CN117675480A - 基于相同导频序列的相位噪声补偿方法、应用设备及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于相同导频序列的相位噪声补偿方法、应用设备及系统，属于无线通信技术领域，所述方法包括：接收n个子载波上的相同目标导频并进行解调，得到n个对应的解调信号y_k,m；根据n个解调信号y_k,m确定关系式中的相关量并对解调信号进行相位补偿，得到发送信号的估计值本发明考虑相位噪声的影响，构建出原始发射信号、解调信号以及相位噪声相关量的关系，先通过目标导频及其解调信号计算出参数和然后和进行相位补偿以估算发送信号，提高相位噪声估计和补偿的精度。

Description

基于相同导频序列的相位噪声补偿方法、应用设备及系统

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，更具体地，涉及一种基于相同导频序列的相位噪声补偿方法、应用设备及系统。

背景技术

随着无线通信发展迅速，从1G的模拟时代到如今5G的高速数字时代，使用的通信频段越来越高，带来了更高的传输速率，更大的传输带宽，更低的传输时延。5G已使用部分毫米波频段，未来6G必然会在5G的基础上，拓展使用更高频的毫米波，而在毫米波频段，随着频率的升高，相位噪声对通信系统的恶化也会越来越严重，因此需要对相位噪声进行估计和补偿以消除其干扰。

基于偏置正交振幅调制的滤波器组多载波调制技术(Filter Bank basedMulticarrier-Offset Quadrature Amplitude Modulation，FBMC-OQAM)作为一种可能的OFDM替代方案，采用精心设计的原型滤波器对传输信号进行整形，减少了频谱旁瓣的泄露和带外干扰，无需保护频带，频谱利用率较高。在FBMC-OQAM系统中，虚部干扰的存在会严重影响相位噪声估计和补偿的精度，因此常用的相位噪声补偿方法中会设计导频周围的符号以消除掉导频符号受到的虚部干扰，然后再进行相位噪声估计和补偿。然而，实际上虚部干扰很难完全消除，因此，通过消除虚部干扰来进行相位噪声估计和补偿的精度并不高。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于相同导频序列的相位噪声补偿方法、应用设备及系统，其目的在于提高相位噪声估计和补偿的精度。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于相同导频序列的相位噪声补偿方法，应用于信号接收设备，所述相位噪声补偿方法包括：

步骤S1：接收n个子载波上的目标导频并进行解调，得到n个对应子载波上的解调信号，目标导频在各时频索引(k，m)处的导频符号d_k，m对应的解调信号为y_k，m，其中，k为子载波索引，m为导频符号索引，n≥2；所述目标导频为信号发射设备插入对应子载波上的目标导频且n个子载波上所插入的目标导频相同；

步骤S2：根据导频符号索引m处的n个解调信号y_k，m确定关系式中的正弦相关量/>和余弦相关量/>其中，/>为各导频符号索引m处的相位噪声相关量；

步骤S3：基于所得的正弦相关量和余弦相关量/>对时频索引(k，m)处的解调信号/>进行相位补偿，得到时频索引(k，m)处所插入的发送信号的估计值式中，/> 分别为解调信号/>的实部取值和虚部取值，解调信号/>为对应发送信号的解调信号。

按照本发明的另一方面，提供了一种信号接收设备，用于执行上述的基于相同导频序列的相位噪声补偿方法。

按照本发明的另一方面，提供了一种基于相同导频序列的相位噪声补偿方法，应用于信号发射设备，所述相位噪声补偿方法包括：

在任意n个子载波上插入相同的目标导频后发射给的上述的信号接收设备，以使所述信号接收设备基于接收到的目标导频计算相位噪声的正弦相关量和余弦相关量并对解调信号进行相位补偿后得到发送信号的估计值，n≥2。

在其中一个实施例中，在2个子载波上插入相同的目标导频；其中，2个子载波上所插入的目标导频在任意相同导频符号索引处受到的虚部干扰符号相反。

在其中一个实施例中，通信系统为使用PHYDYAS滤波器的FBMC-OQAM系统，同一子载波上的目标导频的相邻导频符号为相反数，具有目标导频的子载波的上下相邻子载波上的导频在同一导频符号索引处的导频符号为相反数。

