CN115086111A - 无线信号载波相位跟踪方法及相关装置 - Google Patents

无线信号载波相位跟踪方法及相关装置 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种无线信号载波相位跟踪方法及相关装置，用于解决相关技术进行相位追踪对抗多径和噪声的能力较差，在信噪比较低和多径较为严重场景无法工作的问题。本申请中，获取无线信号的信道估计结果；在时域提取所述信道估计结果的主分量；对提取的所述主分量在时域进行相位跟踪补偿，得到时域补偿信号；基于所述时域补偿信号，确定所述信道估计结果的中心载波的相位增量；然后，基于所述中心载波的相位增量对上一次跟踪的相位进行频域相位补偿，得到跟踪的相位。基于信道估计结果的时域主分量抽取，能够减少甚至避免多Los经和噪声低情况下的干扰，采用复杂度低的方式能够准确快速定位到相位。

Description

无线信号载波相位跟踪方法及相关装置
技术领域
本申请涉及无线通信技术领域，特别涉及一种无线信号载波相位跟踪方法及相关装置。
背景技术
如图1所示为相位跟踪基本原理示意图。如图1所示，根据相位的变化跟踪和历史相位累积值进行回环补偿，完成相位的跟踪锁定。图1中，
Figure BDA0002976753870000013
为载波k，l时刻的输入信号。对载波k的相位进行时域回环跟踪时，首先通过l-1时刻k载波的相位
Figure BDA0002976753870000011
进行修正补偿，求修正后信号
Figure BDA0002976753870000015
的相位(即通过载波相位增量计算得到相位增量delatPhi)，并对相位增量进行累积，及相关滤波处理，将相位增量累积到相位值
Figure BDA0002976753870000014
上，实现对下一个时刻(即l时刻)或者下一个频域信号的回环修正，最终达到相位的跟踪锁定。
相关技术采用上述原理提出了一种基于无线通信系统本身信号的载波相位定位法。这种方法提出通过测量无线通信系统本身的参考信号来获得载波相位测量值进行载波相位定位，因而不依赖GNSS卫星信号，但该方案对抗多径和噪声的能力较差，在信噪比较低和多径较为严重场景无法工作。
发明内容
本申请提供一种无线信号载波相位跟踪方法及相关装置。用以解决现有技术中对抗多径和噪声的能力较差，在信噪比较低和多径较为严重场景无法工作的问题中的至少一种。
第一方面，本申请提供一种无线信号载波相位跟踪方法，所述方法包括：
获取无线信号的信道估计结果；
在时域提取所述信道估计结果的主分量；
对提取的所述主分量在时域进行相位跟踪补偿，得到时域补偿信号；
基于所述时域补偿信号，确定所述信道估计结果的中心载波的相位增量；
基于所述中心载波的相位增量对上一次跟踪的相位进行频域相位补偿，得到跟踪的相位。
本申请中，基于信道估计结果的时域主分量抽取，能够减少甚至避免多Los经和噪声低情况下的干扰，采用复杂度低的方式能够准确快速定位到相位。
在一些实施例中，所述在时域提取所述信道估计结果的主分量，包括：
对所述信道估计结果进行离散傅里叶变换，得到时域信号；
从所述时域信号中筛选出预设时域窗口内的时域信号分量；
基于各个时域信号分量的功率值，筛选出时域信号分量的主分量。
本申请实施例中，能够通过简单易行的时域窗口结合功率值，提取到主分量。
在一些实施例中，所述从所述时域信号中筛选出预设时域窗口内的时域信号分量，包括：
在所述预设时域窗口内按照第一指定步长进行取值，分别确定每个取值和N值的求余运算结果；其中，N为所述信道估计结果中包括的载波数量；
将各求余运算结果对应的时域信号分量作为筛选出的所述预设时域窗口内的时域信号分量。
本申请实施例中，能够通过简单易行的时域窗口结合求余运算，提取到时域信号分量为候选提取主分量提供方便。
在一些实施例中，所述基于各个时域信号分量的功率值，筛选出时域信号分量的主分量，包括：
确定各所述时域信号分量的最大功率值；
将功率值大于或等于功率阈值的时域信号分量作为候选主分量，其中所述功率阈值为所述最大功率值与指定比例阈值的乘积；
在预设窗口内按照第二指定步长取值，分别确定每个取值和N值的求余运算结果；其中，N为所述信道估计结果中包括的载波数量；
将各求余运算结果对应的候选主分量作为主分量。
本申请实施例中，能够通过简单易行的时域窗口结合求余运算，提取到主分量。
在一些实施例中，所述对提取的所述主分量在时域进行相位跟踪补偿，得到时域补偿信号，包括：
采用所述上一次跟踪的相位作为补偿值，对筛选出的主分量进行相位跟踪补偿，得到时域补偿信号；
其中相位跟踪补偿公式包括：
Figure BDA0002976753870000031
其中，h′select表示所述时域补偿信号；hselect表示所述主分量的时域信号；
Figure BDA0002976753870000032
的初始值为0.
Figure BDA0002976753870000033
表示所述上一次跟踪的相位。
本申请实施例中采用上一次跟踪的相位进行时域相位补偿，实现上简单易行，耗用计算资源少。
在一些实施例中，所述基于所述时域补偿信号，确定所述信道估计结果的中心载波的相位增量，包括：
基于以下频域值确定公式，确定所述中心载波的p个载波频域值；
Figure BDA0002976753870000034
Figure BDA0002976753870000035
p＝2M+1
其中，k表示中心载波标号；M为预设值；[-M：1：M]表示从-M开始取值，每次取值步长为1直至取值到M为止；N为所述信道估计结果中包括的载波数量；L为预设值，表示预设窗口的长度；h′select(n)表示第n个时域补偿信号；hindex_list(n)表示所述主分量中第n个主分量的索引号；
剔除第M+1个频域值，得到频域值序列；
基于M的取值，确定所述频域值序列中第M个频域值对应的第一相位分量和第M+1个频域值对象的第二相位分量；
基于所述第一相位分量和所述第二相位分量，确定所述中心载波的相位增量。
本申请实施例中通过对频域值的提取，考虑直流分量的影响使得最终确定的相位增量的确定更加符合实际情况。
在一些实施例中，所述基于M的取值，确定所述频域值序列中第M个频域值对应的第一相位分量和第M+1个频域值对象的第二相位分量，包括：
若M取值为1，则确定所述频域值序列中第M个频域值的相位作为所述第一相位分量，并确定所述第M+1个频域值的相位作为所述第二相位分量；
若M取值大于1,则对第M+1个频域值至第2M-1个频域值，基于以下第一相位确定公式确定所述第一相位分量；对第M个频域值至第2个频域值，基于以下第二相位确定公式确定所述第二相位分量；
所述第一相位确定公式包括：
Figure BDA0002976753870000041
其中，
Figure BDA0002976753870000042
表示所述第一相位分量；atan2表示求反正切；X′()表示频域值，X′(m)表示第m个频域值；conj表示共轭；
所述第二相位确定公式包括：
Figure BDA0002976753870000043
其中，
Figure BDA0002976753870000044
表示所述第二相位分量；atan2表示求反正切；X′()表示频域值，X′(m)表示第m个频域值；conj表示共轭。
本申请实施例中通过对频域值的提取，并分情况来确定第一相位分量和第二相位分量，使得这两个分量的确定更加符合实际情况。
在一些实施例中，所述基于所述第一相位分量和所述第二相位分量，确定所述中心载波的相位增量，包括：
若M取值为1，则确定所述第一相位分量和所述第二相位分量的均值作为所述中心载波的相位增量；
若M取值大于1，则基于相位增量确定公式确定所述中心载波的相位增量；
Figure BDA0002976753870000051
其中，deltaphase表示所述中心载波的相位增量；sum()表示求和；
Figure BDA0002976753870000052
表示所述第M个频域值的相位；
Figure BDA0002976753870000053
表示所述第M+1个频域值的相位；
所述基于所述中心载波的相位增量对上一次跟踪的相位进行频域相位补偿，得到跟踪的相位，包括：
将所述相位增量累加到上一符号跟踪的相位结果中，得到当前符号的相位。
本申请实施例中分情况来确定相位增量，使得最终补偿的相位更加准确。
在一些实施例中，所述获取无线信号的信道估计结果，包括：
采用当前符号对应的时域导频信号、采用最小二乘LS信道估计方式对所述无线信号进行信道估计，获得所述信道估计结果。
本申请实施例中，采用最小二乘LS信道估计方式能够准确的得到信道估计结果。
第二方面，本申请实施例提供一种无线信号载波相位跟踪装置，所述装置包括：
信道估计结果获取模块，用于获取无线信号的信道估计结果；
主分量提取模块，用于在时域提取所述信道估计结果的主分量；
时域补偿模块，用于对提取的所述主分量在时域进行相位跟踪补偿，得到时域补偿信号；
相位增量确定模块，用于基于所述时域补偿信号，确定所述信道估计结果的中心载波的相位增量；
相位定位模块，用于基于所述中心载波的相位增量对上一次跟踪的相位进行频域相位补偿，得到跟踪的相位。
在一些实施例中，所述主分量提取模块，用于：
对所述信道估计结果进行离散傅里叶变换，得到时域信号；
