CN116527468A - 信号处理方法、装置、系统、存储介质及电子装置 - Google Patents

信号处理方法、装置、系统、存储介质及电子装置 Download PDF

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CN116527468A CN202310574657.8A CN202310574657A CN116527468A CN 116527468 A CN116527468 A CN 116527468A CN 202310574657 A CN202310574657 A CN 202310574657A CN 116527468 A CN116527468 A CN 116527468A
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Abstract

本发明公开了一种信号处理方法、装置、系统、存储介质及电子装置，涉及通信技术领域。其中，该方法包括：获取发射机输出的混频信号，其中，混频信号根据样本调制信号和本振信号确定；对混频信号进行解调，得到解调信号；根据样本调制信号和解调信号确定本振信号的相位噪声；基于相位噪声对初始调制信号进行反向补偿，得到目标调制信号。该方案中，在多个实际测试场景下，通过对初始调制信号进行反向补偿，减小误差向量幅度的恶化对数据传输的影响，提高信噪比，增大信号携带的信息量，提高数据传输速率。本发明解决了相关技术中减小EVM的恶化对数据传输的影响、提高数据传输速率成本较高，不易实现的技术问题。

Description

信号处理方法、装置、系统、存储介质及电子装置
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体而言，涉及一种信号处理方法、装置、系统、存储介质及电子装置。
背景技术
移动通信系统中通常使用移动发射机对信号进行基带处理，通过一个混频器将IQ信号调整至发射的频点，并由本振频率(local oscillator，LO)提供所需频点的单音信号，以此完成发射机对信号的处理。但在硬件实际应用中，LO信号存在噪声，特别是近端LO信号频点的噪声远大于远端LO信号频点的噪声。而近端底噪和信号相乘会导致发射信号底噪恶化，引起误差向量幅度(Error Vector Magnitude，EVM)的恶化，也即信噪比降低，进而导致信号携带的信息量降低，数据传输速率下降。
目前，通过使用噪声更低的晶振，以及加窄带模拟滤波技术来提高LO信号自身抑制噪声的能力，但噪声更低的晶振价格昂贵，且加窄带模拟滤波技术中所使用到的射频在几十千赫兹的带通滤波器造价高昂，成本较高，不易实现。
针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种信号处理方法、装置、系统、存储介质及电子装置，以至少解决相关技术中减小EVM的恶化对数据传输的影响、提高数据传输速率成本较高，不易实现的技术问题。
根据本发明其中一实施例，提供了一种信号处理方法，包括：获取发射机输出的混频信号，其中，混频信号根据样本调制信号和本振信号确定；对混频信号进行解调，得到解调信号；根据样本调制信号和解调信号确定本振信号的相位噪声；基于相位噪声对初始调制信号进行反向补偿，得到目标调制信号，其中，初始调制信号为发射机中用于发射的调制信号。
可选地，基于相位噪声对初始调制信号进行反向补偿，得到目标调制信号包括：通过功率阈值从相位噪声中提取目标相位噪声，其中，目标相位噪声的功率超过功率阈值；基于目标相位噪声对初始调制信号在时域上进行反向补偿，得到目标调制信号。
可选地，根据样本调制信号和解调信号确定本振信号的相位噪声包括：对样本调制信号和解调信号进行功率对齐和时间同步，以及对样本调制信号和解调信号基于第一范围进行相位对齐，得到第一结果；采用滑窗方式基于第二范围对第一结果进行相位对齐，得到第二结果，其中，第二范围小于第一范围，滑窗方式窗口长度小于第一结果的长度；基于第二结果确定本振信号的相位噪声。
可选地，基于第二结果确定本振信号的相位噪声包括：基于第二结果和窗口长度计算样本调制信号和解调信号的相位差；根据相位差确定本振信号的相位噪声。
可选地，样本调制信号包括第一信号和第二信号，对混频信号进行解调，得到解调信号包括：对混频信号进行解调，得到第三信号和第四信号，解调信号包括第三信号和第四信号，其中，第一信号与第三信号频率相同，第二信号与第四信号频率相同。
可选地，基于目标相位噪声对初始调制信号在时域上进行反向补偿，得到目标调制信号包括：基于目标相位和目标相位噪声对初始调制信号在时域上进行反向补偿，得到目标调制信号，其中，目标相位用于使初始调制信号和解调信号的相位起始点一致。
