CN116319206A - 信号补偿方法、处理器、***及存储介质 - Google Patents
信号补偿方法、处理器、***及存储介质 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116319206A CN116319206A CN202211098071.0A CN202211098071A CN116319206A CN 116319206 A CN116319206 A CN 116319206A CN 202211098071 A CN202211098071 A CN 202211098071A CN 116319206 A CN116319206 A CN 116319206A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- signal
- symbol
- preamble
- sampling
- frequency domain
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 53
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 240
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 18
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 claims description 9
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 9
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 21
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 11
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 6
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 229920002430 Fibre-reinforced plastic Polymers 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000011151 fibre-reinforced plastic Substances 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/0014—Carrier regulation
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
- H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
- H04L27/2647—Arrangements specific to the receiver only
- H04L27/2655—Synchronisation arrangements
- H04L27/2657—Carrier synchronisation
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/0014—Carrier regulation
- H04L2027/0024—Carrier regulation at the receiver end
- H04L2027/0026—Correction of carrier offset
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
Abstract
本申请实施例提供一种信号补偿方法、处理器、***及存储介质。方法包括:实时通过信道接收多个待检测信号,并将包括有前导符号的待检测信号作为采样信号;对采样信号进行时间同步,以得到与采样信号对应的目标采样信号;对目标采样信号包括的全部第一前导符号均衡处理,以确定每个第一前导符号对应的第一前导频域数据;将与每个第一前导符号相隔预设距离的第一前导符号作为第二前导符号,并确定与第二前导符号对应的第二前导频域数据;根据第一前导频域数据和第二前导频域数据确定采样信号的采样频偏的估计值;根据估计值对目标采样信号进行补偿,以在信噪比较低的情况下得到准确的采样频偏的估计值,提高信号补偿的效果。
Description
技术领域
本申请涉及通信领域,具体地涉及一种信号补偿方法、处理器、***及存储介质。
背景技术
随着人们对各类信息需求的日益增加,以及宽带通信技术的发展,电力线载波通信也在往高速宽带的方向发展。在电力载波通信中,通常使用OFDM技术提升通信速率。OFDM***中的频偏包括载波频率偏差(CFO)和采样频率偏差(SFO)。其中,采样频率偏差是由于发射端DAC(数模转换)和接收端ADC(模数转换)之间的采样频率差异引起的。
在电力线载波通信中,一般采用电力线并基于基带信号进行传输,无需上下变频的载波搬移,也无载波频率偏差。因此,在传输过程中产生的频偏只有采样频率偏差。电力线载波通信协议规定的物理层帧结构由前导符号、帧控制符号以及数据载荷符号等组成。若帧持续时间较长且晶振器件的误差比较大时,那么针对越往后的符号,其采样频偏引起的相位偏差越大。且,电力线***中的前导符号和数据载荷符号的时间位置相隔非常远。若数据载荷符号上的相位偏移不纠正,信道估计的结果无法对数据进行精准解调,数据会发生解调错误,导致***性能严重下降。
目前,采样频偏估计的方法包括盲估计、数据辅助估计以及数据辅助加权估计等方式。其中,采用盲估计需要在高信噪比情况下才能得到小范围的采样频偏估计结果,且一般计算复杂度高。数据辅助估计的方式进行频偏估计复杂度降低,但同样需要在高信噪比下才能得到应用,难以在信噪比相对较低的情况下确定较为准确的采样频偏的估计值,无法保证长信号补偿的效果。数据辅助加权估计方法通过加权值对噪声进行抑制,比数据辅助估计方法的精度高,要求的信噪比也更低一些,但在较大频偏下,解调所需信噪比还是偏高。
发明内容
本申请实施例的目的是提供一种信号补偿方法、处理器、***及存储介质。
为了实现上述目的,本申请第一方面提供一种信号补偿方法,应用于OFDM***的接收端,包括:
实时通过信道接收多个待检测信号,并将包括有前导符号的待检测信号作为采样信号,待检测信号与OFDM***的发送端的发端信号对应,发端信号通过信道传输至接收端;
将对采样信号进行时间同步,以得到与采样信号对应的目标采样信号;
对目标采样信号包括的全部第一前导符号均衡处理,以确定每个第一前导符号对应的第一前导频域数据;
将与每个第一前导符号相隔预设距离的第一前导符号作为第二前导符号,并确定与第二前导符号对应的第二前导频域数据;
根据第一前导频域数据和第二前导频域数据确定采样信号的采样频偏的估计值;
根据估计值对目标采样信号进行补偿,以修正采样信号的采样频偏。
在本申请的实施例中,实时通过信道接收多个待检测信号,并将包括有前导符号的待检测信号作为采样信号包括:针对任意一个接收到的待检测信号,选取待检测信号中排列在前的N个信号数据,N为自然数;对N个信号数据进行快速傅里叶变换,以确定与N个信号数据所对应的频域数据;获取预设的前导序列的频域数据;将N个信号数据所对应的频域数据和预设的前导序列的频域数据共轭相乘并进行逆傅里叶变换,以确定功率时延谱;确定与每个采样信号对应的功率时延谱中的期望功率的最大值;针对任意一个待检测信号,在期望功率的最大值大于预设门限值的情况下,确定待检测信号中存在前导符号,并将包括有前导符号的待检测信号作为采样信号;针对任意一个待检测信号,在期望功率的最大值小于或等于预设门限值的情况下,确定待检测信号中未存在前导符号。
