的相位噪声补偿方法。
另一方面，本申请实施例提供了一种芯片，所述芯片用于执行以实现如上述方面所述的相位噪声补偿方法。
本申请实施例提供的技术方案的有益效果至少包括：
通过接收包含数据信号的目标信号，并且获取数据信号对应的数据符号，然后通过对数据符号进行硬判决的结果进行相位误差估计，得到数据符号的相位误差，进而按照获取到的相位误差对目标信号中的各个符号的相位噪声进行补偿。由于接收到的目标信号可以仅包含数据信号，无需限定目标信号中包含用于进行相位误差估计的指定导频信号，可以实现基于数据符号对相位噪声进行估计和补偿，避免了通过PTRS导频进行相位噪声估计与补偿对系统造成的局限性，提高了相位噪声估计与补偿的灵活性，从而提升了系统的频谱效率，进而提高了系统的鲁棒性。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的一种通信系统的框图；
图2是根据一示例性实施例示出的一种相位噪声补偿方法的流程图；
图3是根据一示例性实施例示出的一种相位噪声补偿方法的流程图；
图4是图3所示实施例涉及的一种OFDM系统进行相位噪声估计与补偿的流程图；
图5是图3所示实施例涉及的一种DFT-S-OFDM系统进行相位噪声估计与补偿的流程图；
图6是本申请一个示例性实施例提供的相位噪声补偿装置的结构框图；
图7示出了本申请一个示例性实施例提供的终端的结构方框图。
通过上述附图，已示出本公开明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
在本文中提及的“多个”是指两个或两个以上。“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。
图1示出了本申请一个示例性实施例提供的通信系统的框图，该通信系统可以包括：接入网12、终端设备14以及核心网16。
接入网12中包括若干个接入网设备120。接入网设备120可以是基站，所述基站是一种部署在接入网中用以为终端提供无线通信功能的装置。基站可以包括各种形式的宏基站，微基站，中继站，接入点等等。在采用不同的无线接入技术的系统中，具备基站功能的设备的名称可能会有所不同，例如在LTE(Long Term Evolution，长期演进)系统中，称为eNodeB(Evolved Node B，基站)或者简称eNB；在5G NR-U(5G New Radio in UnlicensedSpectrum，工作于免许可频段的5G空中接口)系统中，称为gNodeB(5G基站)或者gNB。随着通信技术的演进，“基站”这一描述可能会变化。为方便本申请实施例中，上述为终端设备14提供无线通信功能的装置统称为网络设备。
终端设备14可以包括各种具有无线通信功能的手持设备、车载设备、可穿戴设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其他处理设备，以及各种形式的用户设备，移动台(Mobile Station，MS)，终端(Terminal Device)等等。为方便描述，上面提到的设备统称为终端。接入网设备120与终端设备14之间通过某种空口技术互相通信，例如Uu接口。
核心网16作为移动通信网络的最顶层，完成数据的路由和交换，最终实现了终端用户与互联网的通道建立，通道建立之后，终端用户可以访问互联网上的数据中心，也就是服务商的服务器，从而使用服务商提供的业务和服务。
本申请实施例的技术方案可以应用于各种通信系统，例如：全球移动通讯(GlobalSystem of Mobile Communication，GSM)系统、码分多址(Code Division MultipleAccess，CDMA)系统、宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Access，WCDMA)系统、通用分组无线业务(General Packet Radio Service，GPRS)、长期演进(Long TermEvolution，LTE)系统、LTE频分双工(Frequency Division Duplex，FDD)系统、LTE时分双工(Time Division Duplex，TDD)系统、先进的长期演进(Advanced Long Term Evolution，LTE-A)系统、新无线(New Radio，NR)系统、NR系统的演进系统、非授权频段上的LTE(LTE-based access to Unlicensed spectrum，LTE-U)系统、NR-U系统、通用移动通信系统(Universal Mobile Telecommunication System，UMTS)、全球互联微波接入(WorldwideInteroperability for Microwave Access，WiMAX)通信系统、无线局域网(WirelessLocal Area Networks，WLAN)、无线保真(Wireless Fidelity，WiFi)、第6代移动通信技术(6-Generation，6G)系统、下一代通信系统或其他通信系统等。