根据本发明其中一实施例，还提供了一种信号处理装置，包括：获取模块，获取模块用于获取发射机输出的混频信号，其中，混频信号根据样本调制信号和本振信号确定；解调模块，解调模块用于对混频信号进行解调，得到解调信号；确定模块，确定模块用于根据样本调制信号和解调信号确定本振信号的相位噪声；补偿模块，补偿模块用于基于相位噪声对初始调制信号进行反向补偿，得到目标调制信号，其中，初始调制信号为发射机中用于发射的调制信号。
可选地，补偿模块还用于通过功率阈值从相位噪声中提取目标相位噪声，其中，目标相位噪声的功率超过功率阈值；基于目标相位噪声对调制信号的至少部分频点进行反向补偿，得到目标调制信号。
可选地，确定模块还用于对样本调制信号和解调信号进行功率对齐和时间同步，以及对样本调制信号和解调信号基于第一范围进行相位对齐，得到第一结果；采用滑窗方式基于第二范围对第一结果进行相位对齐，得到第二结果，其中，第二范围小于第一范围，滑窗方式窗口长度小于第一结果的长度；基于第二结果确定本振信号的相位噪声。
可选地，确定模块还用于基于第二结果和窗口长度计算样本调制信号和解调信号的相位差；根据相位差确定本振信号的相位噪声。
可选地，解调模块还用于对混频信号进行解调，得到第三信号和第四信号，解调信号包括第三信号和第四信号，其中，第一信号与第三信号频率相同，第二信号与第四信号频率相同。
可选地，补偿模块还用于基于目标相位和目标相位噪声对调制信号的本振的至少部分频点进行反向补偿，得到目标调制信号，其中，目标相位用于使初始调制信号和解调信号的相位起始点一致。
根据本发明其中一实施例，还提供了一种信号处理系统，包括：解调设备和补偿设备，其中，解调设备，用于获取发射机输出的混频信号，其中，混频信号根据样本调制信号和本振信号确定；对混频信号进行解调，得到解调信号；补偿设备，用于根据样本调制信号和解调信号确定本振信号的相位噪声；基于相位噪声对初始调制信号进行反向补偿，得到目标调制信号。
根据本发明其中一实施例，还提供了一种计算机可读存储介质，存储介质中存储有计算机程序，其中，计算机程序被设置为在计算机或处理器上运行时，执行上述任一项中的信号处理方法。
根据本发明其中一实施例，还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，处理器被设置为运行计算机程序以执行上述任一项中的信号处理方法。
在本发明实施例中，通过获取发射机输出的、根据样本调制信号和本振信号确定的混频信号，对混频信号进行解调，得到解调信号，再根据样本调制信号和解调信号确定本振信号的相位噪声，最后基于相位噪声对初始调制信号进行反向补偿，得到目标调制信号。从而能够在发射机发射信号时对初始调制信号进行预补偿，减小对EVM的恶化，提高传输速率，且成本较低，易于实现，进而解决了相关技术中减小EVM的恶化对数据传输的影响、提高数据传输速率成本较高，不易实现的技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是发射机发射信号的简单原理框图；
图2是本振信号的噪声示意图；
图3是根据本发明其中一实施例的信号处理方法的流程示意图；
图4是根据本发明其中一实施例的信号解调的示意图；
图5是根据本发明其中一实施例的信号处理方法的流程图；
图6是根据本发明其中一实施例的滑窗方法的示意图；
图7(a)是根据本发明其中一实施例的本振信号的相位噪声的时域图；
图7(b)是根据本发明其中一实施例的本振信号的相位噪声的频域图；
图8是根据本发明其中一实施例的本振信号的噪声频点图；
图9是根据本发明其中一实施例的本振信号相位噪声的时域形状图；
图10是根据本发明其中一实施例的信号处理方法的流程框图。
具体实施方式
为了便于理解，示例性地给出了部分与本发明实施例相关概念的说明以供参考。如下所示：
I/Q信号：I信号(in-phase)表示同相信号，Q信号(quadrature)表示正交，即与I相位差90度的信号。在本发明实施例中，I/Q信号作为发射机的初始输入信号，包括I信号和Q信号，发射机发射混频信号时，是通过对初始输入信号I/Q信号进行基带处理得到混频信号，进而发射混频信号。
混频器：混频器可以将两个不同频率的信号通过相乘的方式，从而产生原本两个频率和与差的新信号，可称为“变频器”或者“频率转换器”。混频器用于在发射机中对初始输入信号以及本振信号进行混频处理，得到混频信号。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
图1是发射机发射信号的简单原理框图，如图1所示，在发射机中，基带I/Q信号会通过混频器调整到发射的频点并输出。具体地，会将I信号和LO信号相乘，并将Q信号与相位移动90度的LO信号相乘，将得到的两个乘积相加，从而得到混频信号，混频信号经过功率放大器(Power Amplifier，PA)输出，完成信号的发射。
其中，LO信号的数学表达式如下述公式(1)所示：
