CN117201250A - 一种相位生成载波调解方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供了相位生成载波调解方法、装置、电子设备及存储介质，涉及通信技术领域。该方法包括：确定与干涉信号所对应的正交分量，所述干涉信号包含高频载波信号以及承载于所述高频载波信号上的待测信号；对所述正交分量进行椭圆拟合，得到椭圆参数；基于所述椭圆参数对所述正交分量进行非线性校正，得到相互正交的待处理信号分量；对所述待处理信号分量进行反正切调解处理，以获得所述待测信号中的相位信息。本申请实施例解决了现有的相位生成载波解调技术的可靠性较差的技术问题，提高了解调的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体而言，本申请涉及一种相位生成载波调解方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
在调制解调系统中，解调过程中需要一个准确的载波频率和相位。然而，当信号在传输过程中经历了频率和相位的变化，如多普勒效应、载波漂移、相位抖动等，传统的解调技术容易受到干扰，导致解调结果不准确或丢失数据。
对此，相位生成载波解调技术通过引入高频载波信号将待测相位信息转移至高频载波及其高次谐波的边带上，具有抗低频干扰、灵敏度高、动态范围大、抗相位衰落等优点，被广泛应用于干涉型光纤传感器、自混合干涉仪和正弦相位调制干涉仪的相位解调。目前，相位生成载波解调技术主要包括微分交叉相乘算法(pgc-dcm)和反正切算法(pgc-arctan)，解决了传统解调技术易受到干扰导致解调结果不准确或丢失数据的情况。然而，微分交叉相乘算法的运算结果与待测相位呈线性关系，但解调结果受激光光强波动、相位延迟和调制深度的影响。反正切算法消除了光强波动的影响，但仍受相位延迟和调制深度的影响，且引入了非线性误差。因此，现有的相位生成载波解调技术的可靠性较差。
发明内容
本申请实施例提供了一种相位生成载波调解方法、装置、电子设备及存储介质，用于解决现有的相位生成载波解调技术的可靠性较差的技术问题，提高了解调的准确性。
根据本申请实施例的一个方面，提供了一种相位生成载波调解方法，包括：
确定与干涉信号所对应的正交分量，所述干涉信号包含高频载波信号以及承载于所述高频载波信号上的待测信号；
对所述正交分量进行椭圆拟合，得到椭圆参数；
基于所述椭圆参数对所述正交分量进行非线性校正，得到相互正交的待处理信号分量；
对所述待处理信号分量进行反正切调解处理，以获得所述待测信号中的相位信息。
在一个可能的实现方式中，所述确定与干涉信号所对应的正交分量，包括：
将所述干涉信号分别与单倍频载波信号以及二倍频载波信号进行混频后低通滤波，得到一对包含所述待测信号的正交分量，所述正交分量包含相互正交的正弦分量与余弦分量。
在一个可能的实现方式中，所述正弦分量包含用于表征所述正弦分量随时间变化的第一幅值及对应的第一偏置；所述余弦分量包含用于表征所述余弦分量随时间变化的第二幅值及对应的第二偏置；
所述基于所述椭圆参数对所述正交分量进行非线性校正，得到相互正交的待处理信号分量，包括：
确定各椭圆参数与所述第一幅值、所述第一偏置、所述第二幅值及所述第二偏置的映射关系；
基于椭圆拟合得到的椭圆参数与所述映射关系，得到所述第一幅值、所述第一偏置、所述第二幅值及所述第二偏置，使得对所述正弦分量与所述余弦分量进行修正，以获得待处理信号分量。
在一个可能的实现方式中，所述对所述正交分量进行椭圆拟合，得到椭圆参数，包括：
对任一时间下的正交分量进行椭圆拟合，并利用预先建立的椭圆拟合模型进行非线性求解，以输出使所述椭圆拟合模型中所拟合的观测函数最小化时对应的椭圆参数，其中，所述观测函数用以指示所述正交分量与所拟合的椭圆方程之间的偏差。
在一个可能的实现方式中，所述利用预先建立的椭圆拟合模型进行非线性求解，包括：
针对任一椭圆参数的求解，迭代地利用所述椭圆拟合模型中的预测模型对当前的用于表征椭圆参数的最优状态向量进行预测，以得到下一次的最优状态向量，直至相邻两次得到的最优状态向量的差值达到预设稳定条件，则以当前的最优状态向量作为所述椭圆拟合模型的输出。