从所述时域信号中筛选出预设时域窗口内的时域信号分量；
基于各个时域信号分量的功率值，筛选出时域信号分量的主分量。
在一些实施例中，执行所述从所述时域信号中筛选出预设时域窗口内的时域信号分量，所述主分量提取模块，用于：
在所述预设时域窗口内按照第一指定步长进行取值，分别确定每个取值和N值的求余运算结果；其中，N为所述信道估计结果中包括的载波数量；
将各求余运算结果对应的时域信号分量作为筛选出的所述预设时域窗口内的时域信号分量。
在一些实施例中，执行所述基于各个时域信号分量的功率值，筛选出时域信号分量的主分量，所述主分量提取模块，用于：
确定各所述时域信号分量的最大功率值；
将功率值大于或等于功率阈值的时域信号分量作为候选主分量，其中所述功率阈值为所述最大功率值与指定比例阈值的乘积；
在预设窗口内按照第二指定步长取值，分别确定每个取值和N值的求余运算结果；其中，N为所述信道估计结果中包括的载波数量；
将各求余运算结果对应的候选主分量作为主分量。
在一些实施例中，所述时域补偿模块，用于：
采用所述上一次跟踪的相位作为补偿值，对筛选出的主分量进行相位跟踪补偿，得到时域补偿信号；
其中相位跟踪补偿公式包括：
Figure BDA0002976753870000061
其中,h′select表示所述时域补偿信号；hselect表示所述主分量的时域信号；
Figure BDA0002976753870000062
的初始值为0，
Figure BDA0002976753870000063
表示所述上一次跟踪的相位。
在一些实施例中，所述相位增量确定模块，用于：
基于以下频域值确定公式，确定所述中心载波的p个载波频域值；
Figure BDA0002976753870000071
Figure BDA0002976753870000072
p＝2M+1
其中，k表示中心载波标号；M为预设值；[-M:1:M]表示从-M开始取值，每次取值步长为1直至取值到M为止；N为所述信道估计结果中包括的载波数量；L为预设值，表示预设窗口的长度；h′select(n)表示第n个时域补偿信号；hindex_list(n)表示所述主分量中第n个主分量的索引号；
剔除第M+1个频域值，得到频域值序列；
基于M的取值，确定所述频域值序列中第M个频域值对应的第一相位分量和第M+1个频域值对象的第二相位分量；
基于所述第一相位分量和所述第二相位分量，确定所述中心载波的相位增量。
在一些实施例中，执行所述基于M的取值，确定所述频域值序列中第M个频域值对应的第一相位分量和第M+1个频域值对象的第二相位分量，所述相位增量确定模块，用于：
若M取值为1，则确定所述频域值序列中第M个频域值的相位作为所述第一相位分量，并确定所述第M+1个频域值的相位作为所述第二相位分量；
若M取值大于1,则对第M+1个频域值至第2M-1个频域值，基于以下第一相位确定公式确定所述第一相位分量；对第M个频域值至第2个频域值，基于以下第二相位确定公式确定所述第二相位分量；
所述第一相位确定公式包括：
Figure BDA0002976753870000073
其中，
Figure BDA0002976753870000074
表示所述第一相位分量；atan2表示求反正切；X′()表示频域值，X′(m)表示第m个频域值；conj表示共轭；
所述第二相位确定公式包括：
Figure BDA0002976753870000081
其中，
Figure BDA0002976753870000082
表示所述第二相位分量；atan2表示求反正切；X′()表示频域值，X′(m)表示第m个频域值；conj表示共轭。
在一些实施例中，执行所述基于所述第一相位分量和所述第二相位分量，确定所述中心载波的相位增量，相位增量确定模块，用于：
若M取值为1，则确定所述第一相位分量和所述第二相位分量的均值作为所述中心载波的相位增量；
若M取值大于1，则基于相位增量确定公式确定所述中心载波的相位增量；
Figure BDA0002976753870000083
其中，deltaphase表示所述中心载波的相位增量；sum()表示求和；
Figure BDA0002976753870000084
表示所述第M个频域值的相位；
Figure BDA0002976753870000085
表示所述第M+1个频域值的相位；
所述相位定位模块，用于：
将所述相位增量累加到上一符号跟踪的相位结果中，得到当前符号的相位。
在一些实施例中，所述相位增量确定模块，用于：
采用当前符号对应的时域导频信号、采用最小二乘LS信道估计方式对所述无线信号进行信道估计，获得所述信道估计结果。
第三方面，本申请实施例还提供一种通信设备，包括：处理器、存储器和收发机；
存储器，用于存储计算机程序；
收发机，用于在所述处理器的控制下收发数据；
处理器，用于读取所述存储器中的计算机程序并执行以下操作：
获取无线信号的信道估计结果；
在时域提取所述信道估计结果的主分量；
对提取的所述主分量在时域进行相位跟踪补偿，得到时域补偿信号；
基于所述时域补偿信号，确定所述信道估计结果的中心载波的相位增量；
基于所述中心载波的相位增量对上一次跟踪的相位进行频域相位补偿，得到跟踪的相位。
在一些实施例中，执行所述在时域提取所述信道估计结果的主分量，所述处理器被配置为：
对所述信道估计结果进行离散傅里叶变换，得到时域信号；
从所述时域信号中筛选出预设时域窗口内的时域信号分量；
基于各个时域信号分量的功率值，筛选出时域信号分量的主分量。
在一些实施例中，执行所述从所述时域信号中筛选出预设时域窗口内的时域信号分量，所述处理器被配置为：
在所述预设时域窗口内按照第一指定步长进行取值，分别确定每个取值和N值的求余运算结果；其中，N为所述信道估计结果中包括的载波数量；
将各求余运算结果对应的时域信号分量作为筛选出的所述预设时域窗口内的时域信号分量。
在一些实施例中，执行所述基于各个时域信号分量的功率值，筛选出时域信号分量的主分量，所述处理器被配为：
确定各所述时域信号分量的最大功率值；
将功率值大于或等于功率阈值的时域信号分量作为候选主分量，其中所述功率阈值为所述最大功率值与指定比例阈值的乘积；
在预设窗口内按照第二指定步长取值，分别确定每个取值和N值的求余运算结果；其中，N为所述信道估计结果中包括的载波数量；
将各求余运算结果对应的候选主分量作为主分量。
在一些实施例中，执行所述对提取的所述主分量在时域进行相位跟踪补偿，得到时域补偿信号，所述处理器被配置为：
采用所述上一次跟踪的相位作为补偿值，对筛选出的主分量进行相位跟踪补偿，得到时域补偿信号；
其中相位跟踪补偿公式包括：
Figure BDA0002976753870000091
其中,h′select表示所述时域补偿信号；hselect表示所述主分量的时域信号；
Figure BDA0002976753870000101
的初始值为0，
Figure BDA0002976753870000102
表示所述上一次跟踪的相位。
在一些实施例中，执行所述基于所述时域补偿信号，确定所述信道估计结果的中心载波的相位增量，所述处理器被配置为：
基于以下频域值确定公式，确定所述中心载波的p个载波频域值；
Figure BDA0002976753870000103
Figure BDA0002976753870000104
p＝2M+1
其中，k表示中心载波标号；M为预设值；[-M:1:M]表示从-M开始取值，每次取值步长为1直至取值到M为止；N为所述信道估计结果中包括的载波数量；L为预设值，表示预设窗口的长度；h′select(n)表示第n个时域补偿信号；hindex_list(n)表示所述主分量中第n个主分量的索引号；
剔除第M+1个频域值，得到频域值序列；
基于M的取值，确定所述频域值序列中第M个频域值对应的第一相位分量和第M+1个频域值对象的第二相位分量；
基于所述第一相位分量和所述第二相位分量，确定所述中心载波的相位增量。
在一些实施例中，执行所述基于M的取值，确定所述频域值序列中第M个频域值对应的第一相位分量和第M+1个频域值对象的第二相位分量，所述处理器被配置为：
若M取值为1，则确定所述频域值序列中第M个频域值的相位作为所述第一相位分量，并确定所述第M+1个频域值的相位作为所述第二相位分量；
若M取值大于1,则对第M+1个频域值至第2M-1个频域值，基于以下第一相位确定公式确定所述第一相位分量；对第M个频域值至第2个频域值，基于以下第二相位确定公式确定所述第二相位分量；
所述第一相位确定公式包括：
Figure BDA0002976753870000111
其中，
Figure BDA0002976753870000112
表示所述第一相位分量；atan2表示求反正切；X′()表示频域值，X′(m)表示第m个频域值；conj表示共轭；
所述第二相位确定公式包括：
Figure BDA0002976753870000113
其中，
Figure BDA0002976753870000114
表示所述第二相位分量；atan2表示求反正切；X′()表示频域值，X′(m)表示第m个频域值；conj表示共轭。
在一些实施例中，执行所述基于所述第一相位分量和所述第二相位分量，确定所述中心载波的相位增量，所述处理器被配置为：