y＝real((I+j*Q)*exp(j*2*LO)) (1)
其中，I表示I信号频率，Q表示Q信号频率，LO表示本振频率，real函数用于计算复数的实部，j表示虚部符号，exp函数用于计算以自然常数e为底的指数函数。
硬件实际应用中，LO信号通常情况下存在噪声，特别是近LO信号频点的噪声远大于远端的噪声。图2是LO信号噪声示意图，如图2所示，图2中的横轴表示频率，纵轴表示单边带相位噪声。根据图2可以明显看出LO信号频点中近端的噪声远大于远端的噪声，与发射信号在频域中发生卷积进而引起EVM的恶化，也即输出PA信号底噪恶化，导致信噪比降低，信号携带的信息量降低，数据传输速率下降。
正如背景技术中所说的，现有技术中通过使用噪声更低的晶振，以及加窄带模拟滤波技术提高LO信号自身抑制噪声的能力，以减小EVM的恶化对数据传输的影响、提高数据传输速率成本较高，不易实现，为了解决上述问题，本申请的一种典型的实施方式中，提供了一种信号处理方法、装置、系统、存储介质及电子装置。
图3是根据本发明其中一实施例的信号处理方法的流程图，如图3所示，该流程包括如下步骤：
步骤S30，获取发射机输出的混频信号；
其中，混频信号根据样本调制信号和本振信号确定。
发射机在对信号进行基带处理时，是通过一个混频器将样本输入信号调整至发射的频点，并由本振信号提供所需频点的单音信号，从而完成混频信号的输出。样本调制信号可以理解为用于确定发射机本振信号的相噪的样本信号号，样本信号可以为相位相差90度的两个信号，例如I信号和Q信号，记作I/Q信号。本振信号可以理解为向混频器提供所需频点的单音信号，例如LO信号。混频信号可以理解为样本调制信号和本振信号经过混频器进行混频处理后的输出信号。
可选地，LO信号可以通过对压控振荡器信号进行分频或者倍频得到，本发明实施例不予限制。
示例性地，发射机中通过混频器分别将样本调制信号I信号和LO信号相乘，样本调制信号Q信号与相位移动90度的LO信号相乘，两者乘积相加输出混频信号PA，由此获取发射机输出的混频信号。
步骤S31，对混频信号进行解调，得到解调信号；
获取发射机输出的混频信号后，对混频信号进行信号解调处理，可选地，可以通过变频所使用的LO近端相噪远好于发射机的LO相噪的仪器进行解调，例如测试仪器的接收机，且所使用的仪器均为高精度仪器，其精度高于发射机，从而使得在使用仪器对混频信号进行解调时避免由于仪器精度小带来的误差。由于接收机变频所使用的LO近端相噪较小，可以忽略不计，因此可以得到准确的解调信号。
解调信号可以理解为经过信号解调处理后的混频信号，例如发射机初始调制信号为I/Q信号，则解调信号为Icap/Qcap信号。其中，Icap/Qcap信号包括Icap信号和Qcap信号，Icap信号和Qcap信号为对I/Q信号进行混频并解调的信号，而I/Q信号进行混频过程中由于LO信号会产生相噪，因此解调后的Icap信号和Qcap信号也具有相噪。由于仪器接收机的LO的相噪远小于发射机，所以Icap信号和Qcap信号包含的相位噪声主要由发射机的LO引起。
可选地，可以采用下变频或量化的方式对混频信号进行解调，示例性地，通过下变频的方式降低混频信号的载波频率，或直接去除载波频率得到基带信号，也即解调信号；或通过量化的方式将离散信号转换为数字信号，即用数值表现出信号的变化，本发明实施例不予限制。
图4是根据本发明其中一实施例的信号解调的示意图，如图4所示，图4中包括发射机和接收机，发射机用于发射混频信号，接收机中包括解调设备，用于解调混频信号。发射机的样本调制信号为I/Q信号，进行基带处理后发射混频信号，接收机对混频信号进行信号解调处理，得到解调信号Icap信号和Qcap信号。
步骤S32，根据样本调制信号和解调信号确定本振信号的相位噪声；
可以理解的是，由于发射机中通过混频器将样本输入信号调整至发射的频点，并由本振信号提供所需频点的单音信号，而发射机的本振信号通常情况均存在近端相位噪声，解调后的解调信号中也存在相位噪声，且该相位噪声主要由于本振信号造成，因此，通过发射机的样本调制信号和解调信号能够确定出本振信号的相位噪声。
示例性地，发射机样本调制信号为I/Q信号，本振信号为LO信号，解调信号为Icap信号和Qcap信号，则Icap信号和Qcap信号中存在相位噪声，且该相位噪声主要由于LO信号造成，因此通过I/Q信号和Icap/Qcap信号能够确定出LO信号的相位噪声。
根据样本调制信号和解调信号确定本振信号的相位噪声，只需根据信号处理过程中已有的信号数据即可确定出本振信号的相位噪声对数据相位波动的影响，并对本振信号的低频相噪进行建模，可选地，可以通过对本振信号相位噪声中功率大的频点进行建模，得到本振信号的低频相噪的噪声模型，从而能够更加直观精确地得知本振信号的相位噪声，且无需额外借助其他测量仪器获取数据，方法简单，易于实现。
步骤S33，基于相位噪声对初始调制信号进行反向补偿，得到目标调制信号。