在一个可能的实现方式中，所述基于所述椭圆参数对所述正交分量进行非线性校正，得到相互正交的待处理信号分量，还包括：
将所述椭圆参数输入到所述观测函数中，以针对不相互正交的信号分量进行校正，得到相互正交的待处理信号分量。
在一个可能的实现方式中，所述对所述待处理信号分量进行反正切调解处理，以获得所述待测信号中的相位信息，包括：
将相互正交的待处理信号分量进行除法运算，得到正切信号；
对所述正切信号进行反正切运算后高通滤波，以解调出待测信号，并获得所述待测信号中的相位信息。
根据本申请实施例的另一个方面，提供了一种相位生成载波调解装置，包括：
正交分量确定模块，用于确定与干涉信号所对应的正交分量，所述干涉信号包含高频载波信号以及承载于所述高频载波信号上的待测信号；
椭圆拟合模块，用于对所述正交分量进行椭圆拟合，得到椭圆参数；
非线性校正模块，用于基于所述椭圆参数对所述正交分量进行非线性校正，得到相互正交的待处理信号分量；
反正切调解模块，用于对所述待处理信号分量进行反正切调解处理，以获得所述待测信号中的相位信息。
根据本申请实施例的另一个方面，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序以实现上述实施例所述相位生成载波调解的步骤。
根据本申请实施例的再一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述实施例所述的相位生成载波调解的步骤。
本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
本申请实施例提供的相位生成载波调解方法，通过确定与干涉信号所对应的正交分量，所述干涉信号包含高频载波信号以及承载于所述高频载波信号上的待测信号，对所述正交分量进行椭圆拟合，得到椭圆参数，继而基于所述椭圆参数对所述正交分量进行非线性校正，得到相互正交的待处理信号分量，从而对所述待处理信号分量进行反正切调解处理，以获得所述待测信号中的相位信息，实现消除由干扰噪声和寄生幅造成的相位延迟和调制深度波动等影响，从而消除了非线性误差，解决了现有的相位生成载波解调技术的可靠性较差的技术问题，提高了解调的准确性。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种相位生成载波调解方法的流程示意图；
图2为本申请实施例提供的一种相位生成载波调解装置的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。
实施例一
参见图1为本申请实施例提供的一种相位生成载波调解方法的流程示意图，所述方法包括步骤S101至S104。
S101、确定与干涉信号所对应的正交分量，所述干涉信号包含高频载波信号以及承载于所述高频载波信号上的待测信号。
在一些实施例中，所述确定与干涉信号所对应的正交分量，包括：
将所述干涉信号分别与单倍频载波信号以及二倍频载波信号进行混频后低通滤波，得到一对包含所述待测信号的正交分量，所述正交分量包含相互正交的正弦分量与余弦分量。
需要说明的是，通过在待测信号带宽之外的高频带上引入一个高频载波信号，将待测信号调制到该高频载波信号的边带上，以形成干涉信号。 在本实施例中，利用混频器将干涉信号分别与单倍频载波信号以及二倍频载波信号进行混频，以输出两个混合信号，继而通过低通滤波器对该混合信号进行低通滤波，得到一对相互正交的正弦分量与余弦分量。
具体的，在外调制方式的PGC系统中，由干涉仪输出的干涉信号表示为,其中，/>为干涉信号，A和B分别为干涉信号的直流偏置和交流幅值，C为相位调制深度，/>为高频调制信号的频率，t为采样的时间点，为由光路传播、电路传输以及数模转换等因素引起的载波相位延迟，/>为干涉仪的待测相位（即待测信号的相位信息），/>，其中/>为干涉仪的待测位移，/>为激光的波长。进一步，正弦分量表示为/>，其中，/>为正弦分量，/>为低通滤波运算，/>和/>为第一类的一阶和二阶贝塞尔函数，研究的过程中，C的取值范围为1.5-3.5rad，对应的和的值在0-１之间。以及，余弦分量表示为/>，其中，/>为正弦分量。