在其中一个实施例中，在4^r的调制模式下，各目标导频符号的绝对值为2^r-1。

在其中一个实施例中，插入目标导频的2个子载波为相邻子载波。

在其中一个实施例中，2个子载波上所插入的目标导频在任意相同导频符号索引处的虚部干扰之差极大化。

按照本发明的另一方面，提供了一种信号发射设备，用于执行上述的基于相同导频序列的相位噪声补偿方法。

按照本发明的另一方面，提供了一种具有相位噪声补偿功能的通信系统，包括：

上述的信号发射设备和上述的信号接收设备，其中：

所述发射设备用于在任意n个子载波上插入相同的目标导频后发射给所述接收设备，n≥2；

所述接收设备用于基于接收到的目标导频计算相位噪声的正弦相关量和余弦相关量并对解调信号进行相位补偿以得到发送信号的估计值。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

本发明基于对FBMC-OQAM通信系统的通信过程进行分析，考虑相位噪声的影响，构建出原始发射信号、解调信号以及相位噪声相关量的关系，该关系式体现了解调信号实部y^R _k，m、虚部y^I _k，m、插入子载波的原始发送信号d_k，m以及相位噪声正弦相关量和余弦相关量/>的关系。基于该关系，本发明提出一种基于相同导频序列的相位噪声补偿方法、应用设备及系统，先通过目标导频及其解调信号计算出关系式中的正弦相关量/>和余弦相关量/>然后基于计算出的正弦相关量/>和余弦相关量/>估算发送信号，从而实现相位补偿，提高相位噪声估计和补偿的精度。

进一步地，使任意符号索引处的导频符号d_i，m和导频符号d_j，m受到的虚部干扰的符号相反，由此可以使两个解调信号的虚部干扰之差较大，从而使得两个解调信号在复平面上对应的点距离较远，以提高直线拟合准确度。

进一步地，对于各导频符号取值的设计规则为：在4^r的调制模式下，各目标导频符号的绝对值为2^r-1。基于该设计规则，可以使导频功率与正常的发送信号功率相匹配。

进一步地，选择相邻的两个子载波插入目标导频，另外只需要额外两个子载波插入协调导频，总共只占用4个子载波，在占用较少的子载波资源下实现高精度的相位补偿。

附图说明

图1为一实施例的FBMC-OQAM通信系统模型结构示意图；

图2为一实施例的相位噪声补偿方法的步骤流程图；

图3为一实施例的在无相位噪声和信道高斯白噪声干扰下，理想情况下的FBMC-OQAM系统中16QAM调制下解调OQAM符号在复平面上的分布；

图4为一实施例的存在相位噪声和信道高斯白噪声干扰下，FBMC-OQAM系统中16QAM调制下解调OQAM符号在复平面上的分布；

图5为一实施例的PHYDYAS滤波器在符号索引为奇数时的虚部干扰响应因子分布示意图；

图6为一实施例的PHYDYAS滤波器在符号索引为偶数时的虚部干扰响应因子分布示意图；

图7为一实施例的导频结构示例示意图；

图8为一实施例的在无相位噪声补偿，原始相位噪声补偿和使用本发明提出的基于相同导频相位噪声补偿下的性能对比图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示为一实施例中的FBMC-OQAM通信系统模型结构图，其包括信号发射设备和信号接收设备。在信号发射设备，原始发送信号{d_0，m，...，d_k，m，...，d_K-1，m}分别插入K个子载波进行调制后得到调制后的发送信号s[n]。发送信号s[n]在受到发送端射频电路的相位噪声的影响后经过信道到达接收设备，在接收设备同样会受到接收设备射频电路的相位噪声/>的影响，接收设备最终接收到信号r[n]。接收信号r[n]经调制解调后得到K个子载波上的解调信号{y_0，m，...，y_k，m，...，y_K-1，m}，y_k，m为对应d_k，m的解调信号。在无噪声干扰的情况下，解调信号y_k，m与原始发送信号d_k，m完全相同，但是，实际情况下通信系统是存在时变噪声干扰的，因此，受噪声影响，解调信号y_k，m与原始发送信号d_k，m会存在一定的偏差。因此，需要进行相位噪声估计，基于相位噪声估计量对解调信号进行相位噪声补偿，以减小解调信号y_k，m与原始发送信号d_k，m之间的偏差，使解调信号y_k，m尽可能接近原始发送信号d_k，m。