在本申请的实施例中,对采样信号进行时间同步,以得到采样信号对应的目标采样信号包括:针对于任意一个采样信号,将期望功率的最大值对应的信号数据所在的信号位置,确定为采样信号的时延点;根据时延点的时延值对采样信号进行时间同步,以得到采样信号对应的目标采样信号。
在本申请的实施例中,采样信号包括前导符号、帧控制符号以及数据载荷符号,根据估计值对目标采样信号进行补偿,以修正采样信号的采样频偏包括:根据时延值分别确定每个前导符号、每个帧控制符号以及每个数据载荷符号的第一起始数值、第二起始数值以及第三起始数值;分别根据第一起始数值、第二起始数值以及估计值确定每个前导符号和每个帧控制符号在每个子载波编号下的第一频域补偿相位和第二频域补偿相位;在根据第一频域补偿相位和第二频域补偿相位分别对每个前导符号和每个帧控制符号进行补偿后,根据补偿后的前导符号和补偿后的帧控制符号确定采样频偏的估计平均值;根据第三起始数值和估计平均值确定每个数据载荷符号在每个子载波编号下的第三频域补偿相位;在根据第三频域补偿相位对每个数据载荷符号进行补偿后,得到补偿完毕的目标采样信号,以修正采样信号的采样频偏。
在本申请的实施例中,根据时延值分别确定每个前导符号、每个帧控制符号以及每个数据载荷符号的起始采样点的第一起始数值、第二起始数值以及第三起始数值包括:
第一起始数值通过公式(1)确定:
symstart(l)=TA+l·N (1)
其中,symstart(l)是指第一起始数值,TA是指时延点的时延值,l是指前导符号的位置索引,N是指快速傅里叶变换的点数;
第二起始数值通过公式(2)确定:
symstart(m)=TA+(Lpreamble+0.5)*N+m*(N+NCP) (2)
其中,symstart(m)是指第二起始数值,TA是指时延点的时延值,Lpreamble是指目标采样信号中前导符号的数量,m是帧控制符号的位置索引,N是指快速傅里叶变换的点数,NCP是帧控制符号的循环前缀长度;
第三起始数值通过公式(3)确定:
其中,symstart(p)是指第三起始数值,TA是指时延点的时延值,Lpreamble是指目标采样信号中前导符号的数量,N是指快速傅里叶变换的点数,NCP是帧控制符号的循环前缀长度,是数据载荷符号的循环前缀长度,p是数据载荷符号的位置索引,LFC是指目标采样信号中帧控制符号的数量。
在本申请的实施例中,根据补偿后的前导符号的频域数据和补偿后的帧控制符号的频域数据确定采样频偏的估计平均值包括:对补偿后的前导符号的频域数据进行信道估计以确定第二均衡系数;根据第二均衡系数对补偿后的帧控制符号的频域数据进行均衡和解调,以确定帧控制符号中的控制信息,其中,控制信息包括发送端的终端ID;确定与终端ID对应存储内存中的历史采样频偏的历史估计次数以及每个历史估计次数所对应的历史估计值;在历史估计次数超过预设数值的情况下,确定历史估计次数所对应的全部历史估计值的总和;确定全部历史估计值的总和与估计值的估计平均值。
在本申请的实施例中,对目标采样信号包括的全部第一前导符号均衡处理,以确定第一前导符号对应的第一前导频域数据包括:确定目标采样信号包括的第一前导符号的总数量;从总数量中选出排列在前且数量为第一预设数量的第一前导符号进行快速傅里叶变换,以确定选出的每个第一前导符号的初始频域数据;从总数量中选出排列在前且数量为第二预设数量的第一前导符号,并根据选出的每个第一前导符号的初始频域数据确定第一均衡系数,其中,第一预设数量和第二预设数量均为自然数,且第一预设数量大于第二预设数量;根据第一均衡系数对目标采样信号包括的全部第一前导符号均衡处理,以确定与每个第一前导符号对应的第一前导频域数据。
在本申请的实施例中,第一前导符号的数量有多个,第一前导符号的子载波编号与第二前导符号的子载波编号相同,子载波编号根据有效带宽内每个子载波的位置确定;根据第一前导频域数据和第二前导频域数据确定采样信号的采样频偏的估计值包括:将每个第一前导符号和与每个第一前导符号对应的第二前导符号作为一个符号组;将每个符号组内包括的第一前导符号的第一前导频域数据和第二前导符号的第二前导频域数据进行共轭相乘,以确定每个子载波编号对应的每个符号组的目标频域数据;根据每个子载波编号对应的目标频域数据确定全部子载波编号对应的目标频域总数据;确定目标频域总数据的相角,并根据相角确定每个符号组的采样频偏估计值;将全部符号组的采样频偏估计值的均值确定为采样信号的采样频偏的估计值。
在本申请的实施例中,预设距离为符号间隔距离为4~8中的任意数值。
本申请第二方面提供一种处理器,被配置成执行上述的信号补偿方法。
本申请第三方面提供一种信号补偿***,***包括:信道;发送端,用于通过信道发送发端信号;接收端,用于获取待检测信号,其中,待检测信号与OFDM***的发送端的发端信号对应,发端信号通过信道传输至接收端;以及上述的处理器。
本申请第四方面提供一种机器可读存储介质,该机器可读存储介质上存储有指令,该指令在被处理器执行时使得处理器被配置成执行上述的信号补偿方法。
通过上述技术方案,能够更准确的获取采样信号的符号数据,为后续精准补偿信号提供良好基础,能够减少信道和噪声对确定采样频偏的估计值的影响,以在信噪比较低的情况下得到更为准确的采样频偏的估计值,从而大幅度提高信号补偿的效果,提高***的频偏补偿性能。
本申请实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本申请实施例的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本申请实施例,但并不构成对本申请实施例的限制。在附图中:
图1示意性示出了根据本申请实施例的信号补偿***的结构框图;
图2示意性示出了根据本申请实施例的采样频偏在时域上的影响的示例图;
图3示意性示出了根据本申请实施例的信号补偿方法的流程示意图;
图4示意性示出了根据本申请实施例的定时同步信号的流程示意图;
图5示意性示出了根据本申请实施例的确定采样频偏的估计值的流程示意图;
图6示意性示出了根据本申请实施例的高速电力线载波通信***的采样信号的示例图;
图7示意性示出了根据本申请又一实施例的信号补偿方法的流程示意图;
图8示意性示出了根据本申请实施例的对AWGN信道且频差为40ppm的采样信号进行补偿并解调后的结果示意图;
图9示意性示出了根据本申请实施例的对AWGN信道且频差为50ppm的采样信号进行补偿并解调后的结果示意图;
图10示意性示出了根据本申请实施例的对MultiPath信道且频差为40ppm的采样信号进行补偿并解调后的结果示意图;
图11示意性示出了根据本申请实施例的对MultiPath信道且频差为50ppm的采样信号进行补偿并解调后的结果示意图;
图12示意性示出了根据本申请实施例的计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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,应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本申请实施例,并不用于限制本申请实施例。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的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。
在一个实施例中,如图1所示,提供了一种信号补偿***100,包括发送端101、信道102、接收端103以及处理器104,其中:
发送端101,用于通过信道发送发端信号。
接收端103,用于获取待检测信号,其中,待检测信号与OFDM***的发送端的发端信号对应,发端信号通过信道传输至接收端。