S102、对所述正交分量进行椭圆拟合，得到椭圆参数。
在本申请中，高频载波信号经过低通滤波的信号为离散点信号，使用基于欧几里得的椭圆拟合方法，实现准确估计椭圆的几何参数（即椭圆参数），以及通过对正交信号进行椭圆拟合可同时消除相位延迟和调制深度的影响，减少了非线性误差，提高了解调的准确性。
S103、基于所述椭圆参数对所述正交分量进行非线性校正，得到相互正交的待处理信号分量。
S104、对所述待处理信号分量进行反正切调解处理，以获得所述待测信号中的相位信息。
在本申请中，将椭圆拟合得到的椭圆参数输入到非线性模型中，对不正交的信号进行校正，以解决双通道最大信号不正交的情况。因此，通过椭圆拟合以及非线性校正，实现对反正切算法的输入信号的准确控制，能够获得消除载波相位延迟和调制深度波动等影响的待测相位信息，保证在相位生成载波解调技术中，在干扰噪声和寄生调幅引起的非线性误差下仍能够快速进行自适应地跟踪和恢复信号的相位，可精确地跟踪和提取信号中的载波相位，提高可靠性和鲁棒性，使解调过程更加稳定和准确。
本实施例提供的相位生成载波调解方法，通过确定与干涉信号所对应的正交分量，所述干涉信号包含高频载波信号以及承载于所述高频载波信号上的待测信号，对所述正交分量进行椭圆拟合，得到椭圆参数，继而基于所述椭圆参数对所述正交分量进行非线性校正，得到相互正交的待处理信号分量，从而对所述待处理信号分量进行反正切调解处理，以获得所述待测信号中的相位信息，实现消除由干扰噪声和寄生幅造成的相位延迟和调制深度波动等影响，从而消除了非线性误差，解决了现有的相位生成载波解调技术的可靠性较差的技术问题，提高了解调的准确性。
在一些实施例中，所述对所述正交分量进行椭圆拟合，得到椭圆参数，包括：
对任一时间下的正交分量进行椭圆拟合，并利用预先建立的椭圆拟合模型进行非线性求解，以输出使所述椭圆拟合模型中所拟合的观测函数最小化时对应的椭圆参数，其中，所述观测函数用以指示所述正交分量与所拟合的椭圆方程之间的偏差。
示例性的，基于几何距离的椭圆拟合，对于平面上的椭圆可以使用5个参数唯一地表达，即圆心（X,Y），主轴a、b，角度α，椭圆方程表示为，其中，a,b,c,d,e,f均为椭圆参数。依据采集到的多个测量点Pi(Xi,Yi)，根据最小二乘法，所拟合的目标函数（即观测函数）表示为/>，n为采样次数，即目标函数F用以量化所有测量点Pi与椭圆方程之间的偏差，因此求解出一组椭圆参数a,b,c,d,e，使得目标函数F达到最小值，使得所有测量点尽可能都在椭圆上。对此，为使目标函数F最小化，则令目标函数F关于椭圆参数a,b,c,d,e的一阶微分均为0，即：，以获得对应的椭圆参数。
在本实施例中，针对椭圆拟合，令正交分量满足上述椭圆方程，则该正交分量对应的数据点落在椭圆上，由于本申请中两个正交分量相互正交，即椭圆方程中XY为0，即不讨论椭圆参数f，本申请仅针对椭圆参数a,b,c,d,e做出说明，这样表达式为。继而，利用椭圆拟合模型进行非线性求解，其中对椭圆拟合模型进行高斯-牛顿迭代以提高模型准确率。具体的，将离散化后的正交分量作为输入，椭圆拟合模型中所拟合的观测函数（即上述目标函数）表示为：
其中，Ln为椭圆参数的观测函数，为离散化后的正弦分量，/>为离散化后的余弦分量，状态向量/>，/>为离散化后的椭圆参数。
进一步，观测函数用以指示正交分量与所拟合的椭圆方程之间的偏差，即观测函数表征针对一正交分量的拟合情况，从而求解一组能够使观测函数最小化的椭圆参数a,b,c,d,e，令该正交分量对应的数据点落在椭圆上。因此，本实施例通过对离散的正交分量进行椭圆拟合，实现准确估计椭圆参数，提高了解调的准确度。
在一些实施例中，所述利用预先建立的椭圆拟合模型进行非线性求解，包括：
针对任一椭圆参数的求解，迭代地利用所述椭圆拟合模型中的预测模型对当前的用于表征椭圆参数的最优状态向量进行预测，以得到下一次的最优状态向量，直至相邻两次得到的最优状态向量的差值达到预设稳定条件，则以当前的最优状态向量作为所述椭圆拟合模型的输出。