通常来说，传统的通信系统支持的连接数有限，也易于实现，然而，随着通信技术的发展，移动通信系统将不仅支持传统的通信，还将支持例如，设备到设备(Device toDevice，D2D)通信，机器到机器(Machine to Machine，M2M)通信，机器类型通信(MachineType Communication，MTC)，车辆间(Vehicle to Vehicle，V2V)通信以及车联网(Vehicleto Everything，V2X)系统等。本申请实施例也可以应用于这些通信系统。
图2示出了本申请一个示例性实施例提供的相位噪声补偿方法的流程图。
其中，该相位噪声补偿方法可以由终端执行，例如，该终端可以是上述图1所示通信系统中的终端设备14。该相位噪声补偿方法包括如下步骤：
步骤201，接收目标信号；目标信号中包括数据信号。
在本申请实施例中，终端接收目标信号，该目标信号中可以包括数据信号。
在一种可能的实现方式中，终端接收到的目标信号中包括用于进行信道估计以及信道均衡的导频信号以及用于传输数据的数据信号；或者，该目标信号中包括用于进行信道估计以及信道均衡的导频信号、用于进行相位误差估计的PTRS导频信号以及用于传输数据的数据信号；或者，该目标信号中仅包括用于传输数据的数据信号。
其中，当目标信号中包括用于进行信道估计以及信道均衡的导频信号以及用于传输数据的数据信号时，终端可以基于接收到的目标信号中的导频信号对应的导频符号进行信道估计，得到信道估计结果，然后基于信道估计结果进行信道均衡，从而获取目标信号中进行信道均衡后的数据符号。
步骤202，基于数据信号，获取与数据信号对应的至少一个数据符号。
在本申请实施例中，终端接收到目标信号后可以对目标信号进行转换获得目标信号对应的各个符号，目标信号中包括数据信号，该数据信号可以转换为与之对应的数据符号。
在一种可能的实现方式中，通过快速傅立叶变换算法，将数据信号转换为与数据信号对应的至少一个数据符号。
也就是说，终端接收到目标信号后，可以将目标信号通过快速傅立叶变换算法，将目标信号转换为与目标信号对应的各个符号，各个符号中包括与数据信号对应的数据符号。
其中，若目标信号中包括用于进行信道估计以及信道均衡的导频信号，可以将该导频信号通过快速傅立叶变换算法，转换为与该导频信号对应的至少一个导频符号。若目标信号中包括用于进行相位噪声估计的PTRS导频信号，可以将该PTRS导频信号通过快速傅立叶变换算法，转换为与该PTRS导频信号对应的至少一个PTRS导频符号。若目标信号中包括用于传输数据的数据信号，可以将该数据信号通过快速傅立叶变换算法，转换为与该数据信号对应的至少一个数据符号。
步骤203，通过硬判决，确定目标信号中至少一个数据符号的相位误差。
在本申请实施例中，将目标信号转换为各个符号后，可以将各个符号中的至少一个数据符号通过硬判决，通过计算可以确定至少一个数据符号的相位误差。
在一种可能的实现方式中，从各个符号中筛选得到用于进行硬判决的数据符号，将筛选得到的数据符号通过硬判决计算确定相位误差。
也就是说，进行硬判决的符号仅与数据符号有关，无需使用各个符号中的导频信号对应的符号。
其中，硬判决可以是指解调器根据其判决门限对接收到的信号波形直接进行判决后输出0或1的方法。该判决门限可以根据通用的门限确定方法进行确定。
步骤204，基于目标信号中至少一个数据符号的相位误差，对目标信号中的各个符号的相位噪声进行补偿。
在本申请实施例中，当终端通过计算得到目标信号中的数据符号对应的相位误差后，可以通过目标信号中包含的各个符号基于该相位误差进行相位噪声的补偿，从而使得终端可以对补偿后的各个符号进行译码输出。
在一种可能的实现方式中，当目标信号的各个符号中还包括用于进行信道估计以及信道均衡的导频符号时，终端基于目标信号中至少一个数据符号的相位误差对目标信号中的各个该导频符号以及各个数据符号的相位噪声进行补偿；当目标信号的各个符号中还包括用于进行相位误差估计的PTRS导频符号时，终端基于目标信号中至少一个数据符号的相位误差以及PTRS导频符号的相位误差对目标信号中的各个符号的相位噪声进行补偿。