其中,信道102可以指的是信号通道。发送端101可以用于生成信号并通过信道发送发端信号。发送端101包含有D/A模块,D/A模块可以用于信号重构。接收端103可以用于获取采样信号。接收端103包含有A/D模块,A/D模块可以用于信号采样。进一步地,OFDM***的发送端101可以通过信道102将发端信号传输至接收端103。而发送端101的发端信号通过信道进行传输时可能会受到干扰。例如,发端信号可能受到信道和噪声的影响。在此情况下,接收端103接收的待检测信号为已收到干扰的发端信号。在接收端103接收到待检测信号后,接收端103可以通过A/D模块对待检测信号进行信号采样并检测,以得到采样信号。
在实际信号的收发过程中,OFDM***的发送端发送信号的频率与接收端接收信号的频率可能由于晶振物理器件的不同而导致OFDM***的发送端和接收端的采样时钟产生偏差。若发送端发送的信号足够长,则偏差会不断累积,从而导致接收端在接收采样信号时出现偏差,即接收信号相对发送信号产生采样频偏。例如,如图2所示,提供了一种采样频偏在时域上的影响的示例图。若发送端的采样频率和采样周期分别为fs和Ts,接收端的采样频率和采样周期分别为f′s和T′s,则晶振频差为ε=f′s-fs/fs,接收端的采样周期为T′s=Ts/1+ε。当ε>0时,接收端的采样频率相较于发送端的采样频率高,当ε<0时,接收端的采样频率相较于发送端的采样频率低。
图3示意性示出了根据本申请实施例的信号补偿方法的流程示意图。如图3所示,在本申请一实施例中,提供了一种信号补偿方法,本实施例主要以该方法应用于上述图1中的接收端103来举例说明,包括以下步骤:
步骤301,实时通过信道接收多个待检测信号,并将包括有前导符号的待检测信号作为采样信号,待检测信号与OFDM***的发送端的发端信号对应,发端信号通过信道传输至接收端。
步骤302,对采样信号进行时间同步,以得到与采样信号对应的目标采样信号。
步骤303,对目标采样信号包括的全部第一前导符号均衡处理,以确定每个第一前导符号对应的第一前导频域数据。
步骤304,将与每个第一前导符号相隔预设距离的第一前导符号作为第二前导符号,并确定与第二前导符号对应的第二前导频域数据。
步骤305,根据第一前导频域数据和第二前导频域数据确定采样信号的采样频偏的估计值。
步骤306,根据估计值对目标采样信号进行补偿,以修正采样信号的采样频偏。
OFDM***的发送端可以通过信道将发端信号发送至处理器。处理器可以实时通过信道接收多个待检测信号,待检测信号是与发端信号对应的。具体地,发端信号经过信道进行传输时可能会受到干扰。例如,发端信号可能受到信道和噪声的影响。即,待检测信号可以指的是已收到干扰的发端信号。进一步地,待检测信号可以包括有前导符号的待检测信号和无前导符号的待检测信号。有前导符号的待检测信号可以指的是待进行补偿的有用信号。无前导符号的采样信号可以指的是噪声等无用信号,例如,可以是高斯白噪声等。在接收到多个待检测信号的情况下,处理器可以对待检测信号进行检测,并可以将包括有前导符号的待检测信号作为采样信号。
在确定采样信号的情况下,处理器可以对采样信号进行时间同步,以得到与采样信号对应的目标采样信号。其中,目标采样信号可以包括多个第一前导符号。在确定目标采样信号的情况下,处理器可以对目标采样信号包括的第一前导符号进行均衡处理,以确定每个第一前导符号对应的第一前导频域数据。处理器可以进一步将与每个第一前导符号相隔预设距离的第一前导符号作为第二前导符号,并可以确定与第二前导符号所对应的第二前导频域数据。在确定第一前导频域数据和第二前导频域数据的情况下,处理器可以根据第一前导频域数据和第二前导频域数据确定采样信号的采样频偏的估计值。进一步地,处理器可以根据采样频偏的估计值对目标采样信号进行补偿,以修正采样信号的采样频偏。
通过上述技术方案,将采样信号进行时间同步,以得到目标采样信号,能够更准确的获取采样信号的符号数据,提高后续补偿信号的准确性,对目标采样信号中的所有前导符号均衡处理,可以减少信道对确定采样频偏估计值的影响,将每个第一前导符号相隔预设距离的第一前导符号作为第二前导符号,确定与第二前导符号对应的第二前导频域数据,并根据第一前导频域数据和第二前导频域数据确定采样频偏的估计值,大幅度降低了噪声对确定采样频偏的估计值的影响,能够得到更加准确地的采样频偏的估计值,从而提高信号补偿的效果。
在一个实施例中,实时通过信道接收多个待检测信号,并将包括有前导符号的采样信号作为采样信号包括:针对任意一个接收到的待检测信号,选取待检测信号中排列在前的N个信号数据,N为自然数;对N个信号数据进行快速傅里叶变换,以确定与N个信号数据所对应的频域数据;获取预设的前导序列的频域数据;将N个信号数据所对应的频域数据和预设的前导序列的频域数据进行共轭相乘并进行逆傅里叶变换,以确定功率时延谱;确定与每个待检测信号对应的功率时延谱中的期望功率的最大值;针对任意一个待检测信号,在期望功率的最大值大于预设门限值的情况下,确定待检测信号中存在前导符号,并将包括有前导符号的待检测信号作为采样信号;针对任意一个待检测信号,在期望功率的最大值小于或等于预设门限值的情况下,确定待检测信号中未存在前导符号。
针对任意一个接收到的待检测信号,处理器可以选取待检测信号中排列在前的N个信号数据。其中,N为自然数。然后,处理器可以对N信号数据进行快速傅里叶变换,以确定与N个信号数据所对应的频域数据。在此情况下,处理器可以进一步地获取预设的前导序列的频域数据。其中,预设的前导序列的频域数据可以根据通信协议中定义的已知信号的公式确定。处理器可以根据N个信号数据所对应的频域数据和预设的前导序列的频域数据进行共轭相乘并进行逆傅里叶变换,以确定功率时延谱。
在确定功率时延谱的情况下,处理器可以确定每个待检测信号对应的功率时延谱中的期望功率的最大值。处理器可以进一步地获取预设门限值,以通过预设门限值和期望功率的最大值判断待检测信号中是否存在前导符号。其中,预设门限值可以指的是通过仿真白噪声作为输入得到的功率最大值。具体地,针对任意一个待检测信号,在期望功率的最大值大于预设门限值的情况下,处理器可以确定待检测信号中存在前导符号,并可以将包括有前导符号的待检测信号作为采样信号。针对任意一个待检测信号,在功率时延谱的最大值小于或等于预设门限值的情况下,处理器可以确定待检测信号中未存在前导符号。此时,处理器可以无需对此待检测信号进行处理。
在一个实施例中,将采样信号进行时间同步,以得到采样信号对应的目标采样信号包括:针对于任意一个采样信号,将期望功率的最大值对应的信号数据所在的信号位置,确定为采样信号的时延点;根据时延点的时延值对采样信号进行时间同步,以得到采样信号对应的目标采样信号。
针对于任意一个采样信号,处理器可以将期望功率的最大值对应的信号数据所在的信号位置确定为采样信号的时延点。处理器可以根据时延点的时延值对采样信号进行时间同步,以确定采样信号对应的目标采样信号。通过对采样信号进行时间同步,能够更准确的获取采样信号的符号数据,提高后续补偿信号的准确性。
例如,如图4所示,提供了一种定时同步信号的流程示意图。处理器可以选取接收信号r(n)的前1024个信号数据,并可以将此1024个信号数据作为r1(n)。然后,处理器可以对该1024个信号数据进行快速傅里叶变换(FFT)以得到频域数据Y1(k)。处理器可以进一步地获取本地已知前导序列S(k)。其中,本地已知前导序列S(k)可以是指发送信号的前导序列的频域数据。处理器可以将频域数据Y1(k)和本地已知前导序列S(k)进行共轭相乘,并对共轭相乘的结果进行逆傅里叶变换,以得到相关峰序列R_pdp(n)。处理器可以进一步地对相关峰序列R_pdp(n)求功率,以得到功率时延谱P_pdp(n)。
在确定功率时延谱P_pdp(n)的情况下,处理器可以确定功率时延谱P_pdp(n)中的最大期望功率max(P_pdp(n))以及最大期望功率对应的信号数据所在的信号位置index_max。处理器可以获取预设的门限值thrd_pdp。门限值thrd_pdp可以指的是通过仿真白噪声作为输入得到的功率最大值。在最大期望功率max(P_pdp(n))小于或等于门限值thrd_pdp的情况下,处理器可以确定未检测到preamble,即接收信号r(n)中并未包括有前导符号。此时的接收信号r(n)可能并不是与发送信号对应的信号,处理器可以不对该接收信号r(n)进行处理。