在本实施例中，基于高斯-牛顿迭代算法对正交分量进行椭圆拟合，即基于高斯-牛顿迭代算法对椭圆拟合模型进行求解，以求解出令观测函数最小化所对应的椭圆参数。具体的，使用基于高斯-牛顿迭代的椭圆拟合模型的预测模型来迭代计算针对第n次状态向量的最优状态向量/>，继而由最优状态向量/>预测第n+1次的先验状态向量/>和最优状态向量/>，以此类推。其中，示例性的，当从第n次到第n+1次的迭代递推的过程中，若最优状态向量/>与最优状态向量/>之间的差值绝对值在预设差值内时，则认为差值达到预设稳定条件，第n次的最优状态向量/>可视为稳定矩阵，以使输出最优状态向量/>对应的椭圆函数作为令观测函数最小化所对应的椭圆参数，以及作为椭圆拟合模型对非线性求解的输出。因此，本实施例通过对椭圆拟合模型进行高斯-牛顿迭代，能够有效提高模型的准确性，进一步提高了解调过程的稳定性和准确度。
示例性的，针对基于高斯-牛顿发的非线性优化方法，一般的非线性最小二乘拟合问题为，其中，a为参数向量，X为测量值集合， F表示关于a的非线性函数；，Rqa/in为非线性曲线的内长半径，/>为优化参数；/>，RqX/in为测量值的内长半径，/>是已知向量。那么，该拟合问题可理解为假设有q个参数向量a与p个（>q）测量值X相关，使两者的误差最小化。由此，预测模型表示为/>，/>、/>为当中任意一值，JF为Jacobian矩阵，/>为步长，A为放缩因子，/>为差值。当/>时，为高斯-牛顿迭代，将A带入上述预测模型，则得到预测方程组/>以及，此时/>。因此，通过奇异值求解上述预测方程组，求解出/>，以进行迭代。
在一些实施例中，所述正弦分量包含用于表征所述正弦分量随时间变化的第一幅值及对应的第一偏置；所述余弦分量包含用于表征所述余弦分量随时间变化的第二幅值及对应的第二偏置；
所述基于所述椭圆参数对所述正交分量进行非线性校正，得到相互正交的待处理信号分量，包括：
确定各椭圆参数与所述第一幅值、所述第一偏置、所述第二幅值及所述第二偏置的映射关系；
基于椭圆拟合得到的椭圆参数与所述映射关系，得到所述第一幅值、所述第一偏置、所述第二幅值及所述第二偏置，使得对所述正弦分量与所述余弦分量进行修正，以获得待处理信号分量。
在本实施例中，由低信噪比和高寄生幅造成的载波相位延迟和调制深度波动等影响会使载波相位延迟和相位调制深度发生动态变化，从而导致相位生成载波解调得到的正交分量包含有随时间变化的幅值波动和偏置。此时，正弦分量和余弦分量的幅值与偏置的表达式为：，/>，其中，/>为第一幅值，/>为第一偏置，/>为第二幅值，/>为第二偏置。需要说明的是，现有的反正切算法中，对正交分量直接进行除法和反正切运算，则解调所得到的待测信号中的相位信息包含由干扰噪声和寄生调幅引起的非线性误差，因此本实施例对正交分量的幅值和偏置进行测量并修正，以修正正交分量，从而消除解调出的待测信号的非线性误差，提高解调的准确度。
具体的，确定椭圆参数a,b,c,d,e与所述第一幅值、所述第一偏置、所述第二幅值及所述第二偏置的映射关系，即。继而，根据观测模型Ln进行椭圆拟合，得到最优状态向量/>，以结合上述映射关系，得到离散后的正交分量的幅值与偏置，表示为/>，其中，/>、/>、/>、/>为迭代计算得到的椭圆参数。将上述幅值与偏置代入到上述正弦分量和余弦分量的幅值与偏置的表达式中，以修正正弦分量和余弦分量。
在一些实施例中，所述基于所述椭圆参数对所述正交分量进行非线性校正，得到相互正交的待处理信号分量，还包括：
将所述椭圆参数输入到所述观测函数中，以针对不相互正交的信号分量进行校正，得到相互正交的待处理信号分量。
在本实施例中，由于观测模型Ln为非线性模型，将椭圆拟合得到的椭圆参数带入到该非线性模型中，使得针对每一次正交分量的采样均进行检测，以对检测为不相互正交的信号分量进行校正，实现避免针对正弦分量和余弦分量的双通道最大信号不正交的情况。
在一些实施例中，所述对所述待处理信号分量进行反正切调解处理，以获得所述待测信号中的相位信息，包括：
将相互正交的待处理信号分量进行除法运算，得到正切信号；
对所述正切信号进行反正切运算后高通滤波，以解调出待测信号，并获得所述待测信号中的相位信息。
