CN116016075B - 一种鉴相预处理的方法、装置、电路、设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种鉴相预处理的方法、装置、电路、设备和存储介质，涉及数字通信技术领域，该方案包括：获取混频信号的第一星座图，混频信号为调制信号与本地载波信号混频后的信号。根据第二星座图处理第一星座图中的向量点，以使得处理后的第一星座图中的每个向量点与第一星座图中的I轴的正半轴之间的夹角相同，第二星座图用于反映在调制信号的载波与本地载波相同的情况下混频信号在IQ坐标中信号分布的多个向量点。将处理后的第一星座图中的任一个向量点与处理后的第一星座图中的I轴的正半轴之间的夹角作为混频信号鉴相的相位差。该方案用于解决鉴相预处理时出现的平方损耗，高阶调制时的计算量巨大的技术问题。

Description

一种鉴相预处理的方法、装置、电路、设备和存储介质

技术领域

本申请涉及数字通信技术领域，尤其涉及一种鉴相预处理的方法、装置、电路、设备和存储介质。

背景技术

在现代数字通信中，通过对接收机中的调制信号进行相干解调，从而恢复出本地相干载波，通过科斯塔斯环(Costas环)实现对接收机输入的调制信号进行载波频率和相位的动态跟踪，使本地载波的相位或频率与调制信号中的载波保持一致。科斯塔斯环内部所包含的鉴相器通常用于测量环路的相位误差值，环路中需要输入鉴相器的信号一般为相位连续的信号。而对于相位调制信号(例如BPSK、QPSK、8PSK)和正交振幅调制信号(例如8QAM、16QAM、16APSK)等，需要在鉴相前进行鉴相预处理。现有技术中，鉴相预处理通过N次方运算，例如BPSK信号进行平方运算、QPSK进行四次方运算，然而由于N次方运算所造成的噪声能量累加，会导致环路信噪比损耗，即平方损耗；且对高阶调制信号进行处理时运算量巨大，从而造成硬件资源消耗以及信号处理的计算时延。

发明内容

本申请实施例提供一种鉴相预处理的方法、装置、电路、设备和存储介质，该方案用于解决鉴相预处理时出现的平方损耗，高阶调制时的计算量巨大的技术问题。

第一方面，本申请实施例提供一种鉴相预处理的方法，该方法包括：获取混频信号的第一星座图，混频信号为调制信号与本地载波信号混频后的信号，第一星座图用于反映混频信号在IQ坐标中信号分布的多个向量点。根据第二星座图处理第一星座图中的向量点，以使得处理后的第一星座图中的每个向量点与I轴的正半轴之间的夹角相同，第二星座图用于反映在调制信号的载波与本地载波相同的情况下混频信号在IQ坐标中信号分布的多个向量点。将处理后的第一星座图中的任一个向量点与I轴的正半轴之间的夹角作为混频信号鉴相的相位差。

本申请实施例提供一种鉴相预处理的方法，由于获取混频信号的第一星座图，混频信号为调制信号与本地载波信号混频后的信号，第一星座图用于反映混频信号在IQ坐标中信号分布的多个向量点，这样可以直观得到调制信号在星座图中的分布情况，由于第二星座图中的向量点为第一星座图中对应向量点的基准点，第二星座图中的基准点与第一星座图中对应向量点之间的夹角为混频信号鉴相的相位差，因此可以根据第二星座图处理第一星座图中的向量点，以使得处理后的第一星座图中的每个向量点与I轴的正半轴之间的夹角相同，由于将处理后的第一星座图中的任一个向量点与I轴的正半轴之间的夹角作为混频信号鉴相的相位差，这样可以解决鉴相预处理时出现的平方损耗，高阶调制时的计算量巨大的技术问题。

在本申请的一个可能的实现方式中，根据第二星座图处理第一星座图中的向量点，以使得处理后的第一星座图中的向量点与I轴的正半轴之间的夹角相同，包括：分别确定第二星座图中的至少一个第一向量点与第二星座图中的I轴的正半轴之间的至少一个第一夹角，第一向量点位于第二星座图的第一象限和/或I轴的正半轴。根据至少一个第一夹角，按照第一预设方向调整第一星座图中的一个或多个向量点，以使得处理后的第一星座图中的任一向量点与处理后的第一星座图中的I轴的正半轴之间的夹角相同，第一预设方向包括顺时针方向或逆时针方向。

在本申请的一个可能的实现方式中，根据至少一个第一夹角，按照预设方向调整第一星座图中对应的一个或多个向量点，以使得处理后的第一星座图中的任一向量点与I轴的正半轴之间的夹角相同，包括：根据至少一个第一夹角，按照第一预设方向调整第一星座图中对应的一个或多个向量点，以得到第三星座图，第三星座图中至少包含两个向量点，且两个向量点在第三星座图中与I轴的正半轴之间的夹角相差π。调整第三星座图中的至少一个第二向量点，得到处理后的第一星座图，第二向量点在第三星座图中位于I轴的负方向。

在本申请的一个可能的实现方式中，根据至少一个第一夹角，按照第一预设方向调整第一星座图中对应的一个或多个向量点，以得到第三星座图，包括：调整第一星座图中位于Q轴负方向的向量点，得到第四星座图，第四星座图中向量点在第四星座图中位于Q轴的正方向。根据至少一个第一夹角，按照顺时针方向调整第四星座图中位于第一象限的向量点，以及按照逆时针方向调整第四星座图中位于第二象限的向量点，得到第三星座图。