在最大期望功率max(P_pdp(n))大于门限值thrd_pdp的情况下,处理器可以确定接收信号r(n)中存在前导符号,并将接收信号r(n)作为采样信号。进一步地,在确定采样信号的情况下,处理器可以将信号位置index_max确定为采样信号相对预设的前导序列的时延点,并可以通过该时延点的时延值TA对采样信号进行同步,以得到与采样信号对应的目标采样信号。
在一个实施例中,对目标采样信号包括的全部第一前导符号均衡处理,以确定第一前导符号对应的第一前导频域数据包括:确定目标采样信号包括的第一前导符号的总数量;从总数量中选出排列在前且数量为第一预设数量的第一前导符号进行快速傅里叶变换,以确定选出的每个第一前导符号的初始频域数据;从总数量中选出排列在前且数量为第二预设数量的第一前导符号,并根据选出的每个第一前导符号的初始频域数据确定第一均衡系数,其中,第一预设数量和第二预设数量均为自然数,且第一预设数量大于第二预设数量;根据第一均衡系数对目标采样信号包括的全部第一前导符号均衡处理,以确定与每个第一前导符号对应的第一前导频域数据。
在确定目标采样信号的情况下,处理器可以确定目标采样信号包括的第一前导符号的总数量。具体地,处理器可以将检测到第一前导符号的次数确定为第一前导符号的总数量。在确定第一前导符号的总数量的情况下,处理器可以从总数量中选出排列在前且数量为第一预设数量的第一前导符号进行快速傅里叶变换,以确定选出的每个第一前导符号的初始频域数据。其中,初始频域数据可以指的是未对第一前导符号均衡处理的频域数据。在一个实施例中,第一前导符号的总数量与第一预设数量之间的差值可以大于预设值,预设值可以为2。
在确定选出的每个第一前导符号的初始频域数据的情况下,处理器可以进一步地从总数量中选出排列在前且数量为第二预设数量的第一前导符号并根据选出的第二预设数量的第一前导符号的初始频域数据确定第一均衡系数。其中,第一预设数量和第二预设数量均为自然数,且第一预设数量大于第二预设数量。例如,第二预设数量可以为4。具体地,处理器可以通过最小二乘法对选出的第二预设数量的第一前导符号的初始频域数据进行信道估计,以确定第一均衡系数。在确定第一均衡系数的情况下,处理器可以根据第一均衡系数对目标采样信号包括的全部第一前导符号均衡处理,以确定与每个第一前导符号对应的第一前导频域数据。其中,第一前导频域数据可以指的是对第一前导符号均衡处理后的频域数据。
例如,若处理器确定出第一前导符号的总数量为Lpreamble,处理器可以选出L个第一前导符号rpreamble,1,rpreamble,2,…,rpreamble,L,并确定选出的每个第一前导符号的初始频域数据Ypreamble(l,k)。处理器可以从L个第一前导符号中选出前4个第一前导符号,并可以通过最小二乘法对选出的4个第一前导符号进行信道估计,以得到第一均衡系数Wequ1(k)。其中,k可以指的是与每个第一前导符号对应的子载波编号。处理器可以根据第一均衡系数Wequ1(k)对L个第一前导符号进行均衡处理,以确定与每个第一前导符号对应的第一前导频域数据Ypreamble,equ(l,k)。
在一个实施例中,预设距离为符号间隔距离为4~8中的任意数值。在确定目标采样信号包括的每个第一前导符号的第一前导频域数据的情况下,处理可以将与每个第一前导符号相隔预设距离的第一前导符号作为第二前导符号,并可以确定第二前导符号所对应的第二前导频域数据。其中,预设距离可以为符号间隔距离为4~8中的任意数值。
在一个实施例中,第一前导符号的数量有多个,第一前导符号的子载波编号与第二前导符号的子载波编号相同,子载波编号根据有效带宽内每个子载波的位置确定;根据第一前导频域数据和第二前导频域数据确定采样信号的采样频偏的估计值包括:将每个第一前导符号和与每个第一前导符号对应的第二前导符号作为一个符号组;将每个符号组内包括的第一前导符号的第一前导频域数据和第二前导符号的第二前导频域数据进行共轭相乘,以确定每个子载波编号对应的每个符号组的目标频域数据;根据每个子载波编号对应的目标频域数据确定全部子载波编号对应的目标频域总数据;确定目标频域总数据的相角,并根据相角确定每个符号组的采样频偏估计值;将全部符号组的采样频偏估计值的均值确定为采样信号的采样频偏的估计值。
目标采样信号包括的第一前导符号的数量可以有多个。第一前导符号的子载波编号与第二前导符号的子载波编号可以相同。子载波编号可以根据有效宽带内每个子载波的位置确定。在根据第一前导频域数据的第二前导频域数据确定采样信号的采样频偏的估计值时,处理器可以先将每个第一前导符号组和与每个第一前导符号对应的第二前导符号作为一个符号组。其中,每个子载波编号可以与至少一个符号组对应。处理器可以将每个符号组内包括的第一前导符号的第一前导频域数据和第二前导符号的第二前导频域数据进行共轭相乘,以确定每个子载波编号对应的每个符号组的目标频域数据。
处理器可以根据每个子载波编号对应的每个符号组的目标频域数据确定全部子载波编号对应的每个符号组的目标频域总数据。在此情况下,处理器可以进一步地确定目标频域总数据的相角,并可以根据相角确定每个符号组的采样频偏估计值。在确定出每个符号组的采样频偏估计值的情况下,处理器可以根据每个符号组的采样频偏估计值确定全部符号组的采样频偏估计值的均值,并可以将均值确定为采样信号的采样频偏的估计值。
例如,针对第一前导符号l的第一前导频域数据Ypreamble,equ(l,k)和第二前导符号l+M的第二前导频域数据Ypreamble,equ(l+M,k)所组成的符号组,每个子载波编号k对应的该符号组的目标频域数据Rpreamble(l,k)可以通过Rpreamble(l,k)=Ypreamble,equ(l,k)*conj(Ypreamble,equ(l+M,k))确定。全部子载波编号对应的该符号组的目标频域总数据Rsum(l)可以通过确定。目标频域总数据的相角/>可以根据/>确定。通过可以确定该符号组的采样频偏估计值。其中,klow可以指的是有效带宽内子载波的最低子载波索引,khigh可以指的是有效带宽内子载波的最高子载波索引,M可以指的是符号间隔数量,sfoest(groupIndex=l)可以指的是该符号组的采样频偏估计值。处理器可以进一步地确定L-M组的采样频偏估计值sfonew,并将L-M组的采样频偏估计值的均值确定为信号之间的采样频偏估计值。具体地,可以根据/>确定信号之间的采样频偏的估计值。
在一个实施例中,如图5所示,提供了一种确定采样频偏的估计值的流程示意图。
处理器可以从定时同步后的信号中选取前4个前导符号进行信道估计,以根据信道估计得到的第一均衡系数对每个前导符号进行均衡处理,从而确定经均衡处理后的每个前导符号的频域数据。然后,处理器可以从目标定时同步后的信号所包括的第一个前导符号开始,选取间隔4个符号的前导符号进行采样频偏估计值的计算。具体地,针对每个前导符号,处理器可以将间隔4个符号的前导符号以及该前导符号确定为一个符号组,并可以确定该符号组的估计值sfo(l)。即,每两个前导符号确定一个估计值sfo(l)。然后,处理器可以将多个估计值sfo(l)进行评价以得到接收信号的采样频偏的估计值sfo_new。
例如,以定时同步后的信号所包括的前导符号的数量为6个为例,处理器可以将第1个前导符号和第5个前导符号确定为一个符号组A,处理器可以确定符号组A的采样频偏估计值sfo1。处理器可以将第2个前导符号和第6个前导符号确定为一个符号组B,处理器可以确定符号组B的采样频偏估计值sfo2。进一步地,处理器可以确定符号组A和B的采样频偏估计值的均值,即sfo1+sfo2/2,并可以将sfo1+sfo2/2确定信号之间的采样频偏的估计值。处理器可以通过该采样频偏的估计值对定时同步后的信号进行补偿。