在本实施例中，基于对正交分量的幅值和偏置的修正，对相互正交的待处理信号分量进行除法运算后反正切运算，即，。继而，经过高通滤波实现对待测信号的解调。
因此，本申请实施例通过椭圆拟合和非线性校正，使输入到反正切调解处理的信号消除载波相位延迟和调制深度波动等影响，即无需考虑非线性误差的影响，实现了对输入信号的准确控制，在干扰噪声和寄生调幅引起的非线性误差下仍能够快速进行自适应地跟踪和恢复信号的相位，精确地跟踪和提取信号中的载波相位，大大提高了解调过程的稳定性和可靠性。
实施例二
参见图2为本申请实施例提供的一种相位生成载波调解装置的结构示意图，所述装置200包括：
正交分量确定模块201，用于确定与干涉信号所对应的正交分量，所述干涉信号包含高频载波信号以及承载于所述高频载波信号上的待测信号；
椭圆拟合模块202，用于对所述正交分量进行椭圆拟合，得到椭圆参数；
非线性校正模块203，用于基于所述椭圆参数对所述正交分量进行非线性校正，得到相互正交的待处理信号分量；
反正切调解模块204，用于对所述待处理信号分量进行反正切调解处理，以获得所述待测信号中的相位信息。
在一些实施例中，所述正交分量确定模块201包括：
混频低通滤波单元，用于将所述干涉信号分别与单倍频载波信号以及二倍频载波信号进行混频后低通滤波，得到一对包含所述待测信号的正交分量，所述正交分量包含相互正交的正弦分量与余弦分量。
在一些实施例中，所述正弦分量包含用于表征所述正弦分量随时间变化的第一幅值及对应的第一偏置；所述余弦分量包含用于表征所述余弦分量随时间变化的第二幅值及对应的第二偏置；
所述非线性校正模块203，包括：
映射关系获取单元，用于确定各椭圆参数与所述第一幅值、所述第一偏置、所述第二幅值及所述第二偏置的映射关系；
分量修正单元，用于基于椭圆拟合得到的椭圆参数与所述映射关系，得到所述第一幅值、所述第一偏置、所述第二幅值及所述第二偏置，使得对所述正弦分量与所述余弦分量进行修正，以获得待处理信号分量。
在一些实施例中，所述椭圆拟合模块202包括：
非线性求解单元，用于对任一时间下的正交分量进行椭圆拟合，并利用预先建立的椭圆拟合模型进行非线性求解，以输出使所述椭圆拟合模型中所拟合的观测函数最小化时对应的椭圆参数，其中，所述观测函数用以指示所述正交分量与所拟合的椭圆方程之间的偏差。
在一些实施例中，所述非线性求解单元包括：
迭代单元，用于针对任一椭圆参数的求解，迭代地利用所述椭圆拟合模型中的预测模型对当前的用于表征椭圆参数的最优状态向量进行预测，以得到下一次的最优状态向量，直至相邻两次得到的最优状态向量的差值达到预设稳定条件，则以当前的最优状态向量作为所述椭圆拟合模型的输出。
在一些实施例中，所述非线性校正模块203还包括：
不正交校正单元，用于将所述椭圆参数输入到所述观测函数中，以针对不相互正交的信号分量进行校正，得到相互正交的待处理信号分量。
在一些实施例中，所述反正切调解模块204包括：
除法运算单元，用于将相互正交的待处理信号分量进行除法运算，得到正切信号；
调解处理单元，用于对所述正切信号进行反正切运算后高通滤波，以解调出待测信号，并获得所述待测信号中的相位信息。
本申请实施例的装置可执行本申请实施例所提供的方法，其实现原理相类似，本申请各实施例的装置中的各模块所执行的动作是与本申请各实施例的方法中的步骤相对应的，对于装置的各模块的详细功能描述具体可以参见前文中所示的对应方法中的描述，此处不再赘述。
实施例三
本申请实施例中提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，该处理器执行上述计算机程序以实现相位生成载波调解方法的步骤，与相关技术相比可实现：实现消除由干扰噪声和寄生幅造成的相位延迟和调制深度波动等影响，从而消除了非线性误差，解决了现有的相位生成载波解调技术的可靠性较差的技术问题，提高了解调的准确性。
在一个可选实施例中提供了一种电子设备，如图3所示，图3所示的电子设备300包括：处理器301和存储器303。其中，处理器301和存储器303相连，如通过总线302相连。可选地，电子设备300还可以包括收发器304，收发器304可以用于该电子设备与其他电子设备之间的数据交互，如数据的发送和/或数据的接收等。需要说明的是，实际应用中收发器304不限于一个，该电子设备300的结构并不构成对本申请实施例的限定。