其中，初始调制信号为发射机中用于发射的调制信号，即初始调制信号可以理解为发射机待发射的初始输入信号。
可以理解的是，由于本振信号的相位噪声，导致解调信号存在相位噪声，进而导致解调信号与目标调制信号存在差异，因此基于相位噪声对初始调制信号进行反向补偿可以理解为基于本振信号的相位噪声对发射机的初始输入信号进行预补偿，由此得到目标调制信号。
可选地，可以通过对本振信号相位噪声中功率大的频点进行建模，得到本振信号的低频相噪的噪声模型后，将噪声模型逆向添加至I/Q信号中，从而能够根据当前本振信号的低频相噪对初始调制信号进行反向补偿，使得对初始输入信号的预补偿更加精确，由此得到目标调制信号。
由此基于本振信号的相位噪声对初始调制信号进行反向补偿后，能够减小本振信号低频相噪对数据相位波动的影响，并减小EVM的恶化对数据传输的影响，进而提高数据传输速率。并且上述过程在发射机发射信号时就对初始调制信号进行反向补偿，从而能够在本振信号的相位噪声对初始调制信号产生影响之前就进行预补偿，大大降低发射机在发射过程中本振信号低频相噪对数据相位波动的影响。
图5是根据本发明其中一实施例的信号处理方法的流程图，如图5所示，综合说明上述步骤S30至S33的整体过程，图5中包括发射机和接收机，发射机用于发射混频信号，其中，发射机中包括补偿设备，补偿设备用于根据样本调制信号和解调信号确定本振信号的相位噪声，并根据相位噪声对初始调制信号进行反向补偿。接收机中包括解调设备，用于解调混频信号。发射机的样本调制信号为I/Q信号，本振信号为LO信号，进行基带处理后发射混频信号。接收机接收发射机发射的混频信号，并对混频信号进行信号解调处理，得到解调后的Icap信号和Qcap信号，并将解调得到的Icap/Qcap信号传输至发射机中的补偿设备。发射机中补偿设备获取样本调制信号I/Q信号和解调信号Icap/Qcap信号，并根据I/Q信号和Icap/Qcap信号确定出LO信号的相位噪声，并基于LO信号的相位噪声对I/Q信号进行反向补偿，得到目标调制信号。
通过上述步骤，通过获取发射机输出的、根据样本调制信号和本振信号确定的混频信号，对混频信号进行解调，得到解调信号，再根据样本调制信号和解调信号确定本振信号的相位噪声，最后基于相位噪声对初始调制信号进行反向补偿，得到目标调制信号。从而能够在发射机发射信号时对初始调制信号进行预补偿，减小对EVM的恶化，提高传输速率，且成本较低，易于实现，进而解决了相关技术中减小EVM的恶化对数据传输的影响、提高数据传输速率成本较高，不易实现的技术问题。
可选地，在步骤S31中，样本调制信号包括第一信号和第二信号，对混频信号进行解调，得到解调信号可以包括以下执行步骤：
步骤S310，对混频信号进行解调，得到第三信号和第四信号，解调信号包括第三信号和第四信号。
其中，第一信号与第三信号频率相同，第二信号与第四信号频率相同。
对信号进行解调可以理解为从携带消息的已调信号中恢复消息的过程，即调制的逆过程。可以理解的是，发射机的初始调制信号，即初始输出信号包括第一信号和第二信号，第一信号和第二信号通过发射机进行基带处理后输出混频信号，对混频信号进行解调，得到第三信号和第四信号。第三信号可以理解为解调后存在相位噪声的第一信号，第四信号可以理解为解调后存在相位噪声的第二信号，第一信号与第三信号频率相同，第二信号与第四信号频率相同。
可选地，可以通过将位于载波附近携带有用信息的频谱搬移到基带中，再使用相应的滤波器滤出基带信号，从而完成解调信号的过程，本发明实施例不予限制。
对混频信号进行解调后，得到第三信号和第四信号，将第三信号和第四信号确定为解调信号。可以理解的是，混频信号进行信号解调处理后，能够对混频信号进行恢复，即得到与初始调制信号频率相同的解调信号。
示例性地，发射机的样本调制信号为I/Q信号，则第一信号为I信号，第二信号为Q信号，I/Q信号通过发射机进行基带处理后输出混频信号对混频信号进行信号解调处理，得到Icap信号和Qcap信号，则第三信号为Icap信号，第四信号为Qcap信号，且Icap信号与I信号频率相同，Qcap信号与Q信号频率相同，Icap信号和Qcap信号即为解调信号。
经过对混频信号进行解调，得到解调信号，能够对发射机所输出的混频信号进行恢复，得到与样本调制信号频率相同的解调信号，从而能够为确定发射机在输出混频信号的过程中所产生的相噪，即为后续根据样本调制信号和解调信号确定本振信号的相位噪声过程中提供准确的解调信号。
可选地，在步骤S32中，根据样本调制信号和解调信号确定本振信号的相位噪声可以包括以下执行步骤：
步骤S320，对样本调制信号和解调信号进行功率对齐和时间同步，以及对样本调制信号和解调信号基于第一范围进行相位对齐，得到第一结果；