综上所述，本申请实施例中，通过接收包含数据信号的目标信号，并且获取数据信号对应的数据符号，然后通过对数据符号进行硬判决的结果进行相位误差估计，得到数据符号的相位误差，进而按照获取到的相位误差对目标信号中的各个符号的相位噪声进行补偿。由于接收到的目标信号可以仅包含数据信号，无需限定目标信号中包含用于进行相位误差估计的指定导频信号，可以实现基于数据符号对相位噪声进行估计和补偿，避免了通过PTRS导频进行相位噪声估计与补偿对系统造成的局限性，提高了相位噪声估计与补偿的灵活性，从而提升了系统的频谱效率，进而提高了系统的鲁棒性。
图3示出了本申请一个示例性实施例提供的相位噪声补偿方法的流程图。其中，该相位噪声补偿方法可以由终端执行，例如，该终端可以是上述图1所示通信系统中的终端设备14。该相位噪声补偿方法包括如下步骤：
步骤301，接收目标信号。
在本申请实施例中，终端接收目标信号，该目标信号中可以包括数据信号。目标信号中还可以包括用于进行信道估计以及信道均衡的导频信号，该目标信号中还可以包括用于进行相位噪声估计的PTRS导频信号。
步骤302，基于数据信号，获取与数据信号对应的至少一个数据符号。
在本申请实施例中，终端接收到目标信号后需要对目标信号进行处理，为了得到目标信号的频域特性以及相位特性，将目标信号通过FFT(Fast Fourier Transform，速傅立叶变换)计算得到目标信号对应的各个符号。
其中，当目标信号包括数据信号以及第一导频信号时，各个符号包括数据信号对应的数据符号以及第一导频信号对应的第一导频符号，该第一导频信号是用于进行信道估计的导频信号。当目标信号包括数据信号以及PTRS导频信号时，各个符号包括数据信号对应的数据符号以及PTRS导频信号对应的PTRS导频符号。当目标信号包括数据信号、第一导频信号以及PTRS导频信号时，各个符号包括数据信号对应的数据符号、第一导频信号对应的第一导频符号以及PTRS导频信号对应的PTRS导频符号。当目标信号仅包括数据信号时，各个符号可以包括数据信号对应的数据符号。
步骤303，基于目标信号中的各个符号进行信道估计，得到信道估计结果。
在本申请实施例中，终端基于目标信号中的各个符号进行信道估计，可以得到信道估计结果。
在一种可能的实现方式中，终端基于MMSE(Minimum Mean Square Error，最小均方误差)滤波进行信道估计，得到信道估计结果。
步骤304，基于信道估计结果进行信道均衡，获取信道均衡后的数据符号。
在本申请实施例中，终端基于进行信道估计后得到的信道估计结果进行信道均衡，获取进行信道均衡后的包括数据符号在内的各个符号。
在一种可能的实现方式中，该信道均衡技术是基于MMSE(Minimum Mean SquareError，最小均方误差)的信道均衡技术。
其中，信道均衡可以消除或者减弱宽带通信时的多径时延带来的码间串扰(InterSymbol Interference，ISI)的问题。
步骤305，基于第一筛选条件，从信道均衡后的数据符号中筛选得到第一集合中的数据符号。
在本申请实施例中，各个符号中进行信道均衡后的各个数据符号需要进行一次筛选，得到支持进行硬判决的数据符号进行接下来的硬判决步骤。
在一种可能的实现方式中，响应于第一筛选条件包括在门限阈值范围内的信道均衡后的数据符号为第一集合中的数据符号，基于信道均衡后的目标信号中的各个符号对应的理想星座图的幅值最大值，确定门限阈值范围；根据门限阈值范围，从信道均衡后的数据符号中筛选得到第一集合中的数据符号。
其中，若目标信号是基于正交振幅调制(Quadrature Amplitude Modulation，QAM)进行调制的信号，该QAM信号的分布图通常被称为星座图。理想星座图中的点可以指示调制信号的幅度和相位的可能状态。QAM可以是一种振幅与相位联合的键控方式，它的两个载波是同频正交的。
示例性的，基于信道均衡后的目标信号中的各个符号对应的理想星座图的幅值最大值，确定门限阈值范围，该门限阈值范围是指门限阈值下限与门限阈值上限之间的范围。该门限阈值下限以及门限阈值上限可以通过实际测试或者算法仿真进行确定。
在一种可能的实现方式中，当终端接收到信道均衡后的数据符号后，获取信道均衡后的数据符号的理想星座图，并且获取理想星座图中幅值最大点，由于该理想星座图时QAM星座图，所以幅值最大点为四个点，分别位于四个象限中，基于获取到的理想星座图的幅值最大值，设定门限阈值上限以及门限阈值下限，将信道均衡后的数据符号中满足大于门限阈值下限，且小于门限阈值上限的点确定为第一集合中的数据符号。
步骤306，对第一集合中的各个数据符号进行硬判决，得到第二集合。
在本申请实施例中，由于数据符号均衡后的星座图为归一化星座图，可以对数据符号进行硬判决，终端获取到第一集合后，对第一集合中筛选得到的各个数据符号进行硬判决，得到包含各个进行硬判决后的数据符号的第二集合。
其中，第一集合中可以包括目标信号中满足第一筛选条件的各个数据符号；第二集合中可以包括进行硬判决后的各个数据符号。
步骤307，基于第一集合以及第二集合，计算得到各个数据符号的相位误差。