基于此，本发明基于对FBMC-OQAM通信系统的通信过程进行分析，考虑相位噪声的影响，构建出原始发射信号、解调信号以及相位噪声的关系，并提出了基于相同导频序列的相位噪声补偿方法及相应的应用设备与系统。

首先，先介绍本发明对FBMC-OQAM通信系统的分析过程。

基于FBMC-OQAM通信系统模型，考虑理想信道模型，仅存在相位噪声和高斯白噪声干扰，且相位噪声在时域变化缓慢，即可认为相位噪声在相邻符号范围内基本不变，那么在时频点(k₀，m₀)处的解调符号可以表示为：

其中，是符号索引m₀处的相位噪声干扰；/>为时频点(k₀，m₀)处插入子载波的原始发送符号；/>为时频点(k₀，m₀)处的/>受到的来自周围符号的虚部干扰；η为高斯白噪声。

由上述公式(1)可知，虚部干扰的存在会严重影响相位噪声估计和补偿的精度，因此常用的相位噪声补偿方法中会设计导频周围的符号以消除掉导频符号受到的虚部干扰，然后再进行相位噪声估计和补偿。考虑到虚部干扰很难完全消除，本发明实施例中不是试图设计导频符号以完全消除虚部干扰，而是利用虚部干扰信息来进行相位噪声的估计和补偿。

实数输入序列的FBMC-OQAM通信系统调制后得到的发送符号可以表示为：

其中，d_k，m是插入子载波的原始发送序列。发送信号s[n]在受到发送端射频电路的相位噪声的影响后经过信道到达接收设备，在接收设备同样会受到接收设备射频电路的相位噪声/>的影响。

接收到的信号r[n]可以表示为：

其中，η[n]是高斯白噪声干扰，由于相位噪声在时域上表现为高斯色噪声的形式，可以考虑如下近似：那么接收信号r[n]可以进一步表示为：

将式(2)中s[n]的表达式代入上式(4)中可以得到：

那么，在时频点(k₀，m₀)处的解调符号可以表示为：

其中，为时频点(k₀，m₀)的邻域范围。此处假定相位噪声/>在每个符号m的采样时间内变化缓慢，那么可以得到如下结论：对于任意符号m₀而言，它所受到的相位噪声/>为了简化分析，此处只关注相位噪声的影响，忽略信道和高斯白噪声的作用，那么上式可以化简为：

将公式(7)转变为更一般的接收信号表达式：

对上式(8)变形，将d_k，m提到等式左边可以得到：

对上式(9)两边同时取实部可以消除虚部干扰jI_k，m的影响：

其中，y^R _k，m、y^I _k，m分别为y_k，m的实部和虚部。

观察上式(10)，令y^R _k，m为自变量，y^I _k，m为因变量，其可以等效为一个直线方程：

通过上述分析推导，得出了式(11)的关系式，该关系式构建了解调信号实部y^R _k，m、虚部y^I _k，m、插入子载波的原始发送信号d_k，m以及相位噪声正弦相关量和余弦相关量的关系。一旦确定正弦相关量/>和余弦相关量/>接收设备获得解调信号y_k，m后，并能够基于公式(11)的关系式估算得到发送设备所发送的原始信号d_k，m。