在一个实施例中,采样信号包括前导符号、帧控制符号以及数据载荷符号,根据估计值对目标采样信号进行补偿,以修正采样信号的采样频偏包括:根据时延值分别确定每个前导符号、每个帧控制符号以及每个数据载荷符号的第一起始数值、第二起始数值以及第三起始数值;分别根据第一起始数值、第二起始数值以及估计值确定每个前导符号和每个帧控制符号在每个子载波编号下的第一频域补偿相位和第二频域补偿相位;在根据第一频域补偿相位和第二频域补偿相位分别对每个前导符号和每个帧控制符号进行补偿后,根据补偿后的前导符号和补偿后的帧控制符号确定采样频偏的估计平均值;根据第三起始数值和估计平均值确定每个数据载荷符号在每个子载波编号下的第三频域补偿相位;在根据第三频域补偿相位对每个数据载荷符号进行补偿后,得到补偿完毕的目标采样信号,以修正采样信号的采样频偏。
如图6所示,提供了一种高速电力线载波通信***的采样信号的示例图。其中,每两个采样信号之间存在一个帧间隔。一个采样信号可以包括前导符号、帧控制符号以及数据载荷符号。前导符号的数量可以包括多个。图中示意性示出了13个前导符号,每个前导符号的符号长度为1024,即,一个前导符号可以包括1024个信号数据。在第一个前导符号之前或最后一个前导符号之间均可以包括滚降间隔,其对应的符号长度可以为124。帧控制符号的数量可以包括多个,每个帧控制符号可以包括符号长度为458的保护间隔。数据载荷符号的数量也可以包括多个,每个数据载荷符号也可以包括符号长度为458的保护间隔。前导符号可以是连续的已知信号,可以用于同步信号、频偏估计以及信道估计等。帧控制符号可以携带有控制信息,包括源用户、目的用户信息以及数据载荷的解调信息。数据载荷符号可以包括需要传输的数据信号。
处理器可以根据时延值分别确定每个前导符号、每个帧控制符号以及每个数据载荷符号的第一起始数值、第二起始数值以及第三起始数值。处理器可以分别根据第一起始数值、第二起始数值以及估计值确定每个前导符号和每个帧控制符号在每个子载波编号下的第一频域补偿相位和第二频域补偿相位。在根据第一频域补偿相位和第二频域补偿相位分别对每个前导符号和每个帧控制符号进行补偿后,处理器可以根据补偿后的前导符号和补偿后的帧控制符号确定采样频偏的估计平均值。
在对全部的前导符号和帧控制符号进行补偿且确定采样频偏的估计平均值的情况下,处理器可以根据第三起始数值和估计平均值确定每个数据载荷符号在每个子载波编号下的第三频域补偿相位。处理器可以根据第三频域补偿相位对目标采样信号包括的每个数据载荷符号进行补偿。在根据第三频域补偿相位对每个数据载荷符号进行补偿后,处理器可以得到补偿完毕的目标采样信号,以修正采样信号的采样频偏。
在一个实施例中,根据补偿后的前导符号的频域数据和补偿后的帧控制符号的频域数据确定采样频偏的估计平均值包括:对补偿后的前导符号的频域数据进行信道估计以确定第二均衡系数;根据第二均衡系数对补偿后的帧控制符号的频域数据进行均衡和解调,以确定帧控制符号中的控制信息,其中,控制信息包括发送端的终端ID;确定与终端ID对应的存储内存中的历史采样频偏的历史估计次数以及每个历史估计次数所对应的历史估计值;在历史估计次数超过预设数值的情况下,确定历史估计次数所对应的全部历史估计值的总和;确定全部历史估计值的总和与估计值的估计平均值。
处理器可以对补偿后的前导符号的频域数据进行信道估计以确定第二均衡系数。处理器可以根据第二均衡系数对补偿后的帧控制符号的频域数据进行均衡和解调,以确定帧控制符号中的控制信息,其中,控制信息包括发送端的终端ID。处理器可以确定与终端ID对应的存储内存中的历史采样频偏的历史估计次数以及每个历史估计次数所对应的历史估计值。处理器可以将历史估计次数与预设数值进行比较。在历史估计次数超过预设数值的情况下,处理器可以确定全部或者部分历史估计次数所对应的全部历史估计值的总和,并可以确定全部历史估计值的总和与估计值的估计平均值。具体地,估计平均值可以通过sfocompensate=sfoold·Cntold+sfonew/Cntold+1确定。其中,sfocompensate可以指的是估计平均值,sfoold可以指的是历史估计值,Cntold可以指的是历史估计次数,sfonew可以指的是估计值。处理器可以根据该估计平均值对数据载荷符号进行补偿。通过将采样频偏的估计值与采样频偏的历史估计值进行平均,能够在低信噪比的情况下确定更为精准的频偏估计,对超长符号的频偏补偿的效果更好,提高OFDM***的抗频偏性能。
在一个实施例中,根据时延值分别确定每个前导符号、每个帧控制符号以及每个数据载荷符号的起始采样点的第一起始数值、第二起始数值以及第三起始数值包括:
第一起始数值通过公式(1)确定:
symstart(l)=TA+l·N (1)
其中,symstart(l)是指第一起始数值,TA是指时延点的时延值,l是指前导符号的位置索引,N是指快速傅里叶变换的点数,N可以为1024;
第二起始数值通过公式(2)确定:
symstart(m)=TA+(Lpreamble+0.5)*N+m*(N+NCP) (2)
其中,symstart(m)是指第二起始数值,TA是指时延点的时延值,Lpreamble是指目标采样信号中前导符号的数量,m是帧控制符号的位置索引,可以从0开始,N是指快速傅里叶变换的点数,N可以为1024,NCP是帧控制符号的循环前缀长度;
第三起始数值通过公式(3)确定:
其中,symstart(p)是指第三起始数值,TA是指时延点的时延值,Lpreamble是指目标采样信号中前导符号的数量,N是指快速傅里叶变换的点数,N可以为1024,NCP是帧控制符号的循环前缀长度,是数据载荷符号的循环前缀长度,p是数据载荷符号的位置索引,可以从0开始,LFC是指目标采样信号中帧控制符号的数量。
在一个实施例中,第一频域补偿相位通过公式(4)确定:
其中,是指每个前导符号l在每个子载波编号k下的第一频域补偿相位,sfonew可以指的是采样信号的采样频偏的估计值,symstart(l)是指第一起始数值,N是指快速傅里叶变换的点数,N可以为1024。
在一个实施例中,第二频域补偿相位通过公式(5)确定:
其中,是指每个帧控制符号m在每个子载波编号k下的第二频域补偿相位,sfonew可以指的是采样信号的采样频偏的估计值,symstart(m)是指第二起始数值,N是指快速傅里叶变换的点数,N可以为1024。
在一个实施例中,第三频域补偿相位通过公式(6)确定:
其中,是指每个数据载荷符号p在每个子载波编号k下的第三频域补偿相位,sfocompensate可以指的估计平均值,symstart(p)是指第三起始数值,N是指快速傅里叶变换的点数,N可以为1024。
在一个实施例中,如图7所示,提供了另一种信号补偿方法的流程示意图。
处理器可以对接收信号进行定时同步以确定定时同步后的信号r_TA(n)。处理器可以对定时同步后的信号r_TA(n)包括的第一前导符号均衡处理,以确定每个第一前导符号对应的第一前导频域数据。处理器可以将与每个第一前导符号相隔预设距离的第一前导符号作为第二前导符号,并可以确定与第二前导符号所对应的第二前导频域数据。进一步地,处理器可以根据第一前导符号的第一前导频域数据和第二前导符号的第二前导频域数据确定采样频偏的估计值sfo_new。即,处理器可以通过定时同步后的信号r_TA(n)包括的前导符号进行采样频偏估计以确定采样频偏的估计值sfo_new。