若M取值为1，则确定所述第一相位分量和所述第二相位分量的均值作为所述中心载波的相位增量；
若M取值大于1，则基于相位增量确定公式确定所述中心载波的相位增量；
Figure BDA0002976753870000115
其中，deltaphase表示所述中心载波的相位增量；sum()表示求和；
Figure BDA0002976753870000118
表示所述第M个频域值的相位；
Figure BDA0002976753870000117
表示所述第M+1个频域值的相位；
执行所述基于所述中心载波的相位增量对上一次跟踪的相位进行频域相位补偿，得到跟踪的相位，所述处理器被配置为：
将所述相位增量累加到上一符号跟踪的相位结果中，得到当前符号的相位。
在一些实施例中，执行所述获取无线信号的信道估计结果，所述处理器被配置为：
采用当前符号对应的时域导频信号、采用最小二乘LS信道估计方式对所述无线信号进行信道估计，获得所述信道估计结果。
第四方面、本申请实施例还提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于使计算机执行第一方面中任一项所述的方法。
第五方面、本申请实施例还提供一种计算机程序产品，包括程序代码，当所述计算机程序产品在所述电子设备运行时，使得所述电子设备执行第一方面中任一项所述的方法。
另外，第一方面至第十方面中任一种实现方式所带来的技术效果可参见第一方面中不同实现方式所带来的技术效果，此处不再赘述。
本申请的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的相位追踪的原理示意图；
图2-图5为本申请实施例提供的无线信号载波相位跟踪方法的流程示意图；
图6为本申请实施例提供的无线信号载波相位跟踪方法的一种应用场景示意图；
图7为本申请实施例提供的无线信号载波相位跟踪方法的效果示意图；
图8为本申请实施例提供的通信设备的结构示意图；
图9为本申请实施例提供的无线信号载波相位跟踪装置的结构示意图。
具体实施方式
以下，对本申请实施例中的部分用语进行解释说明，以便于本领域技术人员理解。
(1)本申请实施例中，名词“网络”和“系统”经常交替使用，但本领域的技术人员可以理解其含义。
(2)本申请实施例中术语“多个”是指两个或两个以上，其它量词与之类似。
(3)“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。
本申请实施例提供的技术方案可以适用于多种系统，尤其是5G系统。例如适用的系统可以是全球移动通讯(global system of mobile communication，GSM)系统、码分多址(code division multiple access，CDMA)系统、宽带码分多址(Wideband CodeDivision Multiple Access，WCDMA)通用分组无线业务(general packet radio service，GPRS)系统、长期演进(long term evolution，LTE)系统、LTE频分双工(frequencydivision duplex，FDD)系统、LTE时分双工(time division duplex，TDD)系统、高级长期演进(long term evolution advanced，LTE-A)系统、通用移动系统(universal mobiletelecommunication system，UMTS)、全球互联微波接入(worldwide interoperabilityfor microwave access，WiMAX)系统、5G新空口(New Radio,NR)系统等。这多种系统中均包括终端设备和网络侧设备。系统中还可以包括核心网部分，例如演进的分组系统(EvlovedPacket System,EPS)、5G系统(5GS)等。
本申请实施例涉及的终端设备，可以是指向用户提供语音和/或数据连通性的设备，具有无线连接功能的手持式设备、或连接到无线调制解调器的其他处理设备等。在不同的系统中，终端设备的名称可能也不相同，例如在5G系统中，终端设备可以称为用户设备(User Equipment，UE)。无线终端设备可以经无线接入网(Radio Access Network,RAN)与一个或多个核心网(Core Network,CN)进行通信，无线终端设备可以是移动终端设备，如移动电话(或称为“蜂窝”电话)和具有移动终端设备的计算机，例如，可以是便携式、袖珍式、手持式、计算机内置的或者车载的移动装置，它们与无线接入网交换语言和/或数据。例如，个人通信业务(Personal Communication Service，PCS)电话、无绳电话、会话发起协议(Session Initiated Protocol，SIP)话机、无线本地环路(Wireless Local Loop，WLL)站、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)等设备。无线终端设备也可以称为系统、订户单元(subscriber unit)、订户站(subscriber station)，移动站(mobilestation)、移动台(mobile)、远程站(remote station)、接入点(access point)、远程终端设备(remote terminal)、接入终端设备(access terminal)、用户终端设备(userterminal)、用户代理(user agent)、用户装置(user device)，本申请实施例中并不限定。
本申请实施例涉及的网络侧设备，可以是核心网和/或基站，该基站可以包括多个为终端提供服务的小区。根据具体应用场合不同，基站又可以称为接入点，或者可以是接入网中在空中接口上通过一个或多个扇区与无线终端设备通信的设备，或者其它名称。网络侧设备可用于将收到的空中帧与网际协议(Internet Protocol，IP)分组进行相互更换，作为无线终端设备与接入网的其余部分之间的路由器，其中接入网的其余部分可包括网际协议(IP)通信网络。网络侧设备还可协调对空中接口的属性管理。例如，本申请实施例涉及的网络侧设备可以是全球移动通信系统(Global System for Mobile communications，GSM)或码分多址接入(Code Division Multiple Access，CDMA)中的网络侧设备(BaseTransceiver Station，BTS)，也可以是带宽码分多址接入(Wide-band Code DivisionMultiple Access，WCDMA)中的网络侧设备(NodeB)，还可以是长期演进(long termevolution，LTE)系统中的演进型网络侧设备(evolutional Node B，eNB或e-NodeB)、5G网络架构(next generation system)中的5G基站(gNB)，也可以是家庭演进基站(Homeevolved Node B，HeNB)、中继节点(relay node)、家庭基站(femto)、微微基站(pico)等，本申请实施例中并不限定。在一些网络结构中，网络侧设备可以包括集中单元(centralizedunit，CU)节点和分布单元(distributed unit，DU)节点，集中单元和分布单元也可以地理上分开布置。
本申请实施例描述的网络架构以及业务场景是为了更加清楚的说明本申请实施例的技术方案，并不构成对于本申请实施例提供的技术方案的限定，本领域普通技术人员可知，随着网络架构的演变和新业务场景的出现，本申请实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
首先，为便于理解，下面对相关技术的情况进行分析说明，应当理解的是下文对相关技术的分析也属于本申请实施例的一部分。
有鉴于相关技术中通过测量无线通信系统本身的参考信号来获得载波相位测量值进行载波相位定位，虽不依赖GNSS卫星信号，但该方案对抗多径和噪声的能力较差，在信噪比较低和多径较为严重场景无法工作的问题。本申请提出一种无线信号载波相位跟踪方法及相关装置。
本申请中通过为了对抗无线信号中相位跟踪中的噪声干扰和NLos多径，提出基于时域抽头Los径主分量提取的方法进行相位跟踪。如图2所示，为本申请提供的无线信号载波相位跟踪方法的主要流程示意图：
本申请实施例中，可首先对无线信号进行信道估计，得到信道估计结果。实施时，可采用当前符号对应的时域导频信号、采用最小二乘LS信道估计方式对无线信号进行信道估计，获得信道估计结果。
采用最小二乘方式进行信道估计实现简单，便于后续准确的进行载波相位定位。
得到信道估计结果之后，可以在步骤201中，获取无线信号的信道估计结果。
在步骤202中，在时域提取信道估计结果的主分量；
如可实施为如图3所示的步骤来提取主分量，包括：
在步骤301中，对信道估计结果进行离散傅里叶变换，得到时域信号。
实施时，可采用可以基于FFT(fast Fourier transform，快速傅里叶变换方法)快速得到时域信号，降低计算复杂度。
在步骤302中，从时域信号中筛选出预设时域窗口内的时域信号分量。