基于上述分析结果，本发明提出了基于相同导频序列的相位噪声补偿方法、应用设备及系统，其目的在于提高相位噪声估计和补偿的精度。

实施例1

如图2所示为一实施例中的基于相同导频序列的相位噪声补偿方法的步骤流程图，应用于信号接收设备，其主要包括以下步骤。

步骤S1：接收n个子载波上的目标导频并进行解调，得到n个对应子载波上的解调信号，目标导频在各时频索引(k，m)处的导频符号d_k，m对应的解调信号为y_k，m，其中，k为子载波索引，m为导频符号索引，n≥2；目标导频为信号发射设备插入对应子载波上的目标导频且n个子载波上所插入的目标导频相同。

步骤S2：根据导频符号索引m处的n个解调信号y_k，m确定关系式中的正弦相关量/>和余弦相关量/>其中，/>为各导频符号索引m处的相位噪声相关量。

通过前文分析，利用式(11)进行发送信号估计之前，需确定正弦相关量和余弦相关量/>本发明通过上述步骤S1和步骤S2确定正弦相关量/>和余弦相关量

当d_k，m固定时，公式(11)的关系式为直线方程，体现的是解调信号在复平面上的分布。为解算出关系式中的参数/>需在复平面上确定该直线，基于直线的斜率和截距，便能解算出参数/>

在复平面上确定解调信号的分布直线，至少需要两组解调信号，因此，在本发明中，发射设备在任意n个子载波上插入相同的目标导频后发射给接收设备，接收设备接收到对应的信号后进行解调，得到n个对应的解调信号。其中，目标导频为已知信号，其为导频符号序列，多个子载波上的导频符号序列则构成阵列，d_k，m为各时频索引(k，m)处的导频符号d_k，m，其表示在第k个子载波上插入的导频中的第m个导频符号。基于解调得到的n个对应的解调信号y_k，m，便能确定导频符号索引m处的解调信号的分布直线，而从计算出中的参数/>该参数反映了信道在导频符号索引m处的相位噪声信息。

例如，获取导频符号索引m处的n个解调信号y_k，m在复平面上的分布直线的斜率和截距，以及/>计算在导频符号索引m处的相位噪声的正弦相关量/>和余弦相关量/>其中，复平面的y轴为虚部取值，x轴为实部取值。

如图3所示为在16QAM调制下，若无相位噪声干扰，解调OQAM符号在复平面上的分布，若无相位噪声干扰，所有解调OQAM符号分布在-3，-1，1，3这4条垂直于横轴的直线上。

如图4所示为在16QAM调制下，存在相位噪声干扰，解调OQAM符号在复平面上的分布，若存在相位噪声干扰，原本垂直于横轴的直线发生了旋转和弥散，且4条直线旋转的角度是相同的。此时，可以通过拟合直线方程的具体表达式计算得到相位噪声相关量和

在一实施例中，n可以等于2，也可以大于2，当n等于2时，直接通过两点确定一条直线，当n大于2时，可以通过拟合的方式确定分布直线。

步骤S3：基于所得的正弦相关量和余弦相关量/>对时频索引(k，m)处的解调信号/>进行相位补偿，得到时频索引(k，m)处所插入的发送信号的估计值式中，/> 分别为解调信号/>的实部取值和虚部取值，解调信号/>为对应发送信号的解调信号。

由于无线信道噪声是时变的，因此，在每次发送信号的同时，选择部分子载波插入导频，并在其余子载波上插入待发送的发送信号，在接收设备处，导频是已知信号，通过导频获取信道噪声信息，而发送信号则需要根据信道噪声信息进行估算。

在本发明中，部分子载波携带目标导频符号d_k，m，部分子载波携带发送信号信号接收设备既得到导频符号d_k，m的解调信号y_k，m，还得到发送信号/>的解调信号。上述步骤S1和步骤S2是基于导频符号d_k，m的解调信号y_k，m确定导频符号索引m处的信道噪声信息，即确定正弦相关量/>和余弦相关量/>再根据公式(11)的关系，估算时频索引(k，m)处的发送信号/>由此实现解调信号的相位噪声补偿，使估算结果更加接近真实的发送信号。

总体而言，本发明基于对FBMC-OQAM通信系统的通信过程进行分析，考虑相位噪声的影响，构建出原始发射信号、解调信号以及相位噪声相关量的关系，基于该关系，先通过目标导频及其解调信号计算出关系式中的正弦相关量和余弦相关量/>然后基于计算出的正弦相关量/>和余弦相关量/>估算发送信号，从而实现相位补偿，提高相位噪声估计和补偿的精度。

实施例2

本实施例提出一种信号接收设备，该信号接收设备用于执行实施例1中的步骤。

具体而言，信号接收设备可以包括以下几个模块：

接收模块，用于接收n个子载波上的目标导频；

解调模块，用于对目标导频进行解调，得到n个对应子载波上的解调信号，目标导频在各时频索引(k，m)处的导频符号d_k，m对应的解调信号为y_k，m；

参数计算模块，用于根据导频符号索引m处的n个解调信号y_k，m确定关系式中的正弦相关量/>和余弦相关量/>

相位补偿模块，基于所得的正弦相关量和余弦相关量/>对时频索引(k，m)处的解调信号/>进行相位补偿，得到时频索引(k，m)处所插入的发送信号的估计值

实施例3

本实施例提出一种应用于信号发射设备的基于相同导频序列的相位噪声补偿方法，该方法与实施例2中的信号接收设备相配合。

该方法包括：在任意n个子载波上插入相同的目标导频后发射给的实施例2中的信号接收设备，以使信号接收设备基于接收到的目标导频计算相位噪声的正弦相关量和余弦相关量并对解调信号进行相位补偿后得到发送信号的估计值。

从图4中可以看出，由于相位噪声对解调OQAM符号在复平面分布直线的影响不只有旋转，还包括弥散现象，此外高斯白噪声的干扰也会导致弥散。当利用两个点确定直线时，为了增加拟合直线的准确度，尽可能基于距离较远的两点确定直线，即两个点之间的距离应尽可能的远，以确保点的弥散不会对拟合直线造成很大的干扰。

因此，在一实施例中，当利用两点确定直线时，即在2个子载波上插入相同的目标导频时，可以对目标导频及其周围的导频进行设计，使2个子载波上所插入的目标导频在任意相同导频符号索引处受到的虚部干扰数值符号相反。例如，第i个子载波插入的目标导频在符号索引m处的导频符号为d_i，m，第j个子载波插入的目标导频在符号索引m处的导频符号为d_j，m，导频符号d_i，m和导频符号d_j，m均会受到虚部干扰，本实施例中，使任意符号索引m处的导频符号d_i，m和导频符号d_j，m受到的虚部干扰的符号相反，由此可以使两个解调信号的虚部相差较大，从而使得两个解调信号在复平面上对应的点距离较远，以提高直线拟合准确度。

FBMC-OQAM系统通常使用PHYDYAS滤波器，本实施例结合PHYDYAS滤波器的特性对导频信号的设计进行说明。

如图5和图6所示为PHYDYAS滤波器的虚部干扰影响因子分布，对于任意处于第k₀个子载波且符号索引为m₀的导频符号，其周围的虚部干扰影响因子均按此分布规律。滤波器类型确定，该虚部干扰影响因子分布便也能确定。基于确定的虚部干扰影响因子分布，便能够对导频结构进行设计，使得两个目标导频信号在任意符号索引处的虚部干扰之差尽可能大。在一实施例中，对于使用PHYDYAS滤波器的FBMC-OQAM系统，导频结构的设计规则可以为：同一子载波上的目标导频的相邻导频符号为相反数，具有目标导频的子载波的上下相邻的子载波上的导频在同一导频符号索引处的导频符号为相反数。在该设计规则下，可以使在任意符号索引处的两个目标导频符号受到的虚部干扰为相反数，从而使得两个解调信号的虚部相差较大。此处需要说明的是，具有目标导频子载波的相邻子载波上的导频可以为目标导频，也可以为协调导频，协调导频为用于调整目标导频虚部干扰所施加在其他相邻子载波上的导频。

在一实施例中，对于各导频符号取值的设计规则为：在4^r的调制模式下，各目标导频符号的绝对值为2^r-1。基于该设计规则，可以使导频功率与正常的发送信号功率相匹配。

例如，如图7所示为针对使用PHYDYAS滤波器的FBMC-OQAM系统所设计的导频。其中，在第1和第2子载波上插入相同的目标导频，并在临近的第0和第3子载波上插入协调导频，该协调导频基于目标导频以及虚部干扰影响因子分布进行设计，作用在于使任意符号索引处的两个目标导频符号受到的虚部干扰为相反数。该实施例采用16QAM调制，即4^r＝16，r＝2，所以各目标导频符号的绝对值为2^r-1＝3。结合导频结构的设计规则，同一子载波上的目标导频d_k，m的相邻导频符号为相反数，第1和第2子载波上的目标导频d_k，m为3，-3，3，-3，……的序列；同时，具有目标导频的子载波与相邻的具有协调导频的子载波上的导频在同一导频符号索引处的导频符号为相反数，因此，第0子载波上的协调导频为-3，3，-3，3，……的序列，第3子载波上的协调导频也为-3，3，-3，3，……的序列。此时，对于任意索引处的两个目标导频符号，其受到的虚部干扰之差为相反数。对于每个目标导频符号，其受到的虚部干扰来自于左右1阶干扰、上下1阶干扰、45°角1阶干扰的叠加。例如，以m＝4为例，d_1,4的左右1阶干扰为(-3)*jβ+(-3)*(-jβ)＝0，上下1阶干扰为(-3)*(-jα)+3*jα＝6jα，45°角1阶干扰为3*(-jγ)+(-3)*(-jγ)＝0。d_2，4的左右1阶干扰为(-3)*jβ+(-3)*(-jβ)＝0，上下1阶干扰为3*(-jα)+(-3)*jα＝-6jα，45°角1阶干扰为3*(-jγ)+(-3)*(-jγ)＝0。d_1，4的虚部干扰为6jα，d_2，4的虚部干扰为-6jα，两者为相反数，使得对应的调节信号的虚部距离较远。

该实施例选择相邻的两个子载波插入目标导频，另外只需要额外两个子载波插入协调导频，总共只占用4个子载波，在占用较少的子载波资源下实现高精度的相位补偿。在其他实施例中，也可以选择非相邻地子载波插入目标导频，此时，设计更多地协调导频来增大目标导频符号的虚部干扰之差。

上述实施例为简化设计，使左右1阶干扰和45°角1阶干扰均为0，仅通过使上下1阶干扰的符号相反来增大两解调信号的距离。若仅考虑精度影响，也可以使从各个维度进行设计，使2个子载波上所插入的导频d_k，m在任意符号索引处的虚部干扰之差极大化，从而使两解调信号的距离达到最远的设计，以进一步提高精度。

需要说明的是，以上示例为PHYDYAS滤波器，但本发明并不限于使用PHYDYAS滤波器，也可以为其他类型的滤波器，只要满足两目标导频序列在任意符号索引处的导频符号受到的虚部干扰之差较大，由此可以使两个解调信号的虚部相差较大，从而使得两个解调信号在复平面上对应的点距离较远即可。

实施例4

本实施例提出一种信号发射设备，该信号发射设备与实施例2中的信号接收设备配合使用，用于执行实施例2中的步骤。

实施例5

本实施例提出一种具有相位噪声补偿功能的通信系统，包括实施例4中的信号发射设备和实施例2中的信号接收设备，发射设备用于在任意n个子载波上插入相同的目标导频d_k，m后发射给接收设备，m为导频符号索引，k为子载波索引，n≥2；接收设备用于基于接收到的目标导频d_k，m计算相位噪声的正弦相关量和余弦相关量并对解调信号进行相位补偿以得到发送信号的估计值。其中，各设备的所用于执行的具体步骤可参考前文进行介绍，在此不再赘述。