在确定采样频偏的估计值的情况下,处理器可以对定时同步后的信号r_TA(n)包括的每个符号进行补偿,以修正采样频偏。具体地,处理器可以先根据采样频偏的估计值sfo_new对前导符号进行补偿,并可以对补偿后的前导符号的频域数据进行信道估计,以确定帧控制符号中的控制信息。处理器可以根据采样频偏的估计值sfo_new对帧控制符号进行补偿,并可以根据帧控制符号中的控制信息对补偿后的帧控制符号进行解调,以确定发送端的终端ID(UID)。处理器可以进行一步对估计值sfo_new进行处理。具体地,处理器可以根据终端ID对应的存储内存中的历史采样频偏的历史估计次数Cnt_old以及每个历史估计次数所对应的历史估计值sfo_old确定采样频偏的估计平均值sfo_UID,并可以将采样频偏的估计值sfo_new更新为采样频偏的估计平均值sfo_UID。在确定采样频偏的估计平均值sfo_UID的情况下,处理器可以根据采样频偏的估计平均值sfo_UID对数据载荷符号进行补偿,然后可以对数据载荷数据进行解调,从而完成针对定时同步后的接收信号的信号补偿。
通过上述技术方案,将采样信号与第二采样信号进行同步,以得到目标采样信号,能够更准确的获取采样信号的符号数据,为后续精准补偿信号提供良好基础。通过对目标采样信号包括的第一前导符号均衡处理,可以减少信道对确定采样频偏的估计值的影响。通过将与每个第一前导符号相隔预设距离的第一前导符号作为第二前导符号,确定与第二前导符号所对应的第二前导频域数据,并根据第一前导频域数据和第二前导频域数据确定采样频偏的估计值,大幅度降低噪声对确定采样频偏的估计值的影响,以在信噪比较低的情况下能够得到更为准确的采样频偏的估计值,从而大幅度提高信号补偿的效果,提高***的频偏补偿性能。
如图8所示,提供了一种对AWGN信道且频差为40ppm的采样信号进行补偿并解调后的结果示意图。如图9所示,提供了一种对AWGN信道且频差为50ppm的采样信号进行补偿并解调后的结果示意图。其中,BLER是指误块率,EsN0是指每个符号能量与噪声能量谱密度的比值。图8和图9中采用本方案不加前导均衡方案、已有加权方案、本方案对采样信号进行信号补偿并解调。可以看出,在频差越大的情况下,采用本方案对信号进行补偿之后信号的解调性能更接近于无偏AWGN信道PB的解调性能。
如图10所示,提供了一种对MultiPath信道且频差为40ppm的采样信号进行补偿并解调后的结果示意图。如图11所示,提供了一种对MultiPath信道且频差为50ppm的采样信号进行补偿并解调后的结果示意图。图10和图11中采用本方案不加前导均衡方案、已有加权方案、本方案对采样信号进行信号补偿并解调。可以看出,在频差越大的情况下,采用本方案对信号进行补偿之后信号的解调性能更接近于无偏MultiPath信道PB的解调性能。
本技术方案充分考虑信道和噪声对采样频偏的估计值的影响,采用先均衡再估计的方式大幅度降低信道对频偏估计的影响。且,在时间、子载波以及历史多帧上对噪声进行平均,大幅度降低噪声对频偏估计的影响,以在信噪比较低的情况下得到更为准确的采样频偏的估计值,从而大幅度提高信号补偿的效果,提高***的频偏补偿性能。
图3和图7为一个实施例中信号补偿方法的流程示意图。应该理解的是,虽然图3和图7的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。而且,图3和图7中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段,这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中,提供了一种处理器,处理器用于运行程序,其中,程序运行时执行上述信号补偿方法。
在一个实施例中,提供了一种存储介质,其上存储有程序,该程序被处理器执行时实现上述信号补偿方法。
在一个实施例中,提供了一种计算机设备,该计算机设备可以是服务器,其内部结构图可以如图12所示。该计算机设备包括通过***总线连接的处理器A01、网络接口A02、存储器(图中未示出)和数据库(图中未示出)。其中,该计算机设备的处理器A01用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括内存储器A03和非易失性存储介质A04。该非易失性存储介质A04存储有操作***B01、计算机程序B02和数据库(图中未示出)。该内存储器A03为非易失性存储介质A04中的操作***B01和计算机程序B02的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储采样频偏的估计值等数据。该计算机设备的网络接口A02用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序B02被处理器A01执行时以实现一种信号补偿方法。
本领域技术人员可以理解,图12中示出的结构,仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图,并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定,具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者具有不同的部件布置。
本申请实施例提供了一种设备,设备包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序,处理器执行程序时实现信号补偿方法的步骤。
本申请还提供了一种计算机程序产品,当在数据处理设备上执行时,适于执行初始化有信号补偿方法步骤的程序。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中,计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器,随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式,如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括,但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带,磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质,可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定,计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media),如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (12)
1.一种信号补偿方法,其特征在于,应用于OFDM***的接收端,所述方法包括:
实时通过信道接收多个待检测信号,并将包括有前导符号的待检测信号作为采样信号,所述待检测信号与所述OFDM***的发送端的发端信号对应,所述发端信号通过信道传输至所述接收端;
对所述采样信号进行时间同步,以得到与所述采样信号对应的目标采样信号;
对所述目标采样信号包括的全部第一前导符号均衡处理,以确定每个第一前导符号对应的第一前导频域数据;
将与每个第一前导符号相隔预设距离的第一前导符号作为第二前导符号,并确定与所述第二前导符号对应的第二前导频域数据;
根据所述第一前导频域数据和所述第二前导频域数据确定所述采样信号的采样频偏的估计值;
根据所述估计值对所述目标采样信号进行补偿,以修正所述采样信号的采样频偏。
2.根据权利要求1所述的信号补偿方法,其特征在于,所述实时通过信道接收多个待检测信号,并将包括有前导符号的待检测信号作为采样信号包括:
针对任意一个接收到的待检测信号,选取所述待检测信号中排列在前的N个信号数据,N为自然数;
对N个信号数据进行快速傅里叶变换,以确定与N个信号数据所对应的频域数据;
获取预设的前导序列的频域数据;
将N个信号数据所对应的频域数据和所述预设的前导序列的频域数据共轭相乘并进行逆傅里叶变换,以确定功率时延谱;
确定与每个待检测信号对应的功率时延谱中的期望功率的最大值;
针对任意一个待检测信号,在所述期望功率的最大值大于预设门限值的情况下,确定所述待检测信号中存在前导符号,并将包括有前导符号的待检测信号作为采样信号;