在本申请实施例中，终端获取到第一集合中的各个数据符号以及进行硬判决得到的第二集合中的各个数据符号，使用第一集合中的数据符号以及第二集合中的数据符号进行计算，估计到各个位置的数据符号对应的相位误差。
在一种可能的实现方式中，对第一集合中的各个数据符号进行共轭运算，得到各个数据符号各自的共轭运算结果；将共轭运算结果与第二集合中相同位置的数据符号相乘后除以归一化功率，得到各个数据符号各自的相位误差。
示例性的，若进行信道均衡后得到的各个符号为S’(n)，n＝1，2…，N。获取该各个符号对应的理想星座图为D(i)，i＝1，2…，M，获取理想星座图D(i)中的幅值最大点，并且基于理想星座图D(i)的幅值最大值，设定门限阈值下限为thres1，门限阈值上限为thres2，从S’(n)中筛选出满足thres1<abs(S’(n))<thres2，n＝1，2…，N的所有点，将筛选出的数据符号设为第一集合{C(i)}，对第一集合{C(i)}中的数据符号进行硬判决，得到第二集合{C’(i)}。终端基于第一集合{C(i)}以及第二集合{C’(i)}计算相位误差，计算公式如下所示，
Pd(i)＝C’(i)*conj(C(i))/NormPower
其中，Pd(i)可以为相位误差，conj()为求共轭运算，NormPower为归一化功率。
步骤308，基于目标信号中至少一个数据符号的相位误差，对目标信号中的各个符号的相位噪声进行补偿。
在本申请实施例中，终端获取到目标信号中至少一个数据符号的相位误差后，可以基于该数据符号的相位误差计算得到各个符号的相位噪声补偿值，并且按照该相位噪声补偿值对目标信号中的各个符号进行补偿。
在一种可能的实现方式中，基于通信系统的种类，确定基于相位误差计算相位噪声补偿值的方式，基于确定的计算相位噪声补偿值的方式，利用获取到的各个数据符号对应的相位误差，计算补偿值，并且按照补偿值对目标信号中的各个符号的相位噪声进行补偿。
在一种可能的实现方式中，响应于目标信号的各个符号中还包括导频符号；基于目标信号中至少一个数据符号的相位误差以及导频符号的相位误差，对目标信号中的各个符号的相位噪声进行补偿。
其中，导频符号可以包括PTRS相位跟踪导频符号。
也就是说，当目标信号对应的各个符号中除了数据符号还包括PTRS导频符号时，终端在计算得到各个数据符号对应的相位误差的同时，还通过同样的方式计算得到各个PTRS导频符号对应的相位误差，终端基于数据符号的相位误差以及PTRS导频符号的相位误差，计算对目标信号中的各个符号进行相位噪声补偿的补偿值，并且按照该补偿值对目标信号中的各个符号进行相位噪声的补偿。
示例性的，从S’(n)中筛选出满足thres1<abs(S’(n))<thres2，n＝1，2…，N的所有点，将筛选出的PTRS导频符号设为第三集合，对第三集合中的PTRS导频符号进行硬判决，得到第四集合，对第三集合中的各个PTRS导频符号进行共轭运算，得到各个PTRS导频符号各自的共轭运算结果；将共轭运算结果与第四集合中相同位置的PTRS导频符号相乘后除以归一化功率，得到各个PTRS导频符号各自的相位误差。
其中，通信系统的种类可以包括OFDM(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing，正交频分复用)系统以及DFT-S-OFDM(Discrete Fourier TransformSpread OFDM，离散傅里叶变换扩展正交频分复用)系统。
在一种可能的实现方式中，响应于该方法应用于OFDM正交频分复用系统，对各个OFDM符号中的各个数据符号各自的相位误差进行均值计算，得到各个OFDM符号各自对应的相位误差；基于各个OFDM符号各自对应的相位误差，对各个OFDM符号中的各个符号的相位噪声进行补偿。
也就是说，在OFDM系统中，该方法可以应用于接收端，该接收端可以是终端，终端对各个OFDM符号中的各个数据符号各自的相位误差进行求平均值，将得到的均值作为每个OFDM符号各自对应的相位误差，对各个OFDM符号基于各自对应的相位误差进行相位噪声的补偿。
示例性的，目标信号可以包括各个OFDM符号，每个OFDM符号内的所有数据符号各自的相位误差进行求均值的计算，得到每个OFDM符号各自对应的相位误差，然后按照每个OFDM符号各自对应的相位误差对各个OFDM符号内的各个符号进行相位噪声的补偿。
比如，对单个OFDM符号内的所有Pd(i)求均值Paver，然后对该OFDM符号内的所有数据符号补偿Paver。