对样本调制信号和解调信号进行时间同步可以理解为，对发射机输出样本调制信号的第一时间和进行信号解调处理得到解调信号的第二时间进行功率对齐和时间同步。第一范围可以理解为相对较大的信号长度，对样本调制信号和解调信号基于第一范围进行相位对齐可以理解为，将样本调制信号和解调信号基于相对较大的信号长度对齐，即将样本调制信号和解调信号的相对较大区域的相位对齐，得到第一结果，第一结果用于表示样本调制信号和解调信号存在相对较大区域的对齐相位。
可以理解的是，基于第一范围对样本调制信号和解调信号进行相位对齐后，此时样本调制信号和解调信号只是存在相对较大区域的对齐相位，还需要对样本调制信号和解调信号进行更加精确的相位对齐，从而确定出准确的样本调制信号和解调信号的相位差，也即本振信号的相位噪声。
步骤S321，采用滑窗方式基于第二范围对第一结果进行相位对齐，得到第二结果；
其中，第二范围小于第一范围，滑窗方式窗口长度小于第一结果的长度。
滑窗方式是通过限制各个时间窗口内所能接收的最大信元数对业务量进行控制，滑窗方式窗口长度小于第一结果的长度，从而能够在使用滑窗方式对第一结果进行相位对齐时更加精准，使得样本调制信号和解调信号增加相位对齐的程度。
第二范围可以理解为相对较小的信号长度，且第二范围小于第一范围，即第二范围内的信号长度小于第一范围内的信号长度。采用滑窗方式基于第二范围对第一结果进行相位对齐可以理解为，将样本调制信号和解调信号基于相对较小的信号长度对齐，即在样本调制信号和解调信号已经存在较大区域的对齐相位的基础上，再进一步基于的相对较小区域的相位对齐，得到第二结果，第一结果用于表示样本调制信号和解调信号存在相对更大区域的对齐相位。
经过上述两次相位对齐，得到第二结果后，此时样本调制信号和解调信号已经存在相对更大区域的对齐相位，即基本实现相位对齐，从而能够更加精确地体现出样本调制信号和解调信号之间存在的局部相位差，进而保证后续确定出的本振信号的相位噪声精确性。
步骤S322，基于第二结果确定本振信号的相位噪声。
可以理解的是，经过上述两次相位对齐，得到第二结果后，第二结果中能够精确地体现出样本调制信号和解调信号之间存在的相位差，可选地，可以根据样本调制信号和解调信号之间存在的相位差确定本振信号的相位噪声。
可选地，在步骤S322中，基于第二结果确定本振信号的相位噪声可以包括以下执行步骤：
步骤S3220，基于第二结果和窗口长度计算样本调制信号和解调信号的相位差；
在采用滑窗方式对样本调制信号和解调信号进行相位对齐时，可以根据窗口长度在样本调制信号和解调信号的两端均补偿半个窗口长度的0，即信号的起点开始计算，以保证数据的完整性，从而使得样本调制信号和解调信号的相位对齐，进而根据所补偿的窗口长度确定样本调制信号和解调信号之间存在的相位差。
示例性地，图6是根据本发明其中一实施例的滑窗方法的示意图，如图6所示，图6中的样本调制信号为I/Q信号，解调信号为Icap信号和Qcap信号，采用滑窗方式对I/Q信号和Icap/Qcap信号基于第一结果再次进行相位对齐后，得到图6中所示的第二结果，图6中窗口显示为三角窗，可选地，窗口的长度及形状均可根据实际情况调整，本发明实施例不予限制，则根据图6中三角窗的窗口长度对I/Q信号和Icap/Qcap信号两端均补偿半个窗口长度的0，再根据补偿的半个窗口长度计算出I/Q信号和Icap/Qcap信号的相位差。
步骤S3221，根据相位差确定本振信号的相位噪声。
可以理解的是，由于样本调制信号是经过与本振信号进行混频处理后得到混频信号，混频信号再经过解调后得到解调信号，且一般仪器在进行解调时的本振信号相位噪声较小或为零，因此本振信号的相位噪声可以通过样本调制信号与解调信号之间的相位差确定。
可选地，可以通过根据相位差计算一个复数的相位确定本振信号的相位噪声，示例性地，当样本调制信号为I/Q信号，解调信号为Icap/Qcap信号，K表示复数，则计算过程如下述公式(2)所示：
其中，上述公式(2)中n表示时间，L表示窗口的长度，由此计算出复数K，K的相位即为本振信号的相位噪声。
示例性地，当采用平均100采样点，使用汉宁(hanning)加窗时，计算出的本振信号低频相位噪声较大，图7(a)是根据本发明其中一实施例的本振信号的相位噪声的时域图，图7(b)是根据本发明其中一实施例的本振信号的相位噪声的频域图，如图7(a)所示，图7(a)表示复数K的相位的时域图，如图7(b)所示，图7(b)表示复数K的相位的频域图，当采用平均100采样点，使用hanning加窗时，复数K的低频相位噪声显示为60KHz左右。
可选地，在步骤S33中，基于相位噪声对初始调制信号进行反向补偿，得到目标调制信号可以包括以下执行步骤：
步骤S330，通过功率阈值从相位噪声中提取目标相位噪声；
其中，目标相位噪声的功率超过功率阈值。