处理器301可以是CPU（Central Processing Unit，中央处理器），通用处理器，DSP（Digital Signal Processor，数据信号处理器），ASIC（Application SpecificIntegrated Circuit，专用集成电路），FPGA（Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本申请公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，模块和电路。处理器301也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，DSP和微处理器的组合等。
总线302可包括一通路，在上述组件之间传送信息。总线302可以是PCI（Peripheral Component Interconnect，外设部件互连标准）总线或EISA（ExtendedIndustry Standard Architecture，扩展工业标准结构）总线等。总线302可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图3中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
存储器303可以是ROM（Read Only Memory，只读存储器）或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，RAM（Random Access Memory，随机存取存储器）或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是EEPROM（Electrically ErasableProgrammable Read Only Memory，电可擦可编程只读存储器）、CD-ROM（Compact DiscRead Only Memory，只读光盘）或其他光盘存储、光碟存储（包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等）、磁盘存储介质、其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储计算机程序并能够由计算机读取的任何其他介质，在此不做限定。
存储器303用于存储执行本申请实施例的计算机程序，并由处理器301来控制执行。处理器301用于执行存储器303中存储的计算机程序，以实现前述方法实施例所示的步骤。
本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时可实现前述方法实施例的步骤及相应内容。
在本发明的实施例的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用以描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
以上所述仅是本申请部分实施场景的可选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请的方案技术构思的前提下，采用基于本申请技术思想的其他类似实施手段，同样属于本申请实施例的保护范畴。
Claims (10)
1.一种相位生成载波调解方法，其特征在于，包括：
确定与干涉信号所对应的正交分量，所述干涉信号包含高频载波信号以及承载于所述高频载波信号上的待测信号；
对所述正交分量进行椭圆拟合，得到椭圆参数；
基于所述椭圆参数对所述正交分量进行非线性校正，得到相互正交的待处理信号分量；
对所述待处理信号分量进行反正切调解处理，以获得所述待测信号中的相位信息。
2.根据权利要求1所述的相位生成载波调解方法，其特征在于，所述确定与干涉信号所对应的正交分量，包括：