针对任意一个待检测信号,在所述期望功率的最大值小于或等于所述预设门限值的情况下,确定所述待检测信号中未存在前导符号。
3.根据权利要求2所述的信号补偿方法,其特征在于,对所述采样信号进行时间同步,以得到所述采样信号对应的目标采样信号包括:
针对于任意一个采样信号,将所述期望功率的最大值对应的信号数据所在的信号位置,确定为所述采样信号的时延点;
根据所述时延点的时延值对所述采样信号进行时间同步,以得到所述采样信号对应的目标采样信号。
4.根据权利要求3所述的信号补偿方法,其特征在于,采样信号包括前导符号、帧控制符号以及数据载荷符号,所述根据所述估计值对所述目标采样信号进行补偿,以修正所述采样信号的采样频偏包括:
根据所述时延值分别确定每个前导符号、每个帧控制符号以及每个数据载荷符号的第一起始数值、第二起始数值以及第三起始数值;
分别根据所述第一起始数值、所述第二起始数值以及所述估计值确定每个前导符号和每个帧控制符号在每个子载波编号下的第一频域补偿相位和第二频域补偿相位;
在根据所述第一频域补偿相位和第二频域补偿相位分别对每个前导符号和每个帧控制符号进行补偿后,根据补偿后的前导符号和补偿后的帧控制符号确定采样频偏的估计平均值;
根据所述第三起始数值和所述估计平均值确定每个数据载荷符号在每个子载波编号下的第三频域补偿相位;
在根据所述第三频域补偿相位对每个数据载荷符号进行补偿后,得到补偿完毕的目标采样信号,以修正所述采样信号的采样频偏。
5.根据权利要求4所述的信号补偿方法,其特征在于,所述根据所述时延值分别确定每个前导符号、每个帧控制符号以及每个数据载荷符号的起始采样点的第一起始数值、第二起始数值以及第三起始数值包括:
所述第一起始数值通过公式(1)确定:
symstart(l)=TA+l·N (1)
其中,symstart(l)是指第一起始数值,TA是指时延点的时延值,l是指前导符号的位置索引,N是指快速傅里叶变换的点数;
所述第二起始数值通过公式(2)确定:
symstart(m)=TA+(Lpreamble+0.5)*N+m*(N+NCP) (2)
其中,symstart(m)是指第二起始数值,TA是指时延点的时延值,Lpreamble是指所述目标采样信号中前导符号的数量,m是帧控制符号的位置索引,N是指快速傅里叶变换的点数,NCP是帧控制符号的循环前缀长度;
所述第三起始数值通过公式(3)确定:
6.根据权利要求4所述的信号补偿方法,其特征在于,所述根据补偿后的前导符号的频域数据和补偿后的帧控制符号的频域数据确定采样频偏的估计平均值包括:
对补偿后的前导符号的频域数据进行信道估计以确定第二均衡系数;
根据所述第二均衡系数对补偿后的帧控制符号的频域数据进行均衡和解调,以确定所述帧控制符号中的控制信息,其中,所述控制信息包括所述发送端的终端ID;
确定与所述终端ID对应的存储内存中的历史采样频偏的历史估计次数以及每个历史估计次数所对应的历史估计值;
在所述历史估计次数超过预设数值的情况下,确定历史估计次数所对应的全部历史估计值的总和;
确定全部历史估计值的总和与所述估计值的估计平均值。
7.根据权利要求1所述的信号补偿方法,其特征在于,所述对所述目标采样信号包括的全部第一前导符号均衡处理,以确定所述第一前导符号对应的第一前导频域数据包括:
确定所述目标采样信号包括的第一前导符号的总数量;
从所述总数量中选出排列在前且数量为第一预设数量的第一前导符号进行快速傅里叶变换,以确定选出的每个第一前导符号的初始频域数据;
从所述总数量中选出排列在前且数量为第二预设数量的第一前导符号,并根据选出的每个第一前导符号的初始频域数据确定第一均衡系数,其中,所述第一预设数量和所述第二预设数量均为自然数,且所述第一预设数量大于所述第二预设数量;
根据所述第一均衡系数对所述目标采样信号包括的全部第一前导符号均衡处理,以确定与每个第一前导符号对应的第一前导频域数据。
8.根据权利要求1所述的信号补偿方法,其特征在于,所述第一前导符号的数量有多个,所述第一前导符号的子载波编号与所述第二前导符号的子载波编号相同,所述子载波编号根据有效带宽内每个子载波的位置确定;
所述根据所述第一前导频域数据和所述第二前导频域数据确定所述采样信号的采样频偏的估计值包括:
将每个第一前导符号和与每个第一前导符号对应的第二前导符号作为一个符号组;
将每个符号组内包括的第一前导符号的第一前导频域数据和第二前导符号的第二前导频域数据进行共轭相乘,以确定每个子载波编号对应的每个符号组的目标频域数据;
根据每个子载波编号对应的目标频域数据确定全部子载波编号对应的目标频域总数据;
确定所述目标频域总数据的相角,并根据所述相角确定每个符号组的采样频偏估计值;
将全部符号组的采样频偏估计值的均值确定为所述采样信号的采样频偏的估计值。
9.根据权利要求1所述的信号补偿方法,其特征在于,所述预设距离为符号间隔距离为4~8中的任意数值。
10.一种处理器,其特征在于,被配置成执行根据权利要求1至9中任意一项所述的信号补偿方法。
11.一种OFDM***,其特征在于,所述***包括:
信道;
发送端,用于通过所述信道发送发端信号;
接收端,用于获取待检测信号,其中,所述待检测信号与所述OFDM***的发送端的发端信号对应,所述发端信号通过信道传输至所述接收端;以及
根据权利要求10所述的处理器。
12.一种机器可读存储介质,该机器可读存储介质上存储有指令,其特征在于,该指令在被处理器执行时使得所述处理器被配置成执行根据权利要求1至9中任一项所述的信号补偿方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211098071.0A CN116319206B (zh) | 2022-09-08 | 2022-09-08 | 信号补偿方法、处理器、***及存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211098071.0A CN116319206B (zh) | 2022-09-08 | 2022-09-08 | 信号补偿方法、处理器、***及存储介质 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116319206A true CN116319206A (zh) | 2023-06-23 |
CN116319206B CN116319206B (zh) | 2023-11-21 |
Family
ID=86792891
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202211098071.0A Active CN116319206B (zh) | 2022-09-08 | 2022-09-08 | 信号补偿方法、处理器、***及存储介质 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN116319206B (zh) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20070268976A1 (en) * | 2006-04-03 | 2007-11-22 | Brink Stephan T | Frequency offset correction for an ultrawideband communication system |
WO2007140670A1 (fr) * | 2006-05-30 | 2007-12-13 | Zte Corporation | procédé pour réaliser une synchronisation dans un système de multiplexage par répartition orthogonale de la fréquence à entrées multiples, sorties multiples |