可以理解的是，本振信号近端的相位噪声较大，远端的相位噪声较小，且远端与近端的相位噪声不存在因果关系，因此并不需要对本振信号远端的相位噪声进行补偿，只需对本振信号近端的相位噪声进行补偿即可。功率阈值可以理解为本振信号中相对平均的功率值，例如超过该功率阈值即表示此时相位噪声较大，需要进行补偿。目标相位噪声的功率超过功率阈值，即将功率值大于功率阈值的相位噪声提取出来作为目标相位噪声。
可选地，用LOnoi表示本振信号的相位噪声，则本振信号的相位噪声可以通过数学表达式表示，如下述公式(3)所示：
LOnoi(n)＝a1sin(ω1n+θ1)+...a10sin(ω10n+θ10) (3)
其中，上述公式(3)中a表示幅度，ω表示频率，n表示时间，θ表示某时间下各个相位噪声的初始相位。
示例性地，图8是根据本发明其中一实施例的本振信号的噪声频点图，如图8所示，图8中为假设存在10个噪点的本振信号的噪声频点图，可以看出，图8中近端相位噪声较大，远端相位噪声较小，，则可以将150作为频率阈值，提取频率大于150的频点作为目标相位噪声，如图8方框中的噪声作为目标相位噪声。
示例性地，图9是根据本发明其中一实施例的本振信号相位噪声的时域形状图，如图9所示，图9中折线A表示本振信号相位噪声的全带宽噪声的时域形状，曲线B表示选取的全带宽噪声中功率较高的频点的噪声的时域形状，即从本振信号相位噪声的全带宽噪声中选取功率较高的频点的噪声作为目标相位噪声。步骤S331，基于目标相位噪声对初始调制信号在时域上进行反向补偿，得到目标调制信号。
从相位噪声中提取目标相位噪声后，基于目标相位噪声对初始调制信号的至少部分频点进行反向补偿，初始调制信号的频点由本振信号提供，即对初始调制信号的至少部分频点进行反向补偿可以理解为对本振信号中相位噪声较大的目标相位噪声进行反向补偿，得到目标调制信号。
经过上述方法对初始调制信号的至少部分频点进行反向补偿后，本振信号相位噪声的时域形状明显平缓，本振信号低频相噪对数据相位波动的影响较小，由此得到目标调制信号，从而降低本振信号低频相噪对信号EVM的影响，提高信号传输速率。
可选地，在步骤S33中，基于目标相位噪声对初始调制信号在时域上进行反向补偿，得到目标调制信号可以包括以下执行步骤：
步骤S332，基于目标相位和目标相位噪声对初始调制信号在时域上进行反向补偿，得到目标调制信号。
其中，目标相位用于使初始调制信号和解调信号的相位起始点一致。
可以理解的是，当已知目标相位噪声时，可以直接基于目标相位和目标相位噪声对初始调制信号在时域上进行反向补偿，可选地，可以通过数学公式计算出反向补偿后的目标调制信号，将补偿后的目标调制信号表示为IQnew，目标相位表示为d，则具体计算过程如下述公式(4)所示：
其中，上述公式(4)中d通过测试选值，用于使测量的起始点和发送数据起始点一致，可选地，若约定好测量的起始点和发送数据起始点一致，d可以为0，本发明实施例不予限制。
示例性地，采用上述方法在不同硬件中进行实际测试后，均可以得到较为理想的效果，具体地，经过上述信号处理方法后，能够在发射机发射信号时对初始调制信号进行预补偿，从而明显减小对EVM的恶化对数据传输的影响，例如EVM由3.5％降低至2.2％，以及由6.4％降低至4.3％，从而能够明显提高数据传输速率。
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根据上述实施例的方法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，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的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，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
在本实施例中还提供了一种信号处理装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
图10是根据本发明其中一实施例的信号处理装置的结构框图，如图10所示，以信号处理装置1000进行示例，该装置包括：获取模块1001，获取模块1001用于获取发射机输出的混频信号，其中，混频信号根据样本调制信号和本振信号确定；解调模块1002，解调模块1002用于对混频信号进行解调，得到解调信号；确定模块1003，确定模块1003用于根据样本调制信号和解调信号确定本振信号的相位噪声；补偿模块1004，补偿模块1004用于基于相位噪声对初始调制信号进行反向补偿，得到目标调制信号，其中，初始调制信号为发射机中用于发射的调制信号。
可选地，补偿模块1004还用于通过功率阈值从相位噪声中提取目标相位噪声，其中，目标相位噪声的功率超过功率阈值；基于目标相位噪声对调制信号的至少部分频点进行反向补偿，得到目标调制信号。