示例性的，图4是本申请实施例涉及的一种OFDM系统进行相位噪声估计与补偿的流程图。如图4所示，在OFDM系统中，相关技术中相位噪声的传统信道估计和补偿位于均衡模块之前，本申请实施例的方案将会在进行信道均衡之后，基于信道均衡后的数据符号进行相位噪声的估计和补偿。接收到信号后，首先经过FFT获取信号对应的各个符号，然后进行信道估计以及信道均衡，基于数据符号估计得到对应的相位误差，根据该计算得到的相位误差求均值并且按照求解得到的均值进行相位噪声补偿，将经过相位噪声补偿后的符号通过译码器进行输出，本申请实施例所示的方案不借助于导频符号，即使没有PTRS符号，也可以对相位噪声进行估计和补偿。
在一种可能的实现方式中，响应于该方法应用于DFT-S-OFDM离散傅里叶变换扩展正交频分复用系统，基于各个数据符号各自的相位误差进行线性插值，得到目标信号中的各个符号各自对应的相位误差；按照目标信号中的各个符号各自对应的相位误差，对目标信号中的各个符号的相位噪声进行补偿。
也就是说，在DFT-S-OFDM系统中，该方法可以应用于接收端，该接收端可以是终端，终端基于各个数据符号各自的相位误差进行线性插值，可以得到目标信号中的各个符号各自对应的相位误差，按照计算得到的各个符号各自对应的相位误差，对目标信号中的各个符号进行相位噪声补偿。
比如，如果进行信道均衡后数据点中没有其他导频信息，基于Pd(i)做线性插值，得到所有符号上的相位误差并补偿该误差。如果进行信道均衡后数据点中有其他导频信息，如PTRS导频符号，则基于导频符号也可以计算得到相位误差Pp(i)。联合Pd(i)和Pp(i)做线性插值，得到目标信号对应的所有符号上的相位误差并补偿该误差。
在进行信道均衡后数据点中没有PTRS导频时，可以实现对相位噪声的盲估计；在进行信道均衡后数据点中有PTRS导频时，可以基于数据符号和导频符号，联合对相位噪声进行估计和补偿，和相关技术中仅可以通过PTRS导频估计相位误差相比，基于数据符号和导频符号联合对相位噪声进行估计和补偿具有更好的相位噪声估计和补偿的性能，从而得到更好的解调性能。
示例性的，图5是本申请实施例涉及的一种DFT-S-OFDM系统进行相位噪声估计与补偿的流程图。如图5所示，在DFT-S-OFDM系统中，相位噪声的估计和补偿位于IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform，离散傅里叶逆变换)之后，接收端接收到信号后，首先经过FFT获取信号对应的各个符号，然后进行信道估计以及信道均衡，然后将经过信道均衡后的各个符号进行IDFT，接着基于数据符号估计得到对应的相位误差，根据该计算得到的相位误差进行线性插值并且按照求解得到的相位误差进行相位噪声补偿，将经过相位噪声补偿后的符号通过译码器进行输出。
在一种可能的实现方式中，通过设计输入信号，使输入信号分别带有不同的相位噪声，并且对比输入信号是否为带有PTRS导频时的解调信号，确定是否使用本申请实施例所示的方案进行相位噪声的估计和补偿。
比如，设计两个信号，即信号1以及信号2，信号1以及信号2分别带有不同强度的相位噪声，并且控制信号1带有PTRS导频，信号2不带有PTRS导频。也就是说，信号1是包括有PTRS导频以及相位噪声，信号2是没有PTRS，仅为数据信号以及相位噪声。通过观测信号1以及信号2分别输出的最终的解调信号，如果最终确定信号1以及信号2各自对应的信道估计结果都较为精确，可以确定采取了基于数据符号的相位噪声估计与补偿的方案。
综上所述，本申请实施例中，通过接收包含数据信号的目标信号，并且获取数据信号对应的数据符号，然后通过对数据符号进行硬判决的结果进行相位误差估计，得到数据符号的相位误差，进而按照获取到的相位误差对目标信号中的各个符号的相位噪声进行补偿。由于接收到的目标信号可以仅包含数据信号，无需限定目标信号中包含用于进行相位误差估计的指定导频信号，可以实现基于数据符号对相位噪声进行估计和补偿，避免了通过PTRS导频进行相位噪声估计与补偿对系统造成的局限性，提高了相位噪声估计与补偿的灵活性，从而提升了系统的频谱效率，进而提高了系统的鲁棒性。
图6示出了本申请一个示例性实施例提供的相位噪声补偿装置的结构框图。该相位噪声补偿装置用于终端中，该相位噪声补偿装置包括：
信号接收模块610，用于接收目标信号；所述目标信号中包括数据信号；
符号获取模块620，用于基于所述数据信号，获取与所述数据信号对应的至少一个数据符号；
误差确定模块630，用于通过硬判决，确定所述目标信号中至少一个所述数据符号的相位误差；
噪声补偿模块640，用于基于所述目标信号中至少一个所述数据符号的所述相位误差，对所述目标信号中的各个符号的相位噪声进行补偿。
在一种可能的实现方式中，所述误差确定模块630，包括：
集合获取子模块，用于对第一集合中的各个所述数据符号进行硬判决，得到第二集合；所述第一集合中包括所述目标信号中满足第一筛选条件的各个所述数据符号；所述第二集合中包括进行硬判决后的各个所述数据符号；