一种实施方式为，假设信道估计结果中包括的载波数量为N；在预设时域窗口内按照第一指定步长进行取值，分别确定每个取值和N值的求余运算结果；然后，将各求余运算结果对应的时域信号分量作为筛选出的预设时域窗口内的时域信号分量。
其表达式可如公式(1)所示，
kk＝mod(-WinL1+1：WinL2，N) (1)
htemp＝h(kk)
在公式(1)中，kk表示求余运算结果；WinL1和WinL2共同来描述预设时域窗口的尺寸，取值大小可以根据实际需求设定。-WinL1+1：WinL2表示从-WinL1开始取值，指定步长为1直至取值到WinL2为止。htemp表示得到的时域抽头的时域信号分量。
通过公式(1)可知，得到长度为(WinL1+WinL2+1)长度的KK。公式1中实现了从信道估计结果的时域信号中筛选出以上KK值的时域信号分量。
本申请实施例中，通过预设时域窗口和简单的取模计算既能够初步筛选出时域信号分量作为候选主分量，通过较低复杂度的计算，即可粗筛出可能的主分量，为后续进一步精确的筛选出主分量提供方便。
本申请实施例中，基于Los径主分量的特征，可以基于功率值进行主分量的筛选，可在步骤303中，基于各个时域信号分量的功率值，筛选出时域信号分量的主分量。
一种可选的实施方式，可首先确定各时域信号分量的最大功率值；基于最大功率值与指定比例阈值的乘积作为功率阈值，然后将功率值大于或等于功率阈值的时域信号分量作为候选主分量；进一步的，在候选主分量中，进一步采用预设窗口筛选出最终的主分量。
如，在预设窗口内按照第二指定步长取值，分别确定每个取值和N值的求余运算结果；其中，N为信道估计结果中包括的载波数量；然后，将各求余运算结果对应的候选主分量作为主分量。
继续以公式(1)中的例子为例，由于筛选出的KK不连续，为例便于后续计算，可以将KK转换到连续的取值空间。例如经转换后kk用i表示，i取值为0-WinL1+WinL2。由此，可基于公式(2)所示得到最大功率值。
htemp_p(i)＝(htemp(i).real)2+(htemp(i).imag)2 (2)
htemp_p_max＝max(htemp_p(i))
在公式(2)中，表示第i个时域信号分量的功率值，htemp(i).real表示第i个时域信号分量的实部，htemp(i).imag表示第i个时域信号分量的虚部，htemp_p_max表示各时域信号分量的最大功率值，max()表示取最大值。
由此，可以确定出各时域信号分量的最大功率值htemp_p_max，基于此可得到功率阈值为
Figure BDA0002976753870000171
其中，p_thr为指定比例阈值，是一个可根据实际需求设置的值。
由此，可通过公式(3)筛选出候选主分量。
htemp_p(i)＞＝htemp_p_max*p_thr (3)
由此，本申请实施例，通过时域加长的方式，基于功率的比较可以实现逐步的准确提取出Nlos经时域信号的候选主分量。
候选主分量的索引号为i，然后求得index＝kk(i)；这里，是指从i映射回原来的索引号kk，即index表示候选主分量对应的载波的索引号KK。
然后通过公式(4)所示的方式，采用求余运算获得最终的主分量。
hindex_list＝mod(index+[-L：1：L]，N) (4)
hslelect＝h(hindex_list)
在公式(4)中，hindex_list表示从i中选择出的主分量标识，index表示候选主分量对应的载波的索引号，表示从-L取值，每次第二指定步长取值为1，取值上限为L，L大于等于1其取值可以配置。hslelect标识将i映射回KK。由此可知，可得到主分量索引列表长度为2L+1。
由此，本申请实施例通过功率初筛出候选主分量，然后基于求余运算能够简单的筛选出最终的主分量。
在步骤203中，对提取的主分量在时域进行相位跟踪补偿，得到时域补偿信号。
为了实现时域相位补偿，本申请实施例中，采用上一次跟踪的相位作为补偿值，对筛选出的主分量进行相位跟踪补偿，得到时域补偿信号；
其中相位跟踪补偿公式，如公式(5)所示：
Figure BDA0002976753870000181
在公式(4)中，h′select表示时域补偿信号；hselect表示主分量的时域信号；
Figure BDA0002976753870000182
的初始值为0，
Figure BDA0002976753870000183
表示上一次跟踪的相位。
本申请实施例中，仅对选出h分量(即主分量)做相位跟踪补偿，补偿值为上一个符号相位值或者预测的上一个符号的跟踪的相位值，初始值为0。由此时域相位补偿计算复杂度低，对资源消耗少。
在步骤204中，基于时域补偿信号，确定信道估计结果的中心载波的相位增量。
为了实现频域的相位补偿，完成载波相位定位，本申请实施例中，通过对频域值的提取，考虑直流分量的影响使得最终确定的相位增量的确定更加符合实际情况。如图4所示，可实施为：
在步骤401中，基于频域值确定公式(6)，确定信道估计结果中的中心载波的p个载波频域值；
Figure BDA0002976753870000184
Figure BDA0002976753870000185
p＝2M+1
在公式(6)中，k表示中心载波标号；M为预设值；[-M：1：M]表示从-M开始取值，每次取值步长为1直至取值到M为止；N为信道估计结果中包括的载波数量；L为预设值，表示预设窗口的长度；h′select(n)表示第n个时域补偿信号；表示主分量中第n个主分量的载波标识；hindex_list(n)表示所述主分量中第n个主分量的索引号(即KK)。
为了避免直流分量带来的干扰，可在步骤402中，剔除第M+1个频域值，得到频域值序列。
在步骤403中，基于M的取值，确定频域值序列中第M个频域值对应的第一相位分量和第M+1个频域值对象的第二相位分量。
一种可能的实施方式如图4所示：
在步骤4031中，若M取值为1，则确定频域值序列中第M个频域值的相位作为第一相位分量，并确定第M+1个频域值的相位作为第二相位分量；
在步骤4032中，若M取值大于1，则对第M+1个频域值至第2M-1个频域值，基于第一相位确定公式确定第一相位分量；对第M个频域值至第2个频域值，基于第二相位确定公式确定第二相位分量。
第一相位确定公式如公式(7)所示：
Figure BDA0002976753870000191
公式(7)中，
Figure BDA0002976753870000192
表示所述第一相位分量；atan2表示求反正切；X′()表示频域值，X′(m)表示第m个频域值；conj表示共轭；
第二相位确定公式如公式(8)所示：
Figure BDA0002976753870000193
公式(8)中，
Figure BDA0002976753870000194
表示所述第二相位分量；atan2表示求反正切；X′()表示频域值，X′(m)表示第m个频域值；conj表示共轭。
本申请实施例中通过对频域值的提取，并分情况来确定第一相位分量和第二相位分量，使得这两个分量的确定更加符合实际情况。
在步骤404中，基于第一相位分量和第二相位分量，确定中心载波的相位增量。
可实施为，如图4所示：
在步骤4041中，若M取值为1，则确定第一相位分量和第二相位分量的均值作为中心载波的相位增量；
在步骤4042中，若M取值大于1，则基于相位增量确定公式(9)确定中心载波的相位增量；
Figure BDA0002976753870000201
公式(9)中，deltaphase表示中心载波的相位增量；sum()表示求和；
Figure BDA0002976753870000202
表示第M个频域值的相位；
Figure BDA0002976753870000203
表示第M+1个频域值的相位。
本申请实施例中分情况来确定相位增量，使得最终补偿的相位更加准确。
在步骤205中，基于中心载波的相位增量对上一次跟踪的相位进行频域相位补偿，得到跟踪的相位。
可实施为，将相位增量累加到上一符号跟踪的相位结果中，得到当前符号的相位。如公式(10)所示，
Figure BDA0002976753870000204
在公式(10)中，
Figure BDA0002976753870000205
表示最终跟踪得到的相位，
Figure BDA0002976753870000206
表示上一符号跟踪的相位结果。
下面以一个具体实施例对本申请实施例提供的无线信号载波相位跟踪方法做进一步说明。
实施例一：
如图5所示，包括以下步骤：
步骤501：获取无线信号的信道估计结果Hls(k)；
其中，k＝0，1，2，3，..N-1。N为信号子载波数。
步骤502：针对符号上频域结果Hls(k)进行N点的IDFT，获取时域抽头h(m)；
其中，m＝0，1，2，3，..N-1；
步骤503：采用时域加大窗，获取时域信号分量htemp：
如公式(1)所描述的，kk＝mod(-WinL1+1：WinL2，N) (1)
htemp＝h(kk)
在公式(1)中，kk表示求余运算结果；WinL1和WinL2共同来描述预设时域窗口的尺寸，取值大小可以根据实际需求设定。-WinL1+1：WinL2表示从-WinL1开始取值，指定步长为1直至取值到WinL2为止。htemp表示得到的时域抽头的时域信号分量。