可选地，确定模块1003还用于对样本调制信号和解调信号进行功率对齐和时间同步，以及对样本调制信号和解调信号基于第一范围进行相位对齐，得到第一结果；采用滑窗方式基于第二范围对第一结果进行相位对齐，得到第二结果，其中，第二范围小于第一范围，滑窗方式窗口长度小于第一结果的长度；基于第二结果确定本振信号的相位噪声。
可选地，确定模块1003还用于基于第二结果和窗口长度计算样本调制信号和解调信号的相位差；根据相位差确定本振信号的相位噪声。
可选地，解调模块1002还用于对混频信号进行解调，得到第三信号和第四信号，解调信号包括第三信号和第四信号，其中，第一信号与第三信号频率相同，第二信号与第四信号频率相同。
可选地，补偿模块1004还用于基于目标相位和目标相位噪声对调制信号的本振的至少部分频点进行反向补偿，得到目标调制信号，其中，目标相位用于使初始调制信号和解调信号的相位起始点一致。
需要说明的是，上述各个模块是可以通过软件或硬件来实现的，对于后者，可以通过以下方式实现，但不限于此：上述模块均位于同一处理器中；或者，上述各个模块以任意组合的形式分别位于不同的处理器中。
本发明的实施例还提供了一种信号处理系统，包括：解调设备和补偿设备，其中，解调设备，用于获取发射机输出的混频信号，其中，混频信号根据初始调制信号和本振信号确定；对混频信号进行解调，得到解调信号；补偿设备，用于根据初始调制信号和解调信号确定本振信号的相位噪声；基于相位噪声对初始调制信号进行反向补偿，得到目标调制信号。
本发明的实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该存储介质中存储有计算机程序，其中，该计算机程序被设置为在计算机或处理器上运行时，执行上述任一项方法实施例中的步骤。
可选地，在本实施例中，上述计算机可读存储介质可以被设置为存储用于执行以下步骤的计算机程序：
步骤S1，获取发射机输出的混频信号；
步骤S2，对混频信号进行解调，得到解调信号；
步骤S3，根据样本调制信号和解调信号确定本振信号的相位噪声；
步骤S4，基于相位噪声对初始调制信号进行反向补偿，得到目标调制信号。
可选地，在本实施例中，上述计算机可读存储介质可以包括但不限于：U盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储计算机程序的介质。
本发明的实施例还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，处理器被设置为运行计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。
可选地，在本实施例中，上述电子装置中的处理器可以被设置为运行计算机程序以执行以下步骤：
步骤S1，获取发射机输出的混频信号；
步骤S2，对混频信号进行解调，得到解调信号；
步骤S3，根据样本调制信号和解调信号确定本振信号的相位噪声；
步骤S4，基于相位噪声对初始调制信号进行反向补偿，得到目标调制信号。
可选地，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
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单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个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。
所述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，本发明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(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
1)、本发明的信号处理方法中，首先，通过获取发射机输出的、根据样本调制信号和本振信号确定的混频信号，对混频信号进行解调，得到解调信号，再根据样本调制信号和解调信号确定本振信号的相位噪声，最后基于相位噪声对初始调制信号进行反向补偿，得到目标调制信号。相比现有技术中通过使用噪声更低的晶振，以及加窄带模拟滤波技术来提高LO信号自身抑制噪声的能力，但噪声更低的晶振价格昂贵，且加窄带模拟滤波技术中所使用到的射频在几十千赫兹的带通滤波器造价高昂，成本较高，不易实现的问题，本发明直接通过基于相位噪声对初始调制信号进行反向补偿，得到目标调制信号，从而能够在发射机发射信号时对初始调制信号进行预补偿，减小对EVM的恶化对数据传输的影响，提高传输速率，且成本较低，易于实现。
