符号检测方法、装置及通信设备的制作方法
【专利摘要】本发明实施例公开了一种符号检测方法、装置及通信设备，对未进行符号同步的采样序列进行分组，根据每一组采样点通过迭代的方式确定一个符号，与传统的符号检测方法相比，无需计算符号定时参数，同时避免了根据定时参数对最佳采样点位置进行内插恢复的过程，从而简化了符号检测过程。
【专利说明】符号检测方法、装置及通信设备
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通信【技术领域】，更具体地说，涉及一种符号检测方法、装置及通信设 备。
【背景技术】
[0002] 现有的通信方式绝大多数采用数字通信，如卫星通信、移动电话、微波通信等等。 在数字通信中，传递的信息用0/1比特表示，根据采用的调制方式不同，每一个或多个比特 的信息可以用一个符号表示，不同的符号根据承载的比特不同，采用不同的波形表示，这样 符号序列就对应构成了通信信号的波形，该波形通过无线或有线电磁波的方式进行传输。 在通信信号的接收端，需要恢复出每一个符号，从而能够对应得到比特信息，完成通信过 程。由接收到的波形恢复出符号的过程称为符号检测或解调。
[0003] 在通信信号接收端，接收信号是以采样的方式获得的，即接收信号是由一系列采 样点表示的，即接收信号是一采样序列。传统的符号检测需要首先完成符号同步，即按照符 号速率从波形中的特定位置恢复出符号，该特定位置称之为"最佳采样点"（最佳采样点是 按照符号速率周期出现的）。而由于噪声或其它因素的影响，采样得到的采样点可能不是最 佳采样点，因此，传统的符号检测需要首先估计或计算符号的定时参数，然后根据定时参数 对最佳采样点位置进行内插恢复，以得到最佳采样点位置的采样值，将最佳采样点位置处 的采样值作为符号的估计值，进而根据符号估计值得到检测结果。而由于定时参数和最佳 采样点的内插恢复都需要专门的算法实现，因此，传统的符号检测方法实现较复杂。
[0004] 因此，如何简化符号检测过程成为亟待解决的问题。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种符号检测方法、装置及通信设备，以简化符号检测过程。
[0006]为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
[0007] -种符号检测方法，包括：
[0008] 将采样序列按照预先划分好的时间区间进行分组，每个时间区间对应一组采样 点；其中，相邻的两个时间区间的中心点之间的间隔为一个符号周期；
[0009] 对于任一组采样点，计算至少两次符号，直到计算得到的符号不再变化，则确定最 后一次计算得到符号为检测结果；
[0010] 其中，对于任一组采样点，第一次计算符号的过程包括：依据各个采样点的预定权 重对该组采样点进行加权求和，得到加权求和结果；根据所得到的加权求和结果在星座图 中的位置确定符号；
[0011] 对于任一组采样点，非第一次计算符号的过程包括：依据上一次计算所得到的符 号确定当次计算所需的各个采样点的权重，根据所述当次计算所需的各个采样点的权重对 该组采样点进行加权求和，得到加权求和结果；根据所得到的加权求和结果在星座图中的 位置确定符号。
[0012] 上述方法，优选的，所述时间区间的长度为一个符号周期。
[0013] 上述方法，优选的，所述时间区间的长度大于一个符号周期。
[0014] 上述方法，优选的，所述时间区间的长度小于一个符号周期。
[0015] 上述方法，优选的，所述依据上一次计算所得到的符号确定当次计算所需的各个 采样点的权重包括：
[0016] 依据第一公式确定当次计算所需的各个采样点的权重，所述第一公式为：
[0017] Wj = exp {- [A* | Xj_a |2]}
[0018] 其中，为一组采样点中的第j个采样点的权重，A为预设常数，&为所述一组采 样点中的第j个采样点的取值，a为上一次计算所得到的符号的取值，| ? |为求模值运算。[0019] 一种符号检测装置，包括：
[0020] 分组模块，用于将采样序列按照预先划分好的时间区间进行分组，每个时间区间 对应一组采样点；其中，相邻的两个时间区间的中心点之间的间隔为一个符号周期；
[0021] 计算模块，用于对于任一组采样点，计算至少两次符号，直到计算得到的符号不再 变化，则确定最后一次计算得到符号为检测结果；具体包括：
[0022] 第一计算单元，用于对于任一组采样点，执行第一次计算符号的过程，包括：依据 各个采样点的预定权重对该组采样点进行加权求和，得到加权求和结果；根据所得到的加 权求和结果在星座图中的位置确定符号；
[0023] 第二计算单元，用于对于任一组采样点，执行非第一次计算符号的过程，具体包 括：第一计算子单元，用于依据上一次计算所得到的符号确定当次计算所需的各个采样点 的权重；第二计算子单元，用于根据所述当次计算所需的各个采样点的权重对该组采样点 进行加权求和，得到加权求和结果；根据所得到的加权求和结果在星座图中的位置确定符 号；