这里，数组-WinL1每次+1直至WinL2，分别计算一次mod值，得到长度为L1+L2+1的kk，然后从h(m)选择出这些kk，下面采用i对kk重新编号以使得筛选出的时域信号分量标识连续，即使得选择出的索引号kk连续。
步骤504：计算htemp的功率值，并计算最大功率值：
如公式(2)所示，公式(2)所示得到最大功率值。
htemp_p(i)＝(htemp(i).real)2+(htemp(i).imag)2 (2)
htemp_p_max＝max(htemp_p(i))
在公式(2)中，表示第i个时域信号分量的功率值，htemp(i).real表示第i个时域信号分量的实部，htemp(i).imag表示第i个时域信号分量的虚部，htemp_p_max表示各时域信号分量的最大功率值，max()表示取最大值。
由此，可以确定出各时域信号分量的最大功率值htemp_p_max，基于此可得到功率阈值为
Figure BDA0002976753870000211
其中，p_thr为指定比例阈值，是一个可根据实际需求设置的值。
然后，在步骤505：筛选时域首径，从htemp_p的最前面遍历，得到候选主分量。
如果：htemp_p(i)＞＝htemp_p_max*p_thr则，返回i值，获取index＝kk(i)；这里，是指从i映射回原来的索引号kk。
步骤506：根据取窗参数L，获取h主分量索引列表和h抽头分量：
该步骤可实施为如公式(4)所示：
hindex_list＝mod(index+[-L：1：L]，N) (4)
hslelect＝h(hindex_list)
在公式(4)中，hindex_list表示从i中选择出的主分量标识，index表示主分量的索引号(即kk)，表示从-L取值，每次第二指定步长取值为1，取值上限为L，L大于等于1其取值可以配置。hslelect标识将i映射回KK。由此可知，可得到主分量索引列表长度为2L+1。
其中L取值可配，要求大于等于1，典型值取2，Index按照从0计数描述。这里，hindex_list和hselect长度均为2L+1。
步骤507：完成对主分量的符号级相位补偿。
此步骤仅对选出hselect分量做相位跟踪补偿，补偿值为上一个符号相位值或者预测的上一个符号的跟踪的相位值，初始值为0；
时域相位跟踪补偿如公式如公式(5)所示：
Figure BDA0002976753870000221
在公式(4)中，h′select表示时域补偿信号；hselect表示主分量的时域信号；
Figure BDA0002976753870000222
的初始值为0，
Figure BDA0002976753870000223
表示上一次跟踪的相位。
步骤508：计算中心载波2M+1个载波频域值：
基于以下频域值确定公式(6)，确定信道估计结果中的中心载波的p个载波频域值；
Figure BDA0002976753870000224
Figure BDA0002976753870000225
p＝2M+1
在公式(6)中，k表示中心载波标号；M为预设值；[-M：1：M]表示从-M开始取值，每次取值步长为1直至取值到M为止；N为信道估计结果中包括的载波数量；L为预设值，表示预设窗口的长度；h′select(n)表示第n个时域补偿信号；hindex_list(n)表示所述主分量中第n个主分量的索引号。
其中，M可配，大于等于1；这里，k取值多个，所以X(k)有长度为2M+1。
步骤509：计算X(k)相位，考虑直流分量有可能带来的影响，剔除第M+1的值，得到X’(m)；
其中对m重新编号，m＝1，2，3...2M。
步骤5010：计算X’(M)和X’(M+1)的第一相位分量和第二相位分量。
当M＝1时候，第一相位分量和第二相位分量分别为X’(M)的相位值
Figure BDA0002976753870000231
和和X’(M+1)的相位值
Figure BDA0002976753870000232
当M大于1的情况，按照如下方法得到第M个频域值对应的第一相位分量和第M+1个频域值对象的第二相位分量
for m＝M+1：2M-1
Figure BDA0002976753870000233
end
for m＝M：2
Figure BDA0002976753870000234
end
即，对于m取值从M+1到2M-1，则按照公式(7)确定第一相位分量
Figure BDA0002976753870000235
对于m取值从M到2，按照公式(8)确定第一相位分量
Figure BDA0002976753870000236
在步骤5011：计算等效中心载波的相位。
其中，如果M为1，则
Figure BDA0002976753870000237
否则，如公式(9)所示，：
Figure BDA0002976753870000238
公式(9)中，deltaphase表示中心载波的相位增量；sum()表示求和；
Figure BDA0002976753870000239
表示第M个频域值的相位；
Figure BDA00029767538700002310
表示第M+1个频域值的相位；
步骤5012：更新时间累积值，并作为实时的相位输出。
即如公式(10)所示，
Figure BDA00029767538700002311
在公式(10)中，
Figure BDA00029767538700002312
表示最终跟踪得到的相位，
Figure BDA00029767538700002313
表示上一符号跟踪的相位结果。
实施例二：
一种应用场景如图6所示，图6中所示为典型的室内定位布置场景。UE发送上行信号，多个不同位置的TRP完成信号的接收和相位跟踪，LMF收集多个TRP的载波相位信息，利用载波相位信息和TRP坐标，完成位置跟踪和定位，可以达到cm级位置解算精度，如图7所示，在Los信道为主环境中，定位误差都在3cm以下。
如图8所示，本申请实施例提供通信设备的结构示意图，该通信设备可以为网络侧设备或终端设备，包括，处理器800、存储器801和收发机802；
处理器800负责管理总线架构和通常的处理，存储器801可以存储处理器800在执行操作时所使用的数据。收发机802用于在处理器800的控制下接收和发送数据。
总线架构可以包括任意数量的互联的总线和桥，具体由处理器800代表的一个或多个处理器和存储器801代表的存储器的各种电路链接在一起。总线架构还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口提供接口。处理器800负责管理总线架构和通常的处理，存储器801可以存储处理器801在执行操作时所使用的数据。
本申请实施例揭示的流程，可以应用于处理器800中，或者由处理器800实现。在实现过程中，信号处理流程的各步骤可以通过处理器800中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。处理器800可以是通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列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，可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器801，处理器800读取存储器801中的信息，结合其硬件完成数据传输的处理流程的步骤。
具体地，处理器800，用于读取存储器801中的程序并执行：
获取无线信号的信道估计结果；
在时域提取所述信道估计结果的主分量；
对提取的所述主分量在时域进行相位跟踪补偿，得到时域补偿信号；
基于所述时域补偿信号，确定所述信道估计结果的中心载波的相位增量；
基于所述中心载波的相位增量对上一次跟踪的相位进行频域相位补偿，得到跟踪的相位。
在一些实施例中，执行所述在时域提取所述信道估计结果的主分量，所述处理器被配置为：
对所述信道估计结果进行离散傅里叶变换，得到时域信号；
从所述时域信号中筛选出预设时域窗口内的时域信号分量；
基于各个时域信号分量的功率值，筛选出时域信号分量的主分量。
在一些实施例中，执行所述从所述时域信号中筛选出预设时域窗口内的时域信号分量，所述处理器被配置为：
在所述预设时域窗口内按照第一指定步长进行取值，分别确定每个取值和N值的求余运算结果；其中，N为所述信道估计结果中包括的载波数量；
将各求余运算结果对应的时域信号分量作为筛选出的所述预设时域窗口内的时域信号分量。
在一些实施例中，执行所述基于各个时域信号分量的功率值，筛选出时域信号分量的主分量，所述处理器被配为：
确定各所述时域信号分量的最大功率值；
将功率值大于或等于功率阈值的时域信号分量作为候选主分量，其中所述功率阈值为所述最大功率值与指定比例阈值的乘积；
在预设窗口内按照第二指定步长取值，分别确定每个取值和N值的求余运算结果；其中，N为所述信道估计结果中包括的载波数量；
将各求余运算结果对应的候选主分量作为主分量。
在一些实施例中，执行所述对提取的所述主分量在时域进行相位跟踪补偿，得到时域补偿信号，所述处理器被配置为：
采用所述上一次跟踪的相位作为补偿值，对筛选出的主分量进行相位跟踪补偿，得到时域补偿信号；
其中相位跟踪补偿公式包括：
Figure BDA0002976753870000261