将所述干涉信号分别与单倍频载波信号以及二倍频载波信号进行混频后低通滤波，得到一对包含所述待测信号的正交分量，所述正交分量包含相互正交的正弦分量与余弦分量。
3.根据权利要求2所述的相位生成载波调解方法，其特征在于，所述正弦分量包含用于表征所述正弦分量随时间变化的第一幅值及对应的第一偏置；所述余弦分量包含用于表征所述余弦分量随时间变化的第二幅值及对应的第二偏置；
所述基于所述椭圆参数对所述正交分量进行非线性校正，得到相互正交的待处理信号分量，包括：
确定各椭圆参数与所述第一幅值、所述第一偏置、所述第二幅值及所述第二偏置的映射关系；
基于椭圆拟合得到的椭圆参数与所述映射关系，得到所述第一幅值、所述第一偏置、所述第二幅值及所述第二偏置，使得对所述正弦分量与所述余弦分量进行修正，以获得待处理信号分量。
4.根据权利要求2或3所述的相位生成载波调解方法，其特征在于，所述对所述正交分量进行椭圆拟合，得到椭圆参数，包括：
对任一时间下的正交分量进行椭圆拟合，并利用预先建立的椭圆拟合模型进行非线性求解，以输出使所述椭圆拟合模型中所拟合的观测函数最小化时对应的椭圆参数，其中，所述观测函数用以指示所述正交分量与所拟合的椭圆方程之间的偏差。
5.根据权利要求4所述的相位生成载波调解方法，其特征在于，所述利用预先建立的椭圆拟合模型进行非线性求解，包括：
针对任一椭圆参数的求解，迭代地利用所述椭圆拟合模型中的预测模型对当前的用于表征椭圆参数的最优状态向量进行预测，以得到下一次的最优状态向量，直至相邻两次得到的最优状态向量的差值达到预设稳定条件，则以当前的最优状态向量作为所述椭圆拟合模型的输出。
6.根据权利要求5所述的相位生成载波调解方法，其特征在于，所述基于所述椭圆参数对所述正交分量进行非线性校正，得到相互正交的待处理信号分量，还包括：
将所述椭圆参数输入到所述观测函数中，以针对不相互正交的信号分量进行校正，得到相互正交的待处理信号分量。
7.根据权利要求1所述的相位生成载波调解方法，其特征在于，所述对所述待处理信号分量进行反正切调解处理，以获得所述待测信号中的相位信息，包括：
将相互正交的待处理信号分量进行除法运算，得到正切信号；
对所述正切信号进行反正切运算后高通滤波，以解调出待测信号，并获得所述待测信号中的相位信息。
8.一种相位生成载波调解装置，其特征在于，包括：
正交分量确定模块，用于确定与干涉信号所对应的正交分量，所述干涉信号包含高频载波信号以及承载于所述高频载波信号上的待测信号；
椭圆拟合模块，用于对所述正交分量进行椭圆拟合，得到椭圆参数；
非线性校正模块，用于基于所述椭圆参数对所述正交分量进行非线性校正，得到相互正交的待处理信号分量；
反正切调解模块，用于对所述待处理信号分量进行反正切调解处理，以获得所述待测信号中的相位信息。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序以实现权利要求1-7任一项所述相位生成载波调解的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7任一项所述的相位生成载波调解的步骤。
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Also Published As
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Denomination of invention: A phase generation carrier demodulation method, device, electronic device, and storage medium Granted publication date: 20240123 Pledgee: Guanggu Branch of Wuhan Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Pledgor: WUHAN CPCTECH CO.,LTD. Registration number: Y2024980015042 |