[0024] 符号确定模块，用于依据所述第一计算单元计算得到的符号和所述第二计算单元 计算得到的符号确定检测结果。
[0025] 上述装置，优选的，所述时间区间的长度为一个符号周期。
[0026] 上述装置，优选的，所述时间区间的长度大于一个符号周期。
[0027] 上述装置，优选的，所述时间区间的长度小于一个符号周期。
[0028] 上述装置，优选的，所述第一计算子单元具体用于：
[0029] 依据第一公式确定当次计算所需的各个采样点的权重，所述第一公式为：
[0030] Wj = exp {_ [A* | Xj_a |2]}
[0031] 其中，为一组采样点中的第j个采样点的权重，A为预设常数，&为所述一组采 样点中的第j个采样点的取值，a为上一次计算所得到的符号的取值，| ? |为求模值运算。
[0032] 一种通信设备，包括如上任意一项所述的符号检测装置。
[0033] 通过以上方案可知，本申请提供的一种符号检测方法、装置及通信设备，对未进行 符号同步的采样序列进行分组，根据每一组采样点通过迭代的方式确定一个符号，与传统 的符号检测方法相比，无需计算符号定时参数，同时避免了根据定时参数对最佳采样点位 置进行内插恢复的过程，从而简化了符号检测过程。
【专利附图】
【附图说明】
[0034] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。
[0035] 图1为本申请实施例提供的符号检测方法的一种实现流程图；
[0036] 图2为本申请实施例提供的一种时间区间划分方式的示意图；
[0037] 图3为本申请实施例提供的另一种时间区间划分方式的示意图；
[0038] 图4为本申请实施例提供的又一种时间区间划分方式的示意图；
[0039]图5为本申请实施例提供的符号检测装置的一种结构示意图；
[0040]图6为本申请实施例提供的计算模块的一种具体结构示意图；
[0041]图7为本申请实施例提供的第二计算单元的一种结构示意图；
[0042]图8为本申请实施例提供的符号检测装置的另一种结构示意图。
[0043] 说明书和权利要求书及上述附图中的术语"第一"、"第二"、"第三""第四"等（如 果存在）是用于区别类似的部分，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样 使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图 示的以外的顺序实施。
【具体实施方式】
[0044] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0045]目前的通信方式绝大多数采用数字通信，如卫星通信、移动电话、微波通信等等。 在数字通信中，传递的信息用0/1比特表示，根据采用的调制方式不同，每1个或多个比特 可以用一个符号表示，不同的符号根据承载的比特不同，采用不同的波形表示，这样符号序 列就对应构成了通信信号的波形，该波形通过无线或有线电磁波的方式进行传输，称之为 通信信号。
[0046] 在通信信号的接收端，序号恢复出每一个符号，从而就能够对应得到比特信息，完 成通信过程。在噪声的影响下，由接收到的波形恢复出符号的过程称为符号检测或解调。
[0047] 在通信信号的接收端，接收信号是以采样的方式获得的，即接收信号是由一系列 采样点表示的，而由于噪声的影响，最佳采样点更可能位于现有的采样点之间，而不是正好 与某个采样点重合。基于此，传统的符号检测方法为：估计出最佳采样点位置（即符号定时 参数），然后根据现有的采样点通过内插恢复得出最佳采样点位置处的采样值，然后利用该 值完成符号检测。
[0048] 而由于定时参数和最佳采样点的内插恢复都需要专门的算法实现，因此，传统的 符号检测方法实现较复杂。
[0049] 下面对本申请的实施例进行说明。
[0050] 本申请实施例提供的符号检测方法的一种实现流程图如图1所示，可以包括：
[0051] 步骤S11 :将采样序列按照预先划分好的时间区间进行分组，每个时间区间对应 一组米样点；
[0052] 其中，相邻的两个时间区间的中心点之间的间隔为一个符号周期（即一个符号所 占用的传输时间长度），从而每个时间区间对应一个符号；
[0053] 本申请实施例中，每个时间区间的长度不做具体限定，只要满足相邻的两个时间 区间的中心点之间的间隔为一个符号周期即可。
[0054] 具体的，时间区间的长度可以等于一个符号周期，具体请参看图2所示的一种时 间区间划分方式的示意图；
[0055] 时间区间的长度也可以大于一个符号周期，具体请参看图3所示的另一种时间区 间划分方式的示意图，此时相邻两个时间区间对应的采样点有部分重合；
[0056] 时间区间的长度也可以小于一个符号周期，具体请参看图4所示又一种时间区间 划分方式的示意图。