其中,h′select表示所述时域补偿信号；hselect表示所述主分量的时域信号；
Figure BDA0002976753870000262
的初始值为0，
Figure BDA0002976753870000263
表示所述上一次跟踪的相位。
在一些实施例中，执行所述基于所述时域补偿信号，确定所述信道估计结果的中心载波的相位增量，所述处理器被配置为：
基于以下频域值确定公式，确定所述中心载波的p个载波频域值；
Figure BDA0002976753870000264
Figure BDA0002976753870000265
p＝2M+1
其中，k表示中心载波标号；M为预设值；[-M:1:M]表示从-M开始取值，每次取值步长为1直至取值到M为止；N为所述信道估计结果中包括的载波数量；L为预设值，表示预设窗口的长度；h′select(n)表示第n个时域补偿信号；hindex_list(n)表示所述主分量中第n个主分量的索引号；
剔除第M+1个频域值，得到频域值序列；
基于M的取值，确定所述频域值序列中第M个频域值对应的第一相位分量和第M+1个频域值对象的第二相位分量；
基于所述第一相位分量和所述第二相位分量，确定所述中心载波的相位增量。
在一些实施例中，执行所述基于M的取值，确定所述频域值序列中第M个频域值对应的第一相位分量和第M+1个频域值对象的第二相位分量，所述处理器被配置为：
若M取值为1，则确定所述频域值序列中第M个频域值的相位作为所述第一相位分量，并确定所述第M+1个频域值的相位作为所述第二相位分量；
若M取值大于1，则对第M+1个频域值至第2M-1个频域值，基于以下第一相位确定公式确定所述第一相位分量；对第M个频域值至第2个频域值，基于以下第二相位确定公式确定所述第二相位分量；
所述第一相位确定公式包括：
Figure BDA0002976753870000271
其中，
Figure BDA0002976753870000272
表示所述第一相位分量；atan2表示求反正切；X′()表示频域值，X′(m)表示第m个频域值；conj表示共轭；
所述第二相位确定公式包括：
Figure BDA0002976753870000273
其中，
Figure BDA0002976753870000274
表示所述第二相位分量；atan2表示求反正切；X′()表示频域值，X′(m)表示第m个频域值；conj表示共轭。
在一些实施例中，执行所述基于所述第一相位分量和所述第二相位分量，确定所述中心载波的相位增量，所述处理器被配置为：
若M取值为1，则确定所述第一相位分量和所述第二相位分量的均值作为所述中心载波的相位增量；
若M取值大于1，则基于相位增量确定公式确定所述中心载波的相位增量；
Figure BDA0002976753870000275
其中，deltaphase表示所述中心载波的相位增量；sum()表示求和；
Figure BDA0002976753870000276
表示所述第M个频域值的相位；
Figure BDA0002976753870000277
表示所述第M+1个频域值的相位；
执行所述基于所述中心载波的相位增量对上一次跟踪的相位进行频域相位补偿，得到跟踪的相位，所述处理器被配置为：
将所述相位增量累加到上一符号跟踪的相位结果中，得到当前符号的相位。
在一些实施例中，执行所述获取无线信号的信道估计结果，所述处理器被配置为：
采用当前符号对应的时域导频信号、采用最小二乘LS信道估计方式对所述无线信号进行信道估计，获得所述信道估计结果。
如图9所示，本申请实施例提供一种无线信号载波相位跟踪装置900，包括：
信道估计结果获取模块901，用于获取无线信号的信道估计结果；
主分量提取模块902，用于在时域提取所述信道估计结果的主分量；
时域补偿模块903，用于对提取的所述主分量在时域进行相位跟踪补偿，得到时域补偿信号；
相位增量确定模块904，用于基于所述时域补偿信号，确定所述信道估计结果的中心载波的相位增量；
相位定位模块905，用于基于所述中心载波的相位增量对上一次跟踪的相位进行频域相位补偿，得到跟踪的相位。
在一些实施例中，所述主分量提取模块，用于：
对所述信道估计结果进行离散傅里叶变换，得到时域信号；
从所述时域信号中筛选出预设时域窗口内的时域信号分量；
基于各个时域信号分量的功率值，筛选出时域信号分量的主分量。
在一些实施例中，执行所述从所述时域信号中筛选出预设时域窗口内的时域信号分量，所述主分量提取模块，用于：
在所述预设时域窗口内按照第一指定步长进行取值，分别确定每个取值和N值的求余运算结果；其中，N为所述信道估计结果中包括的载波数量；
将各求余运算结果对应的时域信号分量作为筛选出的所述预设时域窗口内的时域信号分量。
在一些实施例中，执行所述基于各个时域信号分量的功率值，筛选出时域信号分量的主分量，所述主分量提取模块，用于：
确定各所述时域信号分量的最大功率值；
将功率值大于或等于功率阈值的时域信号分量作为候选主分量，其中所述功率阈值为所述最大功率值与指定比例阈值的乘积；
在预设窗口内按照第二指定步长取值，分别确定每个取值和N值的求余运算结果；其中，N为所述信道估计结果中包括的载波数量；
将各求余运算结果对应的候选主分量作为主分量。
在一些实施例中，所述时域补偿模块，用于：
采用所述上一次跟踪的相位作为补偿值，对筛选出的主分量进行相位跟踪补偿，得到时域补偿信号；
其中相位跟踪补偿公式包括：
Figure BDA0002976753870000291
其中,h′select表示所述时域补偿信号；hselect表示所述主分量的时域信号；
Figure BDA0002976753870000292
的初始值为0，
Figure BDA0002976753870000293
表示所述上一次跟踪的相位。
在一些实施例中，所述相位增量确定模块，用于：
基于以下频域值确定公式，确定所述中心载波的p个载波频域值；
Figure BDA0002976753870000294
Figure BDA0002976753870000295
p＝2M+1
其中，k表示中心载波标号；M为预设值；[-M:1:M]表示从-M开始取值，每次取值步长为1直至取值到M为止；N为所述信道估计结果中包括的载波数量；L为预设值，表示预设窗口的长度；h′select(n)表示第n个时域补偿信号；hindex_list(n)表示所述主分量中第n个主分量的索引号；
剔除第M+1个频域值，得到频域值序列；
基于M的取值，确定所述频域值序列中第M个频域值对应的第一相位分量和第M+1个频域值对象的第二相位分量；
基于所述第一相位分量和所述第二相位分量，确定所述中心载波的相位增量。
在一些实施例中，执行所述基于M的取值，确定所述频域值序列中第M个频域值对应的第一相位分量和第M+1个频域值对象的第二相位分量，所述相位增量确定模块，用于：
若M取值为1，则确定所述频域值序列中第M个频域值的相位作为所述第一相位分量，并确定所述第M+1个频域值的相位作为所述第二相位分量；
若M取值大于1,则对第M+1个频域值至第2M-1个频域值，基于以下第一相位确定公式确定所述第一相位分量；对第M个频域值至第2个频域值，基于以下第二相位确定公式确定所述第二相位分量；
所述第一相位确定公式包括：
Figure BDA0002976753870000301
其中，
Figure BDA0002976753870000302
表示所述第一相位分量；atan2表示求反正切；X′()表示频域值，X′(m)表示第m个频域值；conj表示共轭；
所述第二相位确定公式包括：
Figure BDA0002976753870000303
其中，
Figure BDA0002976753870000304
表示所述第二相位分量；atan2表示求反正切；X′()表示频域值，X′(m)表示第m个频域值；conj表示共轭。
在一些实施例中，执行所述基于所述第一相位分量和所述第二相位分量，确定所述中心载波的相位增量，相位增量确定模块，用于：
若M取值为1，则确定所述第一相位分量和所述第二相位分量的均值作为所述中心载波的相位增量；
若M取值大于1，则基于相位增量确定公式确定所述中心载波的相位增量；
Figure BDA0002976753870000305
其中，deltaphase表示所述中心载波的相位增量；sum()表示求和；
Figure BDA0002976753870000306
表示所述第M个频域值的相位；
Figure BDA0002976753870000307
表示所述第M+1个频域值的相位；
所述相位定位模块，用于：
将所述相位增量累加到上一符号跟踪的相位结果中，得到当前符号的相位。
在一些实施例中，所述相位增量确定模块，用于：
采用当前符号对应的时域导频信号、采用最小二乘LS信道估计方式对所述无线信号进行信道估计，获得所述信道估计结果。
以上参照示出根据本申请实施例的方法、装置(系统)和/或计算机程序产品的框图和/或流程图描述本申请。应理解，可以通过计算机程序指令来实现框图和/或流程图示图的一个块以及框图和/或流程图示图的块的组合。可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专用计算机的处理器和/或其它可编程数据处理装置，以产生机器，使得经由计算机处理器和/或其它可编程数据处理装置执行的指令创建用于实现框图和/或流程图块中所指定的功能/动作的方法。