2)、本发明的信号处理装置中，通过上述获取模块获取发射机输出的混频信号，其中，混频信号根据样本调制信号和本振信号确定，通过解调模块对混频信号进行解调，得到解调信号，通过确定模块根据样本调制信号和解调信号确定本振信号的相位噪声，并通过补偿模块基于相位噪声对初始调制信号进行反向补偿，得到目标调制信号。相比现有技术中通过使用噪声更低的晶振，以及加窄带模拟滤波技术来提高LO信号自身抑制噪声的能力，但噪声更低的晶振价格昂贵，且加窄带模拟滤波技术中所使用到的射频在几十千赫兹的带通滤波器造价高昂，成本较高，不易实现的问题，本发明直接通过基于相位噪声对初始调制信号进行反向补偿，得到目标调制信号，从而能够在发射机发射信号时对初始调制信号进行预补偿，减小对EVM的恶化对数据传输的影响，提高传输速率，且成本较低，易于实现。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种信号处理方法，其特征在于，包括：
获取发射机输出的混频信号，其中，所述混频信号根据样本调制信号和本振信号确定；
对所述混频信号进行解调，得到解调信号；
根据所述样本调制信号和所述解调信号确定所述本振信号的相位噪声；
基于所述相位噪声对初始调制信号进行反向补偿，得到目标调制信号，其中，所述初始调制信号为所述发射机中用于发射的调制信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述相位噪声对所述初始调制信号进行反向补偿，得到目标调制信号包括：
通过功率阈值从所述相位噪声中提取目标相位噪声，其中，所述目标相位噪声的功率超过所述功率阈值；
基于所述目标相位噪声对所述初始调制信号在时域上进行反向补偿，得到目标调制信号。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述样本调制信号和所述解调信号确定所述本振信号的相位噪声包括：
对所述样本调制信号和所述解调信号进行功率对齐和时间同步，以及对所述样本调制信号和所述解调信号基于第一范围进行相位对齐，得到第一结果；
采用滑窗方式基于第二范围对所述第一结果进行相位对齐，得到第二结果，其中，所述第二范围小于所述第一范围，所述滑窗方式窗口长度小于所述第一结果的长度；
基于所述第二结果确定所述本振信号的相位噪声。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述第二结果确定所述本振信号的相位噪声包括：
基于所述第二结果和所述窗口长度计算所述样本调制信号和所述解调信号的相位差；
根据所述相位差确定所述本振信号的相位噪声。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述样本调制信号包括第一信号和第二信号，所述对所述混频信号进行解调，得到解调信号包括：
对所述混频信号进行解调，得到第三信号和第四信号，所述解调信号包括所述第三信号和所述第四信号，其中，所述第一信号与所述第三信号频率相同，所述第二信号与所述第四信号频率相同。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标相位噪声对所述初始调制信号在时域上进行反向补偿，得到目标调制信号包括：
基于目标相位和所述目标相位噪声对所述初始调制信号在时域上进行反向补偿，得到目标调制信号，其中，所述目标相位用于使所述初始调制信号和所述解调信号的相位起始点一致。
7.一种信号处理装置，其特征在于，包括：
获取模块，所述获取模块用于获取发射机输出的混频信号，其中，所述混频信号根据样本调制信号和本振信号确定；
解调模块，所述解调模块用于对所述混频信号进行解调，得到解调信号；
确定模块，所述确定模块用于根据所述样本调制信号和所述解调信号确定所述本振信号的相位噪声；
补偿模块，所述补偿模块用于基于所述相位噪声对所述初始调制信号进行反向补偿，得到目标调制信号，其中，所述初始调制信号为所述发射机中用于发射的调制信号。
8.一种信号处理系统，其特征在于，包括：解调设备和补偿设备，其中，
所述解调设备，用于获取发射机输出的混频信号，其中，所述混频信号根据样本调制信号和本振信号确定；对所述混频信号进行解调，得到解调信号；
所述补偿设备，用于根据所述样本调制信号和所述解调信号确定所述本振信号的相位噪声；基于所述相位噪声对调制信号进行反向补偿，得到目标调制信号。
9.一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计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为在计算机或处理器上运行时，执行上述权利要求1至6任一项中所述的信号处理方法。
10.一种电子装置，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行上述权利要求1至6任一项中所述的信号处理方法。
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