在本申请的一个可能的实现方式中，根据至少一个第一夹角，按照第一预设方向调整第一星座图中对应的一个或多个向量点，以得到第三星座图，包括：根据至少一个第一夹角，按照第一预设顺序调整第一星座图中对应的一个或多个向量点，得到第五星座图，第五星座图中的向量点不相互重叠。按照第二预设方向，调整第五星座图中的第三向量点，得到第三星座图，第二预设方向包括顺时针方向或逆时针方向，第三向量点与第五星座图中的I轴之间的距离大于第五星座图中的Q轴之间的距离。

在本申请的一个可能的实现方式中，调制信号至少包括相位调制信号和正交振幅调制信号。

第二方面，本申请实施例提供一种鉴相预处理的装置，该鉴相预处理的装置可以实现第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中的方法，因此也能实现第一方面或第一方面任意可能的实现方式中的有益效果。该鉴相预处理的装置可以为鉴相预处理设备，也可以为支持鉴相预处理设备实现第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中的方法的装置，例如应用于鉴相预处理设备中的芯片或者控制电路。该鉴相预处理的装置可以通过软件、硬件、或者通过硬件执行相应的软件实现上述方法。

作为一种示例，本申请实施例提供一种鉴相预处理的装置，该鉴相预处理的装置为鉴相预处理设备或者为应用于鉴相预处理设备中的芯片，该鉴相预处理的装置包括：获取单元和处理单元，其中，获取单元，用于获取混频信号的第一星座图，混频信号为调制信号与本地载波信号混频后的信号，第一星座图用于反映混频信号在IQ坐标中信号分布的多个向量点。处理单元，用于根据第二星座图处理第一星座图中的向量点，以使得处理后的第一星座图中的每个向量点与第一星座图中的I轴的正半轴之间的夹角相同，第二星座图用于反映在调制信号的载波与本地载波相同的情况下混频信号在IQ坐标中信号分布的多个向量点。处理单元还用于将处理后的第一星座图中的任一个向量点与处理后的第一星座图中的I轴的正半轴之间的夹角作为混频信号鉴相的相位差。

在本申请的一个可能的实现方式中，处理单元还用于分别确定第二星座图中的至少一个第一向量点与第二星座图中的I轴的正半轴之间的至少一个第一夹角，第一向量点位于第二星座图的第一象限和/或I轴的正半轴，根据至少一个第一夹角，按照第一预设方向调整第一星座图中的一个或多个向量点，以使得处理后的第一星座图中的任一向量点与处理后的第一星座图中的I轴的正半轴之间的夹角相同，第一预设方向包括顺时针方向或逆时针方向。

在本申请的一个可能的实现方式中，处理单元还用于根据至少一个第一夹角，按照第一预设方向调整第一星座图中对应的一个或多个向量点，以得到第三星座图，第三星座图中至少包含两个向量点，且两个向量点在第三星座图中与I轴的正半轴之间的夹角相差π，调整第三星座图中的至少一个第二向量点，得到处理后的第一星座图，第二向量点在第三星座图中位于I轴的负方向。

在本申请的一个可能的实现方式中，处理单元还用于调整第一星座图中位于Q轴负方向的向量点，得到第四星座图，第四星座图中向量点在第四星座图中位于Q轴的正方向，根据至少一个第一夹角，按照顺时针方向调整第四星座图中位于第一象限的向量点，以及按照逆时针方向调整第四星座图中位于第二象限的向量点，得到第三星座图。

在本申请的一个可能的实现方式中，处理单元还用于根据至少一个第一夹角，按照第一预设顺序调整第一星座图中对应的一个或多个向量点，得到第五星座图，第五星座图中的向量点不相互重叠，按照第二预设方向，调整第五星座图中的第三向量点，得到第三星座图，第二预设方向包括顺时针方向或逆时针方向，第三向量点与第五星座图中的I轴之间的距离大于第五星座图中的Q轴之间的距离。

第三方面，本申请实施例提供一种锁相环电路，包括鉴相预处理设备，所述鉴相预处理设备用于实现如第一方面至第一方面的任意一种可能的实现方式中描述的一种鉴相预处理的方法。

在本申请的一个可能的实现方式中，锁相环电路还包括数字控制振荡器、环路滤波器和鉴相器。

第四方面，本申请实施例提供一种鉴相预处理设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，当处理器执行计算机程序时，鉴相预处理设备实现如第一方面至第一方面的任意一种可能的实现方式中描述的一种鉴相预处理的方法。

第五方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机程序或指令，当计算机程序或指令在计算机上运行时，使得计算机执行如第一方面至第一方面的任意一种可能的实现方式中描述的一种鉴相预处理的方法。

第六方面，本申请实施例提供一种包括指令的计算机程序产品，当指令在计算机上运行时，使得计算机执行第一方面或第一方面的各种可能的实现方式中描述的一种鉴相预处理的方法。

第七方面，本申请实施例提供一种鉴相预处理的装置用于实现上述第一方面或第一方面的任一方面的各种可能的设计中的各种方法。该鉴相预处理的装置可以为上述鉴相预处理设备，或者包含上述鉴相预处理设备的装置，或者应用于鉴相预处理设备中的部件(例如，芯片)。

应理解，上述第七方面描述的鉴相预处理的装置包括实现上述方法相应的模块、单元、该模块、单元可以通过硬件实现，软件实现，或者通过硬件执行相应的软件实现。该硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块或单元。

第八方面，本申请实施例提供了一种鉴相预处理的装置，该鉴相预处理的装置包括：至少一个处理器。其中，当该鉴相预处理的装置运行时，该处理器执行该鉴相预处理的装置中存储的计算机执行指令或程序，以使该鉴相预处理的装置执行如上述第一方面的各种可能的设计中的任一项的方法。例如，该鉴相预处理的装置可以为鉴相预处理设备，或者为应用于鉴相预处理设备中的部件。