相应地，还可以用硬件和/或软件(包括固件、驻留软件、微码等)来实施本申请。更进一步地，本申请可以采取计算机可使用或计算机可读存储介质上的计算机程序产品的形式，其具有在介质中实现的计算机可使用或计算机可读程序代码，以由指令执行系统来使用或结合指令执行系统而使用。在本申请上下文中，计算机可使用或计算机可读介质可以是任意介质，其可以包含、存储、通信、传输、或传送程序，以由指令执行系统、装置或设备使用，或结合指令执行系统、装置或设备使用。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请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 (28)

1.一种无线信号载波相位跟踪方法，其特征在于，所述方法包括：
获取无线信号的信道估计结果；
在时域提取所述信道估计结果的主分量；
对提取的所述主分量在时域进行相位跟踪补偿，得到时域补偿信号；
基于所述时域补偿信号，确定所述信道估计结果的中心载波的相位增量；
基于所述中心载波的相位增量对上一次跟踪的相位进行频域相位补偿，得到跟踪的相位。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在时域提取所述信道估计结果的主分量，包括：
对所述信道估计结果进行离散傅里叶变换，得到时域信号；
从所述时域信号中筛选出预设时域窗口内的时域信号分量；
基于各个时域信号分量的功率值，筛选出时域信号分量的主分量。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述从所述时域信号中筛选出预设时域窗口内的时域信号分量，包括：
在所述预设时域窗口内按照第一指定步长进行取值，分别确定每个取值和N值的求余运算结果；其中，N为所述信道估计结果中包括的载波数量；
将各求余运算结果对应的时域信号分量作为筛选出的所述预设时域窗口内的时域信号分量。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于各个时域信号分量的功率值，筛选出时域信号分量的主分量，包括：
确定各所述时域信号分量的最大功率值；
将功率值大于或等于功率阈值的时域信号分量作为候选主分量，其中所述功率阈值为所述最大功率值与指定比例阈值的乘积；
在预设窗口内按照第二指定步长取值，分别确定每个取值和N值的求余运算结果；其中，N为所述信道估计结果中包括的载波数量；
将各求余运算结果对应的候选主分量作为主分量。
5.根据权利要求1-4中任一所述的方法，其特征在于，所述对提取的所述主分量在时域进行相位跟踪补偿，得到时域补偿信号，包括：
采用所述上一次跟踪的相位作为补偿值，对筛选出的主分量进行相位跟踪补偿，得到时域补偿信号；
其中相位跟踪补偿公式包括：
Figure FDA0002976753860000021
其中,h′select表示所述时域补偿信号；hselect表示所述主分量的时域信号；
Figure FDA0002976753860000022
的初始值为0，
Figure FDA0002976753860000023
表示所述上一次跟踪的相位。
6.根据权利要求1-4中任一所述的方法，其特征在于，所述基于所述时域补偿信号，确定所述信道估计结果的中心载波的相位增量，包括：
基于以下频域值确定公式，确定所述中心载波的p个载波频域值；
Figure FDA0002976753860000024
Figure FDA0002976753860000025
p＝2M+1
其中，k表示中心载波标号；M为预设值；[-M:1:M]表示从-M开始取值，每次取值步长为1直至取值到M为止；N为所述信道估计结果中包括的载波数量；L为预设值，表示预设窗口的长度；h′select(n)表示第n个时域补偿信号；hindex_list(n)表示所述主分量中第n个主分量的索引号；
剔除第M+1个频域值，得到频域值序列；
基于M的取值，确定所述频域值序列中第M个频域值对应的第一相位分量和第M+1个频域值对象的第二相位分量；
基于所述第一相位分量和所述第二相位分量，确定所述中心载波的相位增量。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述基于M的取值，确定所述频域值序列中第M个频域值对应的第一相位分量和第M+1个频域值对象的第二相位分量，包括：
若M取值为1，则确定所述频域值序列中第M个频域值的相位作为所述第一相位分量，并确定所述第M+1个频域值的相位作为所述第二相位分量；
若M取值大于1,则对第M+1个频域值至第2M-1个频域值，基于以下第一相位确定公式确定所述第一相位分量；对第M个频域值至第2个频域值，基于以下第二相位确定公式确定所述第二相位分量；
所述第一相位确定公式包括：
Figure FDA0002976753860000031
其中，
Figure FDA0002976753860000032
表示所述第一相位分量；atan2表示求反正切；X′()表示频域值，X′(m)表示第m个频域值；conj表示共轭；
所述第二相位确定公式包括：
Figure FDA0002976753860000033
其中，
Figure FDA0002976753860000034
表示所述第二相位分量；atan2表示求反正切；X′()表示频域值，X′(m)表示第m个频域值；conj表示共轭。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一相位分量和所述第二相位分量，确定所述中心载波的相位增量，包括：
若M取值为1，则确定所述第一相位分量和所述第二相位分量的均值作为所述中心载波的相位增量；
若M取值大于1，则基于相位增量确定公式确定所述中心载波的相位增量；
Figure FDA0002976753860000035
其中，deltaphase表示所述中心载波的相位增量；sum()表示求和；
Figure FDA0002976753860000036
表示所述第M个频域值的相位；
Figure FDA0002976753860000037
表示所述第M+1个频域值的相位；
所述基于所述中心载波的相位增量对上一次跟踪的相位进行频域相位补偿，得到跟踪的相位，包括：
将所述相位增量累加到上一符号跟踪的相位结果中，得到当前符号的相位。
9.根据权利要求1-4中任一所述的方法，其特征在于，所述获取无线信号的信道估计结果，包括：
采用当前符号对应的时域导频信号、采用最小二乘LS信道估计方式对所述无线信号进行信道估计，获得所述信道估计结果。
10.一种通信设备，其特征在于，包括：处理器、存储器和收发机；
存储器，用于存储计算机程序；
收发机，用于在所述处理器的控制下收发数据；
处理器，用于读取所述存储器中的计算机程序并执行以下操作：
获取无线信号的信道估计结果；
在时域提取所述信道估计结果的主分量；
对提取的所述主分量在时域进行相位跟踪补偿，得到时域补偿信号；
基于所述时域补偿信号，确定所述信道估计结果的中心载波的相位增量；
基于所述中心载波的相位增量对上一次跟踪的相位进行频域相位补偿，得到跟踪的相位。
11.根据权利要求10所述的通信设备，其特征在于，执行所述在时域提取所述信道估计结果的主分量，所述处理器被配置为：
对所述信道估计结果进行离散傅里叶变换，得到时域信号；
从所述时域信号中筛选出预设时域窗口内的时域信号分量；
基于各个时域信号分量的功率值，筛选出时域信号分量的主分量。
12.根据权利要求11所述的通信设备，其特征在于，执行所述从所述时域信号中筛选出预设时域窗口内的时域信号分量，所述处理器被配置为：
在所述预设时域窗口内按照第一指定步长进行取值，分别确定每个取值和N值的求余运算结果；其中，N为所述信道估计结果中包括的载波数量；
将各求余运算结果对应的时域信号分量作为筛选出的所述预设时域窗口内的时域信号分量。
13.根据权利要求11所述的通信设备，其特征在于，执行所述基于各个时域信号分量的功率值，筛选出时域信号分量的主分量，所述处理器被配为：
确定各所述时域信号分量的最大功率值；
将功率值大于或等于功率阈值的时域信号分量作为候选主分量，其中所述功率阈值为所述最大功率值与指定比例阈值的乘积；
在预设窗口内按照第二指定步长取值，分别确定每个取值和N值的求余运算结果；其中，N为所述信道估计结果中包括的载波数量；
将各求余运算结果对应的候选主分量作为主分量。
14.根据权利要求10-13中任一所述的通信设备，其特征在于，执行所述对提取的所述主分量在时域进行相位跟踪补偿，得到时域补偿信号，所述处理器被配置为：
采用所述上一次跟踪的相位作为补偿值，对筛选出的主分量进行相位跟踪补偿，得到时域补偿信号；
其中相位跟踪补偿公式包括：
Figure FDA0002976753860000051
其中,h′select表示所述时域补偿信号；hselect表示所述主分量的时域信号；
Figure FDA0002976753860000052
的初始值为0，
Figure FDA0002976753860000053
表示所述上一次跟踪的相位。