误差计算子模块，用于基于所述第一集合以及所述第二集合，计算得到各个所述数据符号的所述相位误差。
在一种可能的实现方式中，所述误差计算子模块，包括：
共轭单元，用于对第一集合中的各个所述数据符号进行共轭运算，得到各个所述数据符号各自的共轭运算结果；
误差获取单元，用于将所述共轭运算结果与第二集合中相同位置的数据符号相乘后除以归一化功率，得到各个所述数据符号各自的所述相位误差。
在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：
信道估计模块，用于通过硬判决，确定所述目标信号中至少一个所述数据符号的相位误差之前，基于所述目标信号中的各个符号进行信道估计，得到信道估计结果；
信道均衡模块，用于基于所述信道估计结果进行信道均衡，获取信道均衡后的所述数据符号；
符号筛选模块，用于基于所述第一筛选条件，从信道均衡后的所述数据符号中筛选得到所述第一集合中的所述数据符号。
在一种可能的实现方式中，响应于所述第一筛选条件包括在门限阈值范围内的信道均衡后的所述数据符号为所述第一集合中的所述数据符号；
所述符号筛选模块，包括：
门限确定子模块，用于基于信道均衡后的所述目标信号中的各个符号对应的理想星座图的幅值最大值，确定所述门限阈值范围；
符号筛选子模块，用于根据所述门限阈值范围，从信道均衡后的所述数据符号中筛选得到所述第一集合中的所述数据符号。
在一种可能的实现方式中，响应于所述目标信号的各个符号中还包括导频符号；
所述噪声补偿模块640，包括：
噪声补偿子模块，用于基于所述目标信号中至少一个所述数据符号的所述相位误差以及所述导频符号的相位误差，对所述目标信号中的各个符号的相位噪声进行补偿。
在一种可能的实现方式中，响应于所述方法应用于OFDM正交频分复用系统，所述噪声补偿模块640，包括：
均值计算子模块，用于对各个OFDM符号中的各个数据符号各自的所述相位误差进行均值计算，得到各个OFDM符号各自对应的相位误差；
第一补偿子模块，用于基于各个OFDM符号各自对应的相位误差，对各个OFDM符号中的各个符号的相位噪声进行补偿。
在一种可能的实现方式中，响应于所述方法应用于DFT-S-OFDM离散傅里叶变换扩展正交频分复用系统，所述噪声补偿模块640，包括：
线性插值子模块，用于基于各个所述数据符号各自的所述相位误差进行线性插值，得到所述目标信号中的各个符号各自对应的相位误差；
第二补偿子模块，用于按照所述目标信号中的各个符号各自对应的相位误差，对所述目标信号中的各个符号的相位噪声进行补偿。
在一种可能的实现方式中，所述导频符号包括PTRS相位跟踪导频符号。
综上所述，本申请实施例中，通过接收包含数据信号的目标信号，并且获取数据信号对应的数据符号，然后通过对数据符号进行硬判决的结果进行相位误差估计，得到数据符号的相位误差，进而按照获取到的相位误差对目标信号中的各个符号的相位噪声进行补偿。由于接收到的目标信号可以仅包含数据信号，无需限定目标信号中包含用于进行相位误差估计的指定导频信号，可以实现基于数据符号对相位噪声进行估计和补偿，避免了通过PTRS导频进行相位噪声估计与补偿对系统造成的局限性，提高了相位噪声估计与补偿的灵活性，从而提升了系统的频谱效率，进而提高了系统的鲁棒性。
图7示出了本申请一个示例性实施例提供的终端的结构方框图。该终端可以是智能手机、平板电脑、电子书、便携式个人计算机、智能穿戴设备等电子设备。本申请中的终端可以包括一个或多个如下部件：处理器710、存储器720和屏幕730。
处理器710可以包括一个或者多个处理核心。处理器710利用各种接口和线路连接整个终端内的各个部分，通过运行或执行存储在存储器720内的指令、程序、代码集或指令集，以及调用存储在存储器720内的数据，执行终端的各种功能和处理数据。可选地，处理器710可以采用数字信号处理(Digital Signal Processing，DSP)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)、可编程逻辑阵列(Programmable LogicArray，PLA)中的至少一种硬件形式来实现。处理器710可集成中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)、图像处理器(Graphics Processing Unit，GPU)和调制解调器等中的一种或几种的组合。其中，CPU主要处理操作系统、用户界面和应用程序等；GPU用于负责屏幕730所需要显示的内容的渲染和绘制；调制解调器用于处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调器也可以不集成到处理器710中，单独通过一块通信芯片进行实现。