以下结合具体的仿真实验，对本发明的有益效果进行说明。仿真中采用的相位噪声模型是单极零点功率谱密度模型，并使用IEEE 802.11ad标准中的数据，载波中心频率f_c＝60GHz，相位噪声的采样率f_s＝640MHz，总载波带宽一定，由于本发明关注的是相位噪声对系统的影响，因此假设接收端已获得理想的信道信息，信道影响被完美均衡，FBMC-OQAM系统采用的原型滤波器是PHYDYAS滤波器，重叠因子α＝4，采用16QAM调制，256个子载波，每个子载波传输100个QAM符号。

如图8所示，将无相位噪声补偿方案，原始相位噪声补偿方案和本发明提出的双行相同导频相位噪声补偿方案进行对比，可以看到随着信噪比的增大，本发明所提算法的BER性能显著优于无相位噪声补偿和原始相位噪声补偿方案。

本领域的技术人员容易理解，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于相同导频序列的相位噪声补偿方法，其特征在于，应用于信号接收设备，所述相位噪声补偿方法包括：

步骤S1：接收n个子载波上的目标导频并进行解调，得到n个对应子载波上的解调信号，目标导频在各时频索引(k,m)处的导频符号d_k,m对应的解调信号为y_k,m，其中，k为子载波索引，m为导频符号索引，n≥2；所述目标导频为信号发射设备插入对应子载波上的目标导频且n个子载波上所插入的目标导频相同；

步骤S2：根据导频符号索引m处的n个解调信号y_k,m确定关系式中的正弦相关量/>和余弦相关量/>其中，/>为各导频符号索引m处的相位噪声相关量；

步骤S3：基于所得的正弦相关量和余弦相关量/>对时频索引(k,m)处的解调信号/>进行相位补偿，得到时频索引(k,m)处所插入的发送信号的估计值式中，/> 分别为解调信号/>的实部取值和虚部取值，解调信号/>为对应发送信号的解调信号。

2.一种信号接收设备，其特征在于，用于执行权利要求1所述的基于相同导频序列的相位噪声补偿方法。

3.一种基于相同导频序列的相位噪声补偿方法，其特征在于，应用于信号发射设备，所述相位噪声补偿方法包括：

在任意n个子载波上插入相同的目标导频后发射给的权利要求2所述的信号接收设备，以使所述信号接收设备基于接收到的目标导频计算相位噪声的正弦相关量和余弦相关量并对解调信号进行相位补偿后得到发送信号的估计值，n≥2。

4.如权利要求3所述的基于相同导频序列的相位噪声补偿方法，其特征在于，在2个子载波上插入相同的目标导频；其中，2个子载波上所插入的目标导频在任意相同导频符号索引处受到的虚部干扰符号相反。

5.如权利要求4所述的基于相同导频序列的相位噪声补偿方法，其特征在于，通信系统为使用PHYDYAS滤波器的FBMC-OQAM系统，同一子载波上的目标导频的相邻导频符号为相反数，具有目标导频的子载波的上下相邻子载波上的导频在同一导频符号索引处的导频符号为相反数。

6.如权利要求5所述的基于相同导频序列的相位噪声补偿方法，其特征在于，在4^r的调制模式下，各目标导频符号的绝对值为2^r-1。

7.如权利要求5所述的基于相同导频序列的相位噪声补偿方法，其特征在于，插入目标导频的2个子载波为相邻子载波。

8.如权利要求4所述的基于相同导频序列的相位噪声补偿方法，其特征在于，2个子载波上所插入的目标导频在任意相同导频符号索引处的虚部干扰之差极大化。

9.一种信号发射设备，其特征在于，用于执行权利要求3至8任一项所述的基于相同导频序列的相位噪声补偿方法。

10.一种具有相位噪声补偿功能的通信系统，其特征在于，包括：

权利要求9所述的信号发射设备和权利要求2所述的信号接收设备，其中：

所述发射设备用于在任意n个子载波上插入相同的目标导频后发射给所述接收设备，n≥2；

所述接收设备用于基于接收到的目标导频计算相位噪声的正弦相关量和余弦相关量并对解调信号进行相位补偿以得到发送信号的估计值。