15.根据权利要求10-13中任一所述的通信设备，其特征在于，执行所述基于所述时域补偿信号，确定所述信道估计结果的中心载波的相位增量，所述处理器被配置为：
基于以下频域值确定公式，确定所述中心载波的p个载波频域值；
Figure FDA0002976753860000054
Figure FDA0002976753860000055
p＝2M+1
其中，k表示中心载波标号；M为预设值；[-M:1:M]表示从-M开始取值，每次取值步长为1直至取值到M为止；N为所述信道估计结果中包括的载波数量；L为预设值，表示预设窗口的长度；h′select(n)表示第n个时域补偿信号；hindex_list(n)表示所述主分量中第n个主分量的索引号；
剔除第M+1个频域值，得到频域值序列；
基于M的取值，确定所述频域值序列中第M个频域值对应的第一相位分量和第M+1个频域值对象的第二相位分量；
基于所述第一相位分量和所述第二相位分量，确定所述中心载波的相位增量。
16.根据权利要求15所述的通信设备，其特征在于，执行所述基于M的取值，确定所述频域值序列中第M个频域值对应的第一相位分量和第M+1个频域值对象的第二相位分量，所述处理器被配置为：
若M取值为1，则确定所述频域值序列中第M个频域值的相位作为所述第一相位分量，并确定所述第M+1个频域值的相位作为所述第二相位分量；
若M取值大于1,则对第M+1个频域值至第2M-1个频域值，基于以下第一相位确定公式确定所述第一相位分量；对第M个频域值至第2个频域值，基于以下第二相位确定公式确定所述第二相位分量；
所述第一相位确定公式包括：
Figure FDA0002976753860000061
其中，
Figure FDA0002976753860000062
表示所述第一相位分量；atan2表示求反正切；X′()表示频域值，X′(m)表示第m个频域值；conj表示共轭；
所述第二相位确定公式包括：
Figure FDA0002976753860000063
其中，
Figure FDA0002976753860000064
表示所述第二相位分量；atan2表示求反正切；X′()表示频域值，X′(m)表示第m个频域值；conj表示共轭。
17.根据权利要求16所述的通信设备，其特征在于，执行所述基于所述第一相位分量和所述第二相位分量，确定所述中心载波的相位增量，所述处理器被配置为：
若M取值为1，则确定所述第一相位分量和所述第二相位分量的均值作为所述中心载波的相位增量；
若M取值大于1，则基于相位增量确定公式确定所述中心载波的相位增量；
Figure FDA0002976753860000071
其中，deltaphase表示所述中心载波的相位增量；sum()表示求和；
Figure FDA0002976753860000072
表示所述第M个频域值的相位；
Figure FDA0002976753860000073
表示所述第M+1个频域值的相位；
执行所述基于所述中心载波的相位增量对上一次跟踪的相位进行频域相位补偿，得到跟踪的相位，所述处理器被配置为：
将所述相位增量累加到上一符号跟踪的相位结果中，得到当前符号的相位。
18.根据权利要求10-13中任一所述的通信设备，其特征在于，执行所述获取无线信号的信道估计结果，所述处理器被配置为：
采用当前符号对应的时域导频信号、采用最小二乘LS信道估计方式对所述无线信号进行信道估计，获得所述信道估计结果。
19.一种无线信号载波相位跟踪装置，其特征在于，所述装置包括：
信道估计结果获取模块，用于获取无线信号的信道估计结果；
主分量提取模块，用于在时域提取所述信道估计结果的主分量；
时域补偿模块，用于对提取的所述主分量在时域进行相位跟踪补偿，得到时域补偿信号；
相位增量确定模块，用于基于所述时域补偿信号，确定所述信道估计结果的中心载波的相位增量；
相位定位模块，用于基于所述中心载波的相位增量对上一次跟踪的相位进行频域相位补偿，得到跟踪的相位。
20.根据权利要求19所述的装置，其特征在于，所述主分量提取模块，用于：
对所述信道估计结果进行离散傅里叶变换，得到时域信号；
从所述时域信号中筛选出预设时域窗口内的时域信号分量；
基于各个时域信号分量的功率值，筛选出时域信号分量的主分量。
21.根据权利要求20所述的装置，其特征在于，执行所述从所述时域信号中筛选出预设时域窗口内的时域信号分量，所述主分量提取模块，用于：
在所述预设时域窗口内按照第一指定步长进行取值，分别确定每个取值和N值的求余运算结果；其中，N为所述信道估计结果中包括的载波数量；
将各求余运算结果对应的时域信号分量作为筛选出的所述预设时域窗口内的时域信号分量。
22.根据权利要求20所述的装置，其特征在于，执行所述基于各个时域信号分量的功率值，筛选出时域信号分量的主分量，所述主分量提取模块，用于：
确定各所述时域信号分量的最大功率值；
将功率值大于或等于功率阈值的时域信号分量作为候选主分量，其中所述功率阈值为所述最大功率值与指定比例阈值的乘积；
在预设窗口内按照第二指定步长取值，分别确定每个取值和N值的求余运算结果；其中，N为所述信道估计结果中包括的载波数量；
将各求余运算结果对应的候选主分量作为主分量。
23.根据权利要求19-22中任一所述的装置，其特征在于，所述时域补偿模块，用于：
采用所述上一次跟踪的相位作为补偿值，对筛选出的主分量进行相位跟踪补偿，得到时域补偿信号；
其中相位跟踪补偿公式包括：
Figure FDA0002976753860000081
其中,h′select表示所述时域补偿信号；hselect表示所述主分量的时域信号；
Figure FDA0002976753860000082
的初始值为0，
Figure FDA0002976753860000083
表示所述上一次跟踪的相位。
24.根据权利要求19-22中任一所述的装置，其特征在于，所述相位增量确定模块，用于：
基于以下频域值确定公式，确定所述中心载波的p个载波频域值；
Figure FDA0002976753860000091
Figure FDA0002976753860000092
p＝2M+1
其中，k表示中心载波标号；M为预设值；[-M:1:M]表示从-M开始取值，每次取值步长为1直至取值到M为止；N为所述信道估计结果中包括的载波数量；L为预设值，表示预设窗口的长度；h′select(n)表示第n个时域补偿信号；hindex_list(n)表示所述主分量中第n个主分量的索引号；
剔除第M+1个频域值，得到频域值序列；
基于M的取值，确定所述频域值序列中第M个频域值对应的第一相位分量和第M+1个频域值对象的第二相位分量；
基于所述第一相位分量和所述第二相位分量，确定所述中心载波的相位增量。
25.根据权利要求24所述的装置，其特征在于，执行所述基于M的取值，确定所述频域值序列中第M个频域值对应的第一相位分量和第M+1个频域值对象的第二相位分量，所述相位增量确定模块，用于：
若M取值为1，则确定所述频域值序列中第M个频域值的相位作为所述第一相位分量，并确定所述第M+1个频域值的相位作为所述第二相位分量；
若M取值大于1,则对第M+1个频域值至第2M-1个频域值，基于以下第一相位确定公式确定所述第一相位分量；对第M个频域值至第2个频域值，基于以下第二相位确定公式确定所述第二相位分量；
所述第一相位确定公式包括：
Figure FDA0002976753860000093
其中，
Figure FDA0002976753860000094
表示所述第一相位分量；atan2表示求反正切；X′()表示频域值，X′(m)表示第m个频域值；conj表示共轭；
所述第二相位确定公式包括：
Figure FDA0002976753860000101
其中，
Figure FDA0002976753860000102
表示所述第二相位分量；atan2表示求反正切；X′()表示频域值，X′(m)表示第m个频域值；conj表示共轭。
26.根据权利要求25所述的装置，其特征在于，执行所述基于所述第一相位分量和所述第二相位分量，确定所述中心载波的相位增量，相位增量确定模块，用于：
若M取值为1，则确定所述第一相位分量和所述第二相位分量的均值作为所述中心载波的相位增量；
若M取值大于1，则基于相位增量确定公式确定所述中心载波的相位增量；
Figure FDA0002976753860000103
其中，deltaphase表示所述中心载波的相位增量；sum()表示求和；
Figure FDA0002976753860000104
表示所述第M个频域值的相位；
Figure FDA0002976753860000105
表示所述第M+1个频域值的相位；
所述相位定位模块，用于：
将所述相位增量累加到上一符号跟踪的相位结果中，得到当前符号的相位。
27.根据权利要求19-22中任一所述的装置，其特征在于，所述相位增量确定模块，用于：
采用当前符号对应的时域导频信号、采用最小二乘LS信道估计方式对所述无线信号进行信道估计，获得所述信道估计结果。
28.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于使计算机执行权利要求1-9中任一项所述的方法。
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