存储器720可以包括随机存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)。可选地，该存储器720包括非瞬时性计算机可读介质(non-transitory computer-readable storage medium)。存储器720可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令集。存储器720可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储用于实现操作系统的指令、用于实现至少一个功能的指令(比如触控功能、声音播放功能、图像播放功能等)、用于实现上述各个方法实施例的指令等，该操作系统可以是安卓(Android)系统(包括基于Android系统深度开发的系统)、苹果公司开发的IOS系统(包括基于IOS系统深度开发的系统)或其它系统。存储数据区还可以存储终端在使用中所创建的数据(比如电话本、音视频数据、聊天记录数据)等。
屏幕730可以为电容式触摸显示屏，该电容式触摸显示屏用于接收用户使用手指、触摸笔等任何适合的物体在其上或附近的触摸操作，以及显示各个应用程序的用户界面。触摸显示屏通常设置在终端的前面板。触摸显示屏可被设计成为全面屏、曲面屏或异型屏。触摸显示屏还可被设计成为全面屏与曲面屏的结合，异型屏与曲面屏的结合，本申请实施例对此不加以限定。
除此之外，本领域技术人员可以理解，上述附图所示出的终端的结构并不构成对终端的限定，终端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。比如，终端中还包括射频电路、拍摄组件、传感器、音频电路、无线保真(WirelessFidelity，WiFi)组件、电源、蓝牙组件等部件，在此不再赘述。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有至少一条计算机指令，该至少一条计算机指令由处理器加载并执行以实现如上各个实施例所述的相位噪声补偿方法。
根据本申请的一个方面，提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。终端的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该终端执行上述方面的各种可选实现方式中提供的相位噪声补偿方法。
本申请实施例还提供了一种芯片，该芯片用于执行以实现如上述各个实施例所述的相位噪声补偿方法。
本领域技术人员应该可以意识到，在上述一个或多个示例中，本申请实施例所描述的功能可以用硬件、软件、固件或它们的任意组合来实现。当使用软件实现时，可以将这些功能存储在计算机可读存储介质中或者作为计算机可读存储介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读存储介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。
需要说明的是，本申请所涉及的信息(包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等)、数据(包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等)以及信号，均为经用户授权或者经过各方充分授权的，且相关数据的收集、使用和处理需要遵守相关国家和地区的相关法律法规和标准。例如，本申请中涉及到的目标信号都是在充分授权的情况下获取的。
以上所述仅为本申请的可选实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种相位噪声补偿方法，其特征在于，所述方法包括：
接收目标信号；所述目标信号中包括数据信号；
通过快速傅立叶变换算法，将所述数据信号转换为与所述数据信号对应的至少一个数据符号；
基于所述目标信号中的各个符号进行信道估计，得到信道估计结果；
基于所述信道估计结果进行信道均衡，获取信道均衡后的所述数据符号；
基于信道均衡后的所述目标信号中的各个符号对应的理想星座图的幅值最大值，确定门限阈值范围；
从信道均衡后的所述数据符号中筛选在所述门限阈值范围内的所述数据符号，得到第一集合中的所述数据符号；
对所述第一集合中的各个所述数据符号进行硬判决，得到第二集合；所述第二集合中包括进行硬判决后的各个所述数据符号；
对所述第一集合中的各个所述数据符号进行共轭运算，得到各个所述数据符号各自的共轭运算结果；
将所述共轭运算结果与所述第二集合中相同位置的数据符号相乘后除以归一化功率，得到各个所述数据符号各自的相位误差；
基于所述目标信号中至少一个所述数据符号的所述相位误差，对所述目标信号中的各个符号的相位噪声进行补偿。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，响应于所述目标信号的各个符号中还包括导频符号；
所述基于所述目标信号中至少一个所述数据符号的所述相位误差，对所述目标信号中的各个符号的相位噪声进行补偿，包括：
基于所述目标信号中至少一个所述数据符号的所述相位误差以及所述导频符号的相位误差，对所述目标信号中的各个符号的相位噪声进行补偿。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，响应于所述方法应用于OFDM正交频分复用系统，所述基于所述目标信号中至少一个所述数据符号的所述相位误差，对所述目标信号中的各个符号的相位噪声进行补偿，包括：
对各个OFDM符号中的各个数据符号各自的所述相位误差进行均值计算，得到各个OFDM符号各自对应的相位误差；
基于各个OFDM符号各自对应的相位误差，对各个OFDM符号中的各个符号的相位噪声进行补偿。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，响应于所述方法应用于DFT-S-OFDM离散傅里叶变换扩展正交频分复用系统，所述基于所述目标信号中至少一个所述数据符号的所述相位误差，对所述目标信号中的各个符号的相位噪声进行补偿，包括：
基于各个所述数据符号各自的所述相位误差进行线性插值，得到所述目标信号中的各个符号各自对应的相位误差；
按照所述目标信号中的各个符号各自对应的相位误差，对所述目标信号中的各个符号的相位噪声进行补偿。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述导频符号包括PTRS相位跟踪导频符号。
6.一种相位噪声补偿装置，其特征在于，所述装置包括：
信号接收模块，用于接收目标信号；所述目标信号中包括数据信号；
符号获取模块，用于通过快速傅立叶变换算法，将所述数据信号转换为与所述数据信号对应的至少一个数据符号；
误差确定模块，用于通过硬判决，确定所述目标信号中至少一个所述数据符号的相位误差；
噪声补偿模块，用于基于所述目标信号中至少一个所述数据符号的所述相位误差，对所述目标信号中的各个符号的相位噪声进行补偿；
其中，所述误差确定模块，包括：
集合获取子模块，用于对第一集合中的各个所述数据符号进行硬判决，得到第二集合；所述第一集合中包括所述目标信号中满足第一筛选条件的各个所述数据符号；所述第二集合中包括进行硬判决后的各个所述数据符号；
误差计算子模块，用于基于所述第一集合以及所述第二集合，计算得到各个所述数据符号的所述相位误差；
所述误差计算子模块，包括：
共轭单元，用于对第一集合中的各个所述数据符号进行共轭运算，得到各个所述数据符号各自的共轭运算结果；
误差获取单元，用于将所述共轭运算结果与第二集合中相同位置的数据符号相乘后除以归一化功率，得到各个所述数据符号各自的所述相位误差；
所述装置还包括：
信道估计模块，用于通过硬判决，确定所述目标信号中至少一个所述数据符号的相位误差之前，基于所述目标信号中的各个符号进行信道估计，得到信道估计结果；
信道均衡模块，用于基于所述信道估计结果进行信道均衡，获取信道均衡后的所述数据符号；
符号筛选模块，用于基于所述第一筛选条件，从信道均衡后的所述数据符号中筛选得到所述第一集合中的所述数据符号；
响应于所述第一筛选条件包括在门限阈值范围内的信道均衡后的所述数据符号为所述第一集合中的所述数据符号；所述符号筛选模块，包括：
门限确定子模块，用于基于信道均衡后的所述目标信号中的各个符号对应的理想星座图的幅值最大值，确定所述门限阈值范围；
符号筛选子模块，用于根据所述门限阈值范围，从信道均衡后的所述数据符号中筛选得到所述第一集合中的所述数据符号。
7.一种终端，其特征在于，所述终端包括处理器和存储器；所述存储器中存储有至少一条计算机指令，所述至少一条计算机指令由所述处理器加载并执行以实现如权利要求1至5任一所述的相位噪声补偿方法。
8.一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中存储有至少一条计算机指令，所述计算机指令由处理器加载并执行以实现如权利要求1至5任一所述的相位噪声补偿方法。
9.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品包括计算机指令，所述计算机指令由终端的处理器执行，使得所述终端执行如权利要求1至5任一所述的相位噪声补偿方法。
10.一种芯片，其特征在于，所述芯片用于执行如权利要求1至5任一所述的相位噪声补偿方法。
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