CN104836769A (zh) * | 2015-04-30 | 2015-08-12 | 北京遥测技术研究所 | 一种基于共轭结构前导的联合定时与频率同步方法 |
CN108199994A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-06-22 | 深圳市极致汇仪科技有限公司 | 一种无线综测仪ofdm信号频偏估计方法及*** |
CN110099023A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-08-06 | 北京智芯微电子科技有限公司 | Ofdm***接收机采样频偏补偿装置及方法 |
CN113364716A (zh) * | 2021-06-04 | 2021-09-07 | 深圳智微电子科技有限公司 | 一种ofdm***中采样频偏的相位补偿方法 |
CN113904904A (zh) * | 2021-11-12 | 2022-01-07 | 北京信息科技大学 | 基于ofdm的整数频偏估计方法、***、介质及设备 |
-
2022
- 2022-09-08 CN CN202211098071.0A patent/CN116319206B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20070268976A1 (en) * | 2006-04-03 | 2007-11-22 | Brink Stephan T | Frequency offset correction for an ultrawideband communication system |
WO2007140670A1 (fr) * | 2006-05-30 | 2007-12-13 | Zte Corporation | procédé pour réaliser une synchronisation dans un système de multiplexage par répartition orthogonale de la fréquence à entrées multiples, sorties multiples |
CN104836769A (zh) * | 2015-04-30 | 2015-08-12 | 北京遥测技术研究所 | 一种基于共轭结构前导的联合定时与频率同步方法 |
CN108199994A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-06-22 | 深圳市极致汇仪科技有限公司 | 一种无线综测仪ofdm信号频偏估计方法及*** |
CN110099023A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-08-06 | 北京智芯微电子科技有限公司 | Ofdm***接收机采样频偏补偿装置及方法 |
CN113364716A (zh) * | 2021-06-04 | 2021-09-07 | 深圳智微电子科技有限公司 | 一种ofdm***中采样频偏的相位补偿方法 |
CN113904904A (zh) * | 2021-11-12 | 2022-01-07 | 北京信息科技大学 | 基于ofdm的整数频偏估计方法、***、介质及设备 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN116319206B (zh) | 2023-11-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2019119778A1 (zh) | 一种无线宽带通信***抗干扰信号检测与同步方法 | |
KR100488802B1 (ko) | 직교 주파수 분할 다중화 무선 통신 시스템에서의 반송파주파수 오차와 샘플링 주파수 오차 추적 방법 및 그 장치 | |
KR101445947B1 (ko) | 주파수 오프셋 추정 방법과 통신 장치 및 무선 통신 시스템 그리고 컴퓨터 판독가능 기록 매체 | |
CN101534266B (zh) | 一种正交频分复用***的信道估计方法和装置 | |
KR100719111B1 (ko) | Ofdm 시스템에 적용되는 위상잡음 보상장치 및 그 방법 | |
US8229011B2 (en) | Fine symbol timing synchronization method and apparatus in OFDM system | |
US7907673B2 (en) | Robust and low-complexity combined signal power estimation | |
US20090168641A1 (en) | Method and circuit for frequency offset estimation in frequency domain in the orthogonal frequency division multiplexing baseband receiver for ieee 802.11a/g wireless lan standard | |
CN111683034B (zh) | 一种基于ofdm的大多普勒无线通信时频同步方法 | |
CN102546514B (zh) | Ofdm***频率同步的方法和设备 | |
KR100946885B1 (ko) | 멀티캐리어 통신 시스템에서 공통 위상 에러 보정 장치 및방법 | |
CN109714289B (zh) | 一种cp-ofdm***的频偏估计方法及装置 | |
EP1825625A1 (en) | Method for estimating frequency/time offset and apparatus using the same in ofdm communication system | |
CN102752243B (zh) | 一种支持lte***高速场景的频偏估计的方法 | |
CN116056201A (zh) | 一种基于同步信号的频偏估计方法 | |
CN116319206B (zh) | 信号补偿方法、处理器、***及存储介质 | |
CN103986683B (zh) | 一种基于高载波数ofdm符号定时同步的方法 | |
KR20140115049A (ko) | 비동기 직교주파수 분할다중 시스템에서 순환확장부호를 이용한 가변적인 심볼 타이밍의 보상 방법 및 장치 | |
CN114845380B (zh) | 一种无线定位时间同步方法、装置、设备及存储介质 | |
KR20100054987A (ko) | Ofdm 시스템에서의 주파수 추정을 위한 장치 및 방법 | |
CN111884978B (zh) | 一种基于ofdm抗脉冲噪声的符号同步方法 | |
CN113141324B (zh) | 信道估计方法及装置 | |
KR20140029833A (ko) | 통신 시스템에서 데이터 수신 장치 및 방법 | |
KR102139790B1 (ko) | 잔류 동기 오프셋을 고려하여 채널을 추정하기 위한 장치 및 그 방법 | |
Gunther et al. | A new approach for symbol frame synchronization and carrier frequency estimation in OFDM communications |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |