一種相位噪聲的估計(jì)方法、估計(jì)裝置、接收機(jī)及通信設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及無(wú)線通信領(lǐng)域，特別涉及一種相位噪聲的估計(jì)方法、估計(jì)裝置、接收機(jī) 及通信設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 在無(wú)線通信中，常常由于發(fā)射機(jī)和接收機(jī)本振的不穩(wěn)定性，使得載波信號(hào)不是單 一頻率的正弦波，這種不穩(wěn)定性，通常用相位噪聲來(lái)衡量。由于這個(gè)原因，在無(wú)線通信系統(tǒng) 的載波頻率比較高時(shí)，以及，在無(wú)線通信系統(tǒng)使用高階的調(diào)制方式時(shí)，相位噪聲的影響通常 是不可忽略的。因此，接收機(jī)必須對(duì)整個(gè)鏈路引入的相位噪聲進(jìn)行估計(jì)，對(duì)受相位噪聲影響 的接收信號(hào)進(jìn)行相噪補(bǔ)償，以達(dá)到更加準(zhǔn)確的檢測(cè)發(fā)射數(shù)據(jù)符號(hào)的目的。
[0003] 目前進(jìn)行相位噪聲估計(jì)的方法，主要有以下幾種：
[0004] 方法1、利用鎖相環(huán)對(duì)相位噪聲進(jìn)行跟蹤，目前一般采用二階鎖相環(huán)。
[0005] 方法2、將接收信號(hào)的時(shí)間分為多個(gè)時(shí)間片，將每個(gè)時(shí)間片內(nèi)的相位噪聲近似為常 數(shù)，通過(guò)適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)算法來(lái)獲得在特定時(shí)間片的相位平均值。
[0006] 方法3、基于插值的算法:構(gòu)造特殊的幀結(jié)構(gòu)，比如，每一幀的首尾都有導(dǎo)頻，先對(duì) 每一幀數(shù)據(jù)的導(dǎo)頻位置的相位噪聲進(jìn)行估計(jì)，幀內(nèi)數(shù)據(jù)符號(hào)部分的相位噪聲通過(guò)插值來(lái)實(shí) 現(xiàn)。
[0007]方法4、基于信道和相位噪聲的聯(lián)合檢測(cè)估計(jì)算法，此方法的復(fù)雜度非常高，信號(hào) 處理的時(shí)延很大。
[0008] 上述的方法1，鎖相環(huán)需要一定的捕獲時(shí)間才能鎖定相位，造成相位噪聲的補(bǔ)償不 及時(shí)。
[0009] 上述的方法2~4,需要知道相位噪聲的統(tǒng)計(jì)特性，相位噪聲估計(jì)的準(zhǔn)確度不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種相位噪聲的估計(jì)方法、估計(jì)裝置、接收機(jī) 及通信設(shè)備，以提高相位噪聲估計(jì)的準(zhǔn)確度，從而提高接收機(jī)的接收性能。
[0011] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供技術(shù)方案如下：
[0012] -種相位噪聲的估計(jì)方法，包括如下步驟：
[0013] 獲取接收數(shù)據(jù)的均衡后符號(hào)r(k)對(duì)應(yīng)的發(fā)送符號(hào)&/〇，其中，k = 0, . . .，κ-1，κ為 一幀接收數(shù)據(jù)包括的符號(hào)數(shù)目；
[0014] 根據(jù)r(k)和識(shí)λ')獲取公共相位噪聲；
[0015] 根據(jù)r(k)、??λ_)和所述公共相位噪聲獲取殘余相位噪聲；以及
[0016] 根據(jù)所述公共相位噪聲、所述殘余相位噪聲和離散余弦變換的基函數(shù)矩陣獲取相 位噪聲。
[0017] 優(yōu)選地，所述獲取接收數(shù)據(jù)的均衡后符號(hào)r(k)對(duì)應(yīng)的發(fā)送符號(hào)別Α)，包括：
[0018] 對(duì)r(k)進(jìn)行硬判決，得到3(@ ;或者
[0019] 對(duì)r(k)進(jìn)行軟判決，并對(duì)軟判決結(jié)果進(jìn)行重構(gòu)得到
[0020] 優(yōu)選地，按照如下公式獲取公共相位噪聲：
[0022] 其中，^為公共相位噪聲，（Γ表示求共輒運(yùn)算，arg()表示求復(fù)數(shù)的輻角運(yùn)算。
[0023] 優(yōu)選地，按照如下公式獲取殘余相位噪聲：
[0025] 其中，為第k個(gè)符號(hào)的殘余相位噪聲。
[0026] 優(yōu)選地，按照如下公式獲取相位噪聲：
[0028] 其中，為相位噪聲，Ψκ為離散余弦變換的基函數(shù)矩陣，Ψ^Ψκ的轉(zhuǎn)置， (WK)k,n = fc(k)，φη(ι〇為離散余弦變換的第η個(gè)基函數(shù)，n = 0,. . .，Ν-1，Ν為所述基函數(shù)的數(shù) 目。
[0029] 優(yōu)選地，按照如下公式獲取殘余相位噪聲：
[0031 ]其中，一幀接收數(shù)據(jù)的K個(gè)符號(hào)被分成M段，每段包括B個(gè)符號(hào)，么（/70為第m段符號(hào) 的殘余相位噪聲，m = 0,... ,M-I。
[0032]優(yōu)選地，按照如下公式獲取相位噪聲：
[0034]其中，式⑷為相位噪聲，Ψκ為離散余弦變換的基函數(shù)矩陣，（ΨκΗ,η = Φη(1〇，Φη (k)為離散余弦變換的第η個(gè)基函數(shù)，η = 0, . . .，Ν-1，Ν為所述基函數(shù)的數(shù)目，為$_的 轉(zhuǎn)置，
[0035] 一種相位噪聲的估計(jì)裝置，包括：
[0036] 發(fā)送符號(hào)估計(jì)單元，用于獲取接收數(shù)據(jù)的均衡后符號(hào)r(k)對(duì)應(yīng)的發(fā)送符號(hào)列/〇, 其中，k = 0,. . .，K-1，K為一幀接收數(shù)據(jù)包括的符號(hào)數(shù)目；
[0037] 公共相位噪聲估計(jì)單元，用于根據(jù)r(k)和鞏々）獲取公共相位噪聲；
[0038] 殘余相位噪聲估計(jì)單元，用于根據(jù)r(k)、J(A)和所述公共相位噪聲獲取殘余相位 噪聲；以及
[0039] 相位噪聲估計(jì)單元，用于根據(jù)所述公共相位噪聲、所述殘余相位噪聲和離散余弦 變換的基函數(shù)矩陣獲取相位噪聲。
[0040] 優(yōu)選地，所述發(fā)送符號(hào)估計(jì)單元進(jìn)一步用于：
[0041 ] 對(duì)r(k)進(jìn)行硬判決，得到以:或者
[0042] 對(duì)r(k)進(jìn)行軟判決，并對(duì)軟判決結(jié)果進(jìn)行重構(gòu)得到講幻
[0043] 優(yōu)選地，所述公共相位噪聲估計(jì)單元進(jìn)一步用于，按照如下公式獲取公共相位噪 聲：
[0045] 其中，Iifvg為公共相位噪聲，（Γ表示求共輒運(yùn)算，arg()表示求復(fù)數(shù)的輻角運(yùn)算。
[0046] 優(yōu)選地，所述殘余相位噪聲估計(jì)單元進(jìn)一步用于，按照如下公式獲取殘余相位噪 聲：
[0048] 其中，為第k個(gè)符號(hào)的殘余相位噪聲。
[0049] 優(yōu)選地，所述相位噪聲估計(jì)單元進(jìn)一步用于，按照如下公式獲取相位噪聲：
[
[0051] 其中，1:(?為相位噪聲，Ψκ為離散余弦變換的基函數(shù)矩陣，Ψ【為Ψκ的轉(zhuǎn)置， (WK)k,n = itn(k)，itn(k)為離散余弦變換的第η個(gè)基函數(shù)，n = 0, . . .，Ν-1，Ν為所述基函數(shù)的數(shù) 目。
[0052] 優(yōu)選地，所述殘余相位噪聲估計(jì)單元進(jìn)一步用于，按照如下公式獲取殘余相位噪 聲：：
[0054] 其中，一幀接收數(shù)據(jù)的K個(gè)符號(hào)被分成M段，每段包括B個(gè)符號(hào)，& ( m)為第m段符號(hào) 的殘余相位噪聲，m = 0,... ,M-I。
[0055] 優(yōu)選地，所述相位噪聲估計(jì)單元進(jìn)一步用于，按照如下公式獲取相位噪聲：
[0057]其中，為相位噪聲，Ψκ為離散余弦變換的基函數(shù)矩陣，（ΨκΗ,η = Φη(1〇，Φη (k)為離散余弦變換的第η個(gè)基函數(shù)，η = 0,. . .，Ν-1，Ν為所述基函數(shù)的數(shù)目的 轉(zhuǎn)置，
i
[0058] 一種包括上述的估計(jì)裝置的接收機(jī)。
[0059] -種包括上述的接收機(jī)的通信設(shè)備。
[0060] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0061] 本發(fā)明的技術(shù)方案不需要捕獲時(shí)間，相噪補(bǔ)償可以快速啟動(dòng)，也不需要知道相位 噪聲的統(tǒng)計(jì)特性，相位噪聲估計(jì)的準(zhǔn)確度較高。利用本發(fā)明的技術(shù)方案，能夠有效的對(duì)相位 噪聲進(jìn)行估計(jì)，從而對(duì)受到相位噪聲影響的接收信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償，達(dá)到準(zhǔn)確檢測(cè)發(fā)射符號(hào)的 目的，進(jìn)而能夠提高系統(tǒng)的性能。
【附圖說(shuō)明】
[0062] 圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的相位噪聲的估計(jì)方法的流程圖；
[0063]圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的相位噪聲的估計(jì)裝置的結(jié)構(gòu)圖；
[0064]圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的接收機(jī)的結(jié)構(gòu)圖；
[0065] 圖4為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的接收機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0066] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0067]首先對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的相位噪聲估計(jì)的原理進(jìn)行介紹。
[0068] 由于帶寬遠(yuǎn)低于采樣率的離散隨機(jī)過(guò)程，可以用基函數(shù)進(jìn)行展開(kāi)，而且展開(kāi)項(xiàng)的 數(shù)目通常不會(huì)很多，一般無(wú)線通信系統(tǒng)的相位噪聲在數(shù)字基帶可以視為一個(gè)這樣的離散隨 機(jī)過(guò)程。因此，本發(fā)明實(shí)施例將相位噪聲過(guò)程，用離散余弦變換(DCT)函數(shù)進(jìn)行正交展開(kāi)。
[0069] 不失一般性，設(shè)一幀基帶數(shù)據(jù)包括K個(gè)符號(hào)。令k時(shí)刻(對(duì)應(yīng)第k個(gè)符號(hào)），接收端設(shè) 備的接收機(jī)中經(jīng)過(guò)均衡器輸出的均衡后符號(hào)為r(k)，r(k)對(duì)應(yīng)的發(fā)送端設(shè)備發(fā)送符號(hào)為a (k)，遭受到的高斯白噪聲為n(k)，相位噪聲為θ(1〇,則均衡后符號(hào)r(k)可以表示為：
[0070] r(k) =a(k)ej0⑴+n(k)，k = 0，· · ·，K_1 (I)
[0071] 本發(fā)明的目的在于通過(guò)一種合理的算法，來(lái)對(duì)相位噪聲進(jìn)行估計(jì)得到第k個(gè)符號(hào) 的相位噪聲估計(jì)值巧在獲得后，對(duì)r(k)進(jìn)行補(bǔ)償，得到進(jìn)行相位噪聲補(bǔ)償以后的信 號(hào)z(k)，如下：
I-
[0073] 后續(xù)的均衡解調(diào)等在z(k)上進(jìn)行，相位噪聲被消除了。
[0074] 下面給出求IR)的算法。
[0075]定義公共相位噪聲
[0077] 其中，（Γ表示求共輒運(yùn)算，arg()表示求復(fù)數(shù)的輻角運(yùn)算4(0表示對(duì)發(fā)送符號(hào) a(k)的估計(jì)。對(duì)于導(dǎo)頻部分，可以直接采用相應(yīng)的導(dǎo)頻符號(hào)，對(duì)于數(shù)據(jù)部分，需要進(jìn)行均衡 判決得到。此判決可以是硬判決，見(jiàn)圖3所示，