应理解，上述第八方面中描述的处理器中还可以包括：总线和存储器，存储器用于存储代码和数据。可选的，至少一个处理器传感接口和存储器相互耦合。

第九方面，本申请实施例提供一种芯片，该芯片包括处理器，处理器用于运行计算机程序或指令，以实现第一方面或第一方面的各种可能的实现方式中所描述的鉴相预处理的方法。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种鉴相预处理的方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的一种BPSK信号处理的流程示意图；

图3为本申请实施例提供的一种QPSK信号处理的流程示意图；

图4为本申请实施例提供的一种8PSK信号处理的流程示意图；

图5为本申请实施例提供的一种8QAM信号处理的流程示意图；

图6为本申请实施例提供的一种16QAM信号处理的流程示意图；

图7为本申请实施例提供的一种16APSK信号处理的流程示意图；

图8为本申请实施例提供的一种锁相环电路的结构示意图；

图9为本申请实施例提供的一种鉴相预处理装置的结构示意图；

图10为本申请实施例提供的一种鉴相预处理设备的结构示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定***结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的***、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或器集合的存在或添加。

还应当理解，在此本说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本申请。如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

锁相环(Phase Locked Loop,PLL)是一种利用接收外部输入信号来控制环路内部振荡信号的频率和相位，从而实现对输入信号的频率和相位的自动跟踪，使内部振荡信号与输入信号的频率和相位同步的负反馈闭环控制电路，其广泛应用于解调技术、频率合成等技术领域。其中，在解调技术中，锁相环可应用于载波跟踪环路，例如科斯塔斯环。

在现代数字通信中，科斯塔斯环采用锁相环技术，具有本地载波的频率和相位与调制信号的发送载波的频率和相位保持一致的能力，即通过对接收机中的调制信号的发送载波的频率和相位的动态跟踪，从而对调制信号进行解调。

其中，鉴相器通常用于测量环路的相位误差，环路中需要输入鉴相器的信号一般为相位连续的信号。而对于相位调制信号和正交振幅调制信号，由于其载波相位是受符号调制影响而突变的，突变的相位点将影响鉴相的正确性。因此在对调制信号进行信号载波相位提取时，需要进行消除符号调制对于相位的影响，通常称为鉴相预处理。现有技术中，鉴相预处理通过N次方运算，例如BPSK(Binary Phase Shift Keying,二进制相移键控)信号进行平方运算、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying，正交相移键控)进行四次方运算，然而由于N次方运算所造成的噪声能量累加，会导致环路信噪比损耗，即平方损耗；且对高阶调制信号进行处理时运算量巨大，从而造成硬件资源消耗以及信号处理的计算时延。其中，高阶调制信号包括：8PSK(Phase Shift Keying,相移键控)信号、8QAM(QuadratureAmplitude Modulation,正交调制)信号、16QAM信号、16APSK(AmplitudePhaseShiftKeying，振幅移相键控)信号。

因此，本申请所提供的方案为一种鉴相预处理的方法、装置、电路、设备和存储介质，该方案用于解决鉴相预处理时出现的平方损耗，高阶调制时的计算量巨大的技术问题。为了说明本申请所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

在本申请实施例中，一种鉴相预处理的方法的执行主体的具体结构，本申请实施例并未特别限定，只要可以通过运行记录有本申请实施例的鉴相预处理的方法的代码的程序，以根据本申请实施例的一种鉴相预处理的方法进行通信即可。例如，本申请实施例提供的一种鉴相预处理的方法的执行主体可以是鉴相预处理设备中能够调用程序并执行程序的功能模块，或者为应用于鉴相预处理设备中的装置，例如，芯片。本申请对此不进行限定。下述实施例以一种鉴相预处理的方法的执行主体为鉴相预处理设备为例进行描述。

如图1所示，图1示出了本申请实施例提供的一种鉴相预处理的方法的流程示意图，包括：

步骤110、鉴相预处理设备获取混频信号的第一星座图。

其中，混频信号为调制信号与本地载波信号混频后的信号，第一星座图用于反映混频信号在IQ坐标中信号分布的多个向量点。

可以理解的是，在锁相环电路中，调制信号分别在锁相环电路中的I路与Q路中与本地载波信号混频下变频后，通过低通滤波过滤掉倍频信号后，可以得到鉴相预处理设备所需要的混频信号。

需要解释的是，IQ坐标主要应用于数字调制信号。其中I轴为实部，Q轴为虚部，任一向量点可以用(I+jQ)的形式来表示。I路和Q路信号叠加后的幅度和相位映射到图上，形成一个信号的星座图(Constellation Diagram)。

具体的，在星座图中每一个向量点与原点之间的距离用于表示该混频信号的一个振幅值，每一个向量点与I轴之间的夹角用于表示该混频信号的相位值。换言之，对于任一个混频信号在确定该混频信号的振幅值和相位值之后，便可以根据该混频信号的振幅值和相位值确定该混频信号的星座图。

示例性的，鉴相预处理设备将混频信号中的每一个信号点的振幅值和相位值在星座图中用向量点表示，从而获得混频信号的第一星座图。这样可以借助第一星座图直观反映每一个信号点的振幅和相位大小。

可以理解的是，星座图有助于定义混频信号的振幅和相位，尤其在IQ坐标中，需要一个同向的载波(I路的载波)和一个正交载波(Q路的载波)对调制信号进行处理得到混频信号的情况下，在星座图中可以直观看出混频信号中的一个向量点的振幅和相位。

作为一种示例，以混频信号为BPSK信号为例，BPSK信号又称为二相相移键控信号，通过相位的变化来传递信息。其中，如图2中的(a)图所示，在BPSK信号在第二星座图中的向量点的坐标为A2(1,0)和B2(-1,0)。

步骤120、鉴相预处理设备根据第二星座图处理第一星座图中的向量点，以使得处理后的第一星座图中的每个向量点与I轴的正半轴之间的夹角相同。

其中，第二星座图用于反映在调制信号的载波与本地载波相同的情况下混频信号在IQ坐标中信号分布的多个向量点。换句话说，第二星座图的向量点为第一星座图中对应的向量点的基准点。

可以理解的是，在锁相环电路中，由数字控制振荡器提供的本地载波与调制信号的载波可能是相同的，也可能是不相同的。

作为一种示例，在调制信号的载波与本地载波相同的情况下，通过低通滤波后的混频信号与锁相环电路接收到的调制信号相位之间不存在相位差。此时在混频信号中，每一个向量点在星座图(即第二星座图)中表示为与调制信号相比不存在偏移。

作为另一种示例，在调制信号的载波与本地载波不相同的情况下，通过低通滤波后的混频信号与锁相环电路接收到的调制信号相位之间存在相位差。此时在混频信号中，每一个向量点在星座图(即第一星座图)中表示为与调制信号相比存在偏移。换句话来说，在调制信号的载波与本地载波不相同的情况下，混频信号的第一星座图中的任一向量点都可以在混频信号的第二星座图中找到对应的向量点作为第一星座图中的任一向量点的基准点。因此，通过比较第一星座图相对于第二星座图中向量点所偏移的角度，可以得到调制信号的相位差。

步骤130、鉴相预处理设备将处理后的第一星座图中的任一个向量点与I轴的正半轴之间的夹角作为混频信号鉴相的相位差。

本申请实施例提供一种鉴相预处理的方法，由于鉴相预处理设备获取混频信号的第一星座图，混频信号为调制信号与本地载波信号混频后的信号，第一星座图用于反映混频信号在IQ坐标中信号分布的多个向量点，这样可以直观得到调制信号在星座图中的分布情况，由于第二星座图中的向量点为第一星座图中对应向量点的基准点，第二星座图中的基准点与第一星座图中对应向量点之间的夹角为混频信号鉴相的相位差，因此可以根据第二星座图处理第一星座图中的向量点，以使得处理后的第一星座图中的每个向量点与I轴的正半轴之间的夹角相同，由于鉴相预处理设备将处理后的第一星座图中的任一个向量点与I轴的正半轴之间的夹角作为混频信号鉴相的相位差，这样可以解决鉴相预处理时出现的平方损耗，高阶调制时的计算量巨大的技术问题。

在本申请的一种可能的实施例中，上述步骤120可以通过以下方式实现：鉴相预处理设备分别确定第二星座图中的至少一个第一向量点与第二星座图中I轴的正半轴之间的至少一个第一夹角。鉴相预处理设备根据至少一个第一夹角，按照第一预设方向调整第一星座图中的一个或多个向量点，以使得处理后的第一星座图中的任一向量点与I轴的正半轴之间的夹角相同。

其中，第一向量点位于第二星座图的第一象限和/或I轴的正半轴，第一预设方向包括顺时针方向或逆时针方向。

可以理解的是，在混频信号为BPSK信号、QPSK信号等情况下，如图2中的(a)图或图3中的(a)图所示，(a)图中的白色向量点A2、B2表示该混频信号在第二星座图中的向量点。其中，BPSK信号在第二星座图中有一个第一向量点B2，相应的，第二星座图中有一个向量点有一个第一夹角。QPSK信号在第二星座图中有一个第一向量点A2，相应的，第二星座图中有一个向量点有一个第一夹角。

可以理解的是，由于处理后的第一星座图中的任一向量点与I轴的正半轴之间的夹角相同，处理后的第一星座图中的所有向量点位于同一象限内，其中，经过旋转后的向量点被相应位置上的向量点覆盖。具体的，处理后的第一星座图的向量点分布可以参考如图2所示的(c)图，向量点B1被向量点A1所覆盖，或者参考如图3～图6任一示意图中的(e)图。

在本申请的一种可能的实施例中，鉴相预处理设备分别确定第二星座图中的至少一个第一向量点与I轴的正半轴之间的至少一个第一夹角，包括：鉴相预处理设备根据至少一个第一夹角，按照第一预设顺序调整第一星座图中对应的一个或多个向量点，以得到第三星座图。鉴相预处理设备调整第三星座图中的至少一个第二向量点，得到处理后的第一星座图。

其中，第三星座图中至少包含两个向量点，且两个向量点与I轴的正半轴之间的夹角相差π。第二向量点位于I轴的负方向。

可以理解的是，第三星座图中的一个向量点存在有以原点对称的另一个向量点。第三星座图中的第二向量点位于I轴的负方向，换句话说，第二向量点可以是位于第二象限，也可以是位于第三象限，当然也可以是位于I轴的负半轴。换句话说，由于第三星座图中的向量点以原点对称，因此处理后的第一星座图中的向量点位于I轴的正方向。关于第三星座图中的向量点所分布情况，可以参考如图2所示的(b)图，或者参考如图3～图7所示的(d)图。

作为一种示例，如图2所示的一种BPSK信号处理的流程示意图：(a)图中的白色向量点A2、B2为BPSK信号在第二星座图中的向量点。根据第二星座图中位于第一象限的第一向量点B2，鉴相预处理设备可以确定第一向量点B2与I轴的正半轴之间的第一夹角，按照例如逆时针的方向，调整第一星座图中的对应的向量点A1、B1，得到第三星座图，如(b)图所示。鉴相预处理设备将位于第三象限的第二向量点A1调整至第一象限，得到如(c)图所示的处理后的第一星座图。需要解释的是，由于第二星座图中第一向量点B2与I轴的正半轴之间的第一夹角为0度，因此，第一星座图中的对应的向量点A1、B1旋转0度。

可以理解的是，第二向量点A1调整至第一象限后，被原本位于该位置的向量点B1所覆盖。由于向量点进行旋转后，若与该位置上的向量点所叠加，则被该位置上的向量点所覆盖，本申请实施例所述的下文对此不做详细赘述。

在本申请的一个可能的实施例中，鉴相预处理设备根据至少一个第一夹角，按照第一预设方向调整第一星座图中对应的一个或多个向量点，以得到第三星座图，包括：鉴相预处理设备调整第一星座图中位于Q轴的负方向的向量点，得到第四星座图。鉴相预处理设备根据至少一个第一夹角，按照顺时针方向调整第四星座图中位于第一象限的向量点，以及按照逆时针方向调整第四星座图中位于第二象限的向量点，得到第三星座图。

其中，第四星座图中向量点都位于Q轴的正方向，可以参考如图4，图6或图7中的(b)图所示。

作为一种示例，如图4所示的一种8PSK信号处理的流程示意图：(a)图中所对应的白色向量点A2-H2为8PSK信号在第二星座图中的向量点。鉴相预处理设备确定第二星座图中位于第一象限上有两个第一向量点A2和B2，从而确定这两个向量点A2和B2与I轴的正半轴之间的两个第一夹角。鉴相预处理设备调整第一星座图中位于Q轴的负方向上的向量点E1-H1，从而得到向量点都位于Q轴的正方向上的第四星座图，如(b)图所示。参考如图3所示的(c)图～(d)图，鉴相预处理设备根据确定的两个第一夹角，按照顺时针方向调整位于第一象限中对应的向量点A1和B1，使位于第一象限中对应的向量点A1和B1与I轴正半轴之间的夹角相等；相应的，按照逆时针方向调整第四星座图中位于第二象限的向量点C1和D1，使位于第三象限中对应的向量点C1和D1与I轴负半轴之间的夹角相等，从而得到如(d)图所示的第三星座图。鉴相预处理设备将位于第三象限的第二向量点D1、C1、E1和F1调整至第一象限，得到如(e)图所示的处理后的第一星座图。在(e)图中所示的处理后的第一星座图中，所有的向量点都位于同一象限，且向量点与I轴的正半轴之间的夹角为混频信号鉴相的相位差。

作为一种示例，如图6所示的一种16QAM信号处理的流程示意图：(a)图中所对应的白色向量点A2-P2为16QAM信号在第二星座图中的向量点。确定第二星座图中位于第一象限上有四个第一向量点A2、B2、G2和H2，且其中两个第一向量点A2和G2与I轴正半轴之间的夹角相同，从而确定这四个第一向量点与I轴的正半轴之间的三个第一夹角。鉴相预处理设备调整第一星座图中位于Q轴的负方向上的向量点I1-P1，从而得到向量点都位于Q轴的正方向上的第四星座图，如(b)图所示。参考如图3所示的(c)图～(d)图，鉴相预处理设备根据确定的三个第一夹角，按照顺时针方向调整位于第一象限中对应的向量点A1、B1、G1、H1、I1、J1、O1和P1，使位于第一象限中对应的向量点与I轴正半轴之间的夹角相等；相应的，按照逆时针方向调整第四星座图中位于第二象限的向量点，使位于第三象限中对应的向量点C1-F1以及K1-N1与I轴负半轴之间的夹角相等，从而得到如(d)图所示的第三星座图。鉴相预处理设备将位于第三象限的第二向量点C1-F1、K1-N1调整至第一象限，得到如(e)图所示的处理后的第一星座图。在(e)图中所示的处理后的第一星座图中，所有的向量点都位于同一象限，且向量点与I轴的正半轴之间的夹角为混频信号鉴相的相位差。

作为一种示例，如图7所示的一种16APSK信号处理的流程示意图：(a)图中所对应的白色向量点A2-P1为16APSK信号在第二星座图中的向量点。确定第二星座图中位于第一象限上有四个第一向量点A2-C2、M2，且其中两个第一向量点B2和M2与I轴正半轴之间的夹角相同，从而确定这四个第一向量点与I轴的正半轴之间的三个第一夹角。鉴相预处理设备调整第一星座图中位于Q轴的负方向上的向量点G1-L1，O1和P1，从而得到向量点都位于Q轴的正方向上的第四星座图，如(b)图所示。参考如图3所示的(c)图～(d)图，鉴相预处理设备根据确定的三个第一夹角，按照顺时针方向调整位于第一象限中对应的向量点A1-C1、J1-M1以及P1，使位于第一象限中对应的向量点与I轴正半轴之间的夹角相等；相应的，按照逆时针方向调整第四星座图中位于第二象限的向量点D1-I1，N1以及O1，使位于第三象限中对应的向量点与I轴负半轴之间的夹角相等，从而得到如(d)图所示的第三星座图。鉴相预处理设备将位于第三象限的第二向量点D1-I1，N1以及O1调整至第一象限，得到如(e)图所示的处理后的第一星座图。在(e)图中所示的处理后的第一星座图中，所有的向量点都位于一个象限，且向量点与I轴的正半轴之间的夹角为混频信号鉴相的相位差。

在本申请的一种可能的实施例中，鉴相预处理设备根据至少一个第一夹角，按照第一预设方向调整第一星座图中对应的一个或多个向量点，以得到第三星座图，包括：鉴相预处理设备根据至少一个第一夹角，按照第一预设顺序调整第一星座图中对应的一个或多个向量点，得到第五星座图。鉴相预处理设备按照第二预设方向，调整第五星座中的第三向量点，得到第三星座图。

其中，第五星座图中的向量点不相互重叠。第二预设方向包括顺时针或逆时针。第三向量点与I轴之间的距离大于Q轴之间的距离。

可以理解的是，第五星座图中的向量点不相互重叠，换句话说，鉴相预处理设备对第一星座图中任一的向量点进行调整，使得第五星座图中的向量点不相互重叠。

可以理解的是，假设第五星座图中任一第三向量点的坐标为(I，Q)，则这个第三向量点与I轴之间的距离为|Q|，该第三向量点与Q轴之间的距离为|I|，且|I|小于|Q|。

作为一种示例，如图3所示的一种QPSK信号处理的流程示意图：(a)图中所对应的白色向量点为QPSK信号在第二星座图中的向量点A2-D2。确定第二星座图中位于第一象限上有一个第一向量点A2，从而确定该向量点与I轴的正半轴之间的第一夹角。根据第一向量点A2与I轴的正半轴的第一夹角，按照例如逆时针方向，得到参考如图3中的(b)图所示的第五星座图。第五星座图中位于第二象限的向量点A1和第四象限的向量点C1为第三向量点。参考如图3所示的(c)图～(d)图，鉴相预处理设备按照例如逆时针的方向，调整第五星座图中的第三向量点A1、C1，得到如(d)图所示的第三星座图。鉴相预处理设备将位于第三象限的第二向量点A1和B1调整至第一象限，得到如(e)图所示的处理后的第一星座图。在(e)图中所示的处理后的第一星座图中，所有的向量点都位于同一象限，且向量点与I轴的正半轴之间的夹角为混频信号鉴相的相位差。

作为另一种示例，如图5所示的一种8QAM信号处理的流程示意图：(a)图中所对应的白色向量点A2-H2为8QAM信号在第二星座图中的向量点。确定第二星座图中位于第一象限和I轴的正半轴上有两个第一向量点A2和H2，从而确定这两个向量点与I轴的正半轴的第一夹角。根据这两个第一向量点与I轴的正半轴的两个第一夹角，按照例如逆时针方向，得到参考如图3中的(b)图所示的第五星座图。可以理解的是，由于位于最外圆上的向量点中，由于第一向量A2与I轴正半轴之间的夹角为0度，因此对相应的最外圈的向量点A1-D1调整0度。第五星座图中位于第二象限的向量点B1、H1和第四象限的向量点D1、F1为第三向量点。参考如图3所示的(c)图～(d)图，鉴相预处理设备按照例如逆时针的方向，调整第五星座图中的第三向量点B1、D1、F1、H1，得到如(d)图所示的第三星座图。鉴相预处理设备将位于第三象限的第二向量点B1、C1、E1和H1调整至第一象限，得到如(e)图所示的处理后的第一星座图。在(e)图中所示的处理后的第一星座图中，所有的向量点都位于同一象限，且向量点与I轴的正半轴之间的夹角为混频信号鉴相的相位差。

在本申请的一种可能的实施例中，调制信号至少包括相位调制信号和正交振幅调制信号。

其中，相位调制信号至少包括BPSK信号、QPSK信号和8PSK信号等；正交振幅调制信号至少包括8QAM信号、16QAM信号和16APSK信号等。

可以理解的是，在调制信号为相位调制信号的情况下，由于调制信号与本地载波信号混频后所得到的混频信号具有一个振幅值，因此混频信号在星座图中所反映的向量点位于同一个圆上，这些向量点与原点的距离相同，参考如图2～图4所示的(a)图。因此，在如图2～图4所示的(e)图中的处理后的第一星座图中，所有的向量点都位于同一个象限，且向量点与I轴的正半轴之间的夹角相同。在调制信号为正交振幅调制信号的情况下，由于调制信号与本地载波信号混频后所得到的混频信号具有多个振幅值，因此混频信号在星座图中所反映的向量点位于多个圆上，位于同一个圆上的向量点与原点的距离相同，位于不同圆上的向量点与原点的距离不同，参考如图5～图7所示的(a)图。因此，在如图5～图7所示的(e)图中的处理后的第一星座图中，不同振幅值的向量点位于不同的圆上，且所有的向量点与I轴的正半轴之间的夹角相同。

在本申请的一个可能的实施例中，如图8所示的一种锁相环电路的结构图，锁相环电路包括：鉴相预处理设备300。

可选的，该锁相环电路还包括数字控制振荡器201(Numerically ControlledOscillator,NCO)、第一环路滤波器202(Loop Filter,LF)、第二环路滤波器203、第三环路滤波器204和鉴相器205(Phasedetector,PD)。

其中，鉴相预处理设备300分别与第一环路滤波器202、第二环路滤波器203和鉴相器205相连；鉴相器205分别与鉴相预处理设备300和第三环路滤波器204相连；数字控制振荡器201分别与第一环路滤波器202和第二环路滤波器203相连。

作为一种示例，数字控制振荡器201提供了两路相互正交的本地载波信号，分别与接收到的调制信号进行混频完成下变频；进行混频下变频后的调制信号通过第一环路滤波器202和第二环路滤波器203，进行低通滤波得到低频部分的混频信号；低频部分的混频信号通过鉴相预处理设备300，进行预处理，混频信号鉴相的相位差；然后通过鉴相器205进行鉴相得到误差信号，将得到的误差信号送往第三环路滤波器204；第三环路滤波器204的输出的信号用于控制数字控制振荡器201，形成闭环，通过不断地调整，可以实现环路的锁定，实现本地载波的频率和相位与调制信号的发送载波的频率和相位同步，从而实现对调制信号的解调。

可以理解的是，各个设备，例如鉴相预处理设备300为了实现上述功能，其包括了执行各个功能相应的结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，本申请能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

本申请实施例可以根据上述方法示例进行功能单元的划分，例如，可以对应各个功能划分各个功能单元，也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理单元中。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。需要说明的是，本申请实施例中对单元的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。

上面结合图1至图8，对本申请实施例的方法进行了说明，下面对本申请实施例提供的执行上述方法的设备进行描述。本领域技术人员可以理解，方法和装置可以相互结合和引用，本申请实施例提供的鉴相预处理的装置可以执行上述鉴相预处理的方法中鉴相预处理设备执行的步骤。

在采用集成单元的情况下，图9示出了上述实施例中所涉及的鉴相预处理的装置，该鉴相预处理的装置可以是鉴相预处理设备也可以是应用于鉴相预处理设备中的装置，比如芯片或者处理电路，该鉴相预处理的装置可以包括：获取单元410、处理单元420。

在一种可选的实现方式中，该鉴相预处理的装置还可以包括存储单元，用于存储鉴相预处理的装置的程序代码和数据。

一种示例，该鉴相预处理的装置为鉴相预处理设备，或者为应用于鉴相预处理设备中的芯片。获取单元410，用于获取混频信号的第一星座图，混频信号为调制信号与本地载波信号混频后的信号，第一星座图用于反映混频信号在IQ坐标中信号分布的多个向量点。处理单元420，用于根据第二星座图处理第一星座图中的向量点，以使得处理后的第一星座图中的每个向量点与第一星座图中的I轴的正半轴之间的夹角相同，第二星座图用于反映在调制信号的载波与本地载波相同的情况下混频信号在IQ坐标中信号分布的多个向量点。处理单元420还用于将处理后的第一星座图中的任一个向量点与处理后的第一星座图中的I轴的正半轴之间的夹角作为混频信号鉴相的相位差。

在一种可能的实现方式中，处理单元420还用于分别确定第二星座图中的至少一个第一向量点与第二星座图中的I轴的正半轴之间的至少一个第一夹角，第一向量点位于第二星座图的第一象限和/或I轴的正半轴，根据至少一个第一夹角，按照第一预设方向调整第一星座图中的一个或多个向量点，以使得处理后的第一星座图中的任一向量点与处理后的第一星座图中的I轴的正半轴之间的夹角相同，第一预设方向包括顺时针方向或逆时针方向。

在一种可能的实现方式中，处理单元420还用于根据至少一个第一夹角，按照第一预设方向调整第一星座图中对应的一个或多个向量点，以得到第三星座图，第三星座图中至少包含两个向量点，且两个向量点在第三星座图中与I轴的正半轴之间的夹角相差π，调整第三星座图中的至少一个第二向量点，得到处理后的第一星座图，第二向量点在第三星座图中位于I轴的负方向。

在一种可能的实现方式中，处理单元420还用于调整第一星座图中位于Q轴负方向的向量点，得到第四星座图，第四星座图中向量点在第四星座图中位于Q轴的正方向，根据至少一个第一夹角，按照顺时针方向调整第四星座图中位于第一象限的向量点，以及按照逆时针方向调整第四星座图中位于第二象限的向量点，得到第三星座图。

在一种可能的实现方式中，处理单元420还用于根据至少一个第一夹角，按照第一预设顺序调整第一星座图中对应的一个或多个向量点，得到第五星座图，第五星座图中的向量点不相互重叠，按照第二预设方向，调整第五星座图中的第三向量点，得到第三星座图，第二预设方向包括顺时针方向或逆时针方向，第三向量点与第五星座图中的I轴之间的距离大于第五星座图中的Q轴之间的距离。

其中，处理单元420可以是处理器或控制器，例如可以是中央处理器单元，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、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，数字信号处理器和微处理器的组合等等。存储模块可以是存储器。

进一步参考图10，图10为本申请实施例提供的鉴相预处理设备300的结构示意图。如图10所示，该实施例的鉴相预处理设备300包括：至少一个处理器310(图10中仅示出一个处理器)、存储器320以及存储在存储器320中并可在至少一个处理器310上运行的计算机程序330，例如数据处理程序。处理器310执行计算机程序330时实现上述任意各个方法实施例中的步骤。处理器310执行计算机程序330时实现上述各个数据处理方法的实施例中的步骤。处理器310执行计算机程序330时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图9所示获取单元410和处理单元420的功能。

可选的，如图10所示的鉴相预处理设备300的结构，还可以包括存储器，存储器可以是只读存储器(read-only memory，ROM)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，随机存取存储器(random access memory，RAM)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器(electrically erasableprogrammable read-only memory，EEPROM)、只读光盘(compact disc read-only memory，CD-ROM)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)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。存储器也可以和处理器集成在一起。

其中，存储器用于存储执行本申请方案的计算机执行指令，并由处理器来控制执行。处理器用于执行存储器中存储的计算机执行指令，从而实现本申请下述实施例提供的一种更新虚拟墙的方法。

可选的，本申请实施例中的计算机执行指令也可以称之为应用程序代码，本申请实施例对此不作具体限定。

一方面，提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有指令，当指令被运行时，实现如图10中由鉴相预处理设备300执行的功能。

一方面，提供一种包括指令的计算机程序产品，计算机程序产品中包括指令，当指令被运行时，实现如图10中由鉴相预处理设备300执行的功能。

一方面，本申请实施例提供一种芯片，该芯片应用于鉴相预处理设备300中，芯片包括至少一个处理器，该处理器用于运行指令，以实现如图10中由鉴相预处理设备300执行的功能。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机程序或指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序或指令时，全部或部分地执行本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、网络设备、用户设备或者其它可编程装置。所述计算机程序或指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机程序或指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线或无线方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是集成一个或多个可用介质的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，例如，软盘、硬盘、磁带；也可以是光介质，例如，数字视频光盘(digital video disc，DVD)；还可以是半导体介质，例如，固态硬盘(solid state drive，SSD)。

尽管在此结合各实施例对本申请进行了描述，然而，在实施所要求保护的本申请过程中，本领域技术人员通过查看附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现公开实施例的其他变化。在权利要求中，“包括”(comprising)一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。

尽管结合具体特征及其实施例对本申请进行了描述，显而易见的，在不脱离本申请的精神和范围的情况下，可对其进行各种修改和组合。相应地，本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的本申请的示例性说明，且视为已覆盖本申请范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。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，则本申请也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种鉴相预处理的方法，其特征在于，包括：

获取混频信号的第一星座图，所述混频信号为调制信号与本地载波信号混频后的信号，所述第一星座图用于反映所述混频信号在IQ坐标中信号分布的多个向量点；

根据第二星座图处理所述第一星座图中的向量点，以使得处理后的第一星座图中的每个向量点与所述第一星座图中的I轴的正半轴之间的夹角相同，所述第二星座图用于反映在所述调制信号的载波与本地载波相同的情况下所述混频信号在IQ坐标中信号分布的多个向量点；

将所述处理后的第一星座图中的任一个所述向量点与所述处理后的第一星座图中的I轴的正半轴之间的夹角作为所述混频信号鉴相的相位差。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据第二星座图处理所述第一星座图中的向量点，以使得处理后的第一星座图中的向量点与所述处理后的第一星座图中的I轴的正半轴之间的夹角相同，包括：

分别确定所述第二星座图中的至少一个第一向量点与所述第二星座图中的I轴的正半轴之间的至少一个第一夹角，所述第一向量点位于所述第二星座图的第一象限和/或I轴的正半轴；

根据至少一个所述第一夹角，按照第一预设方向调整所述第一星座图中的一个或多个向量点，以使得所述处理后的第一星座图中的任一向量点与所述处理后的第一星座图中的I轴的正半轴之间的夹角相同，所述第一预设方向包括顺时针方向或逆时针方向。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据至少一个所述第一夹角，按照所述第一预设方向调整所述第一星座图中对应的一个或多个向量点，以使得所述处理后的第一星座图中的任一向量点与所述处理后的第一星座图中的I轴的正半轴之间的夹角相同，包括：

根据至少一个所述第一夹角，按照所述第一预设方向调整所述第一星座图中对应的一个或多个向量点，以得到第三星座图，所述第三星座图中至少包含两个向量点，且两个所述向量点在所述第三星座图中与I轴的正半轴之间的夹角相差π；

调整所述第三星座图中的至少一个第二向量点，得到所述处理后的第一星座图，所述第二向量点在所述第三星座图中位于I轴的负方向。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据至少一个所述第一夹角，按照第一预设方向调整所述第一星座图中对应的一个或多个向量点，以得到第三星座图，包括：

调整所述第一星座图中位于Q轴负方向的向量点，得到第四星座图，所述第四星座图中向量点在所述第四星座图中位于Q轴的正方向；

根据至少一个所述第一夹角，按照顺时针方向调整所述第四星座图中位于第一象限的向量点，以及按照逆时针方向调整所述第四星座图中位于第二象限的向量点，得到所述第三星座图。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据至少一个所述第一夹角，按照第一预设方向调整所述第一星座图中对应的一个或多个向量点，以得到第三星座图，包括：

根据至少一个所述第一夹角，按照所述第一预设顺序调整所述第一星座图中对应的一个或多个向量点，得到第五星座图，所述第五星座图中的向量点不相互重叠；

按照第二预设方向，调整所述第五星座图中的第三向量点，得到所述第三星座图，所述第二预设方向包括顺时针方向或逆时针方向，所述第三向量点与所述第五星座图中的I轴之间的距离大于所述第五星座图中的Q轴之间的距离。

6.根据权利要求1～5任一项所述的方法，其特征在于，所述调制信号至少包括相位调制信号和正交振幅调制信号。

7.一种鉴相预处理装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取混频信号的第一星座图，所述混频信号为调制信号与本地载波信号混频后的信号，所述第一星座图用于反映所述混频信号在IQ坐标中信号分布的多个向量点；

处理单元，用于根据第二星座图处理所述第一星座图中的向量点，以使得处理后的第一星座图中的每个向量点与所述第一星座图中的I轴的正半轴之间的夹角相同，所述第二星座图用于反映在所述调制信号的载波与本地载波相同的情况下所述混频信号在IQ坐标中信号分布的多个向量点；

所述处理单元，还用于将所述处理后的第一星座图中的任一个所述向量点与所述处理后的第一星座图中的I轴的正半轴之间的夹角作为所述混频信号鉴相的相位差。

8.一种锁相环电路，其特征在于，包括鉴相预处理设备，所述鉴相预处理设备用于执行如权利要求1至6任一项所述的方法。

9.一种鉴相预处理设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器用于调用并执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器调用并执行时实现如权利要求1至6任一项所述的方法。