[0057] 图2-图4中，&表示第i(i= 1，2,3，……）个时间区间（即时间区间i)的中 点；T表示一个符号周期的长度。
[0058] 步骤S12:对于任一组采样点，计算至少两次符号，直到计算得到的符号不再变 化，则确定最后一次计算得到符号为检测结果；
[0059] 其中，对于任一组采样点，第一次计算符号的过程包括：依据各个采样点的预定权 重对该组采样点进行加权求和，得到加权求和结果，该加权求和结果即为符号的估计值；根 据所得到的加权求和结果在星座图中的位置确定符号；
[0060] 对于任一组采样点，非第一次计算符号的过程包括：依据上一次计算所得到的符 号确定当次计算所需的各个采样点的权重，根据所述当次计算所需的各个采样点的权重对 该组采样点进行加权求和，得到加权求和结果；根据所得到的加权求和结果在星座图中的 位置确定符号。
[0061] 在数字通信领域中，经常将数字信号在复平面上表示，以直观的表示信号以及信 号之间的关系，这种图示就行星座图。
[0062] 具体如何根据在星座图中的位置确定具体为哪个符号为本领域的公知常识，这里 不再赘述。
[0063] 本申请实施例提供的一种符号检测方法，对未进行符号同步的采样序列进行分 组，根据每一组采样点通过迭代的方式确定一个符号，与传统的符号检测方法相比，无需计 算符号定时参数，同时避免了根据定时参数对最佳采样点位置进行内插恢复的过程，从而 简化了符号检测过程。
[0064] 上述实施例中，优选的，所述依据上一次计算所得到的符号确定当次计算所需的 各个采样点的权重可以包括：
[0065] 依据第一公式确定当次计算所需的各个采样点的权重，所述第一公式为：
[0066] Wj=exp{_ [A* |Xj_a|2]}
[0067]其中，为一组采样点中的第j个采样点的权重，A为预设常数，&为所述一组采 样点中的第j个采样点的取值，a为上一次计算所得到的符号的取值，| ? |为求模值运算。 [0068] 除了可以应用第一公式计算各个采样点的权重外，本申请实施例还提供另一种计 算各个采样点的权重的方法，具体为：
[0069] Wj= 1/[A* |Xj_a|2]
[0070] 其中，％为一组采样点中的第j个采样点的权重，A为预设常数，&为所述一组采 样点中的第j个采样点的取值，a为上一次计算所得到的符号的取值，| ? |为求模值运算。
[0071] 与方法实施例相对应，本申请实施例还提供一种符号检测装置，本申请实施例提 供的符号检测装置的一种结构示意图如图5所示，可以包括：
[0072]分组模块51，计算模块52和符号确定模块53;其中，
[0073] 分组模块51用于将采样序列按照预先划分好的时间区间进行分组，每个时间区 间对应一组米样点；
[0074] 其中，相邻的两个时间区间的中心点之间的间隔为一个符号周期（即一个符号所 占用的传输时间长度），从而每个时间区间对应一个符号；
[0075] 本申请实施例中，每个时间区间的长度不做具体限定，只要满足相邻的两个时间 区间的中心点之间的间隔为一个符号周期即可。
[0076] 具体的，时间区间的长度可以等于一个符号周期，具体请参看图2所示的一种时 间区间划分方式示意图；
[0077] 时间区间的长度也可以大于一个符号周期，具体请参看图3所示的另一种时间区 间划分方式示意图，此时相邻两个时间区间对应的采样点有部分重合；
[0078] 时间区间的长度也可以小于一个符号周期，具体请参看图4所示又一种时间区间 划分方式示意图。
[0079] 计算模块52对于任一组采样点，计算至少两次符号，直到计算得到的符号不再变 化，则确定最后一次计算得到符号为检测结果；计算模块52的一种具体结构示意图如图6 所示，可以包括：第一计算单元61和第二计算单元62;其中，
[0080] 第一计算单元61用于对于任一组采样点，执行第一次计算符号的过程，包括：依 据各个采样点的预定权重对该组采样点进行加权求和，得到加权求和结果；根据所得到的 加权求和结果在星座图中的位置确定符号；
[0081] 第二计算单元62用于对于任一组采样点，执行非第一次计算符号的过程；第二计 算单元62的一种结构示意图如图7所示，可以包括：第一计算子单元71和第二计算子单元 72;其中，
[0082] 第一计算子单元71用于依据上一次计算所得到的符号确定当次计算所需的各个 采样点的权重；
[0083] 第二计算子单元72用于根据所述当次计算所需的各个采样点的权重对该组采样 点进行加权求和，得到加权求和结果；根据所得到的加权求和结果在星座图中的位置确定 符号；
[0084] 符号确定模块53,用于依据所述第一计算单元61计算得到的符号和所述第二计 算单元62计算得到的符号确定检测结果。
[0085] 本申请实施例提供的一种符号检测装置，对未进行符号同步的采样序列进行分 组，根据每一组采样点通过迭代的方式确定一个符号，与传统的符号检测方法相比，无需计 算符号定时参数，同时避免了根据定时参数对最佳采样点位置进行内插恢复的过程，从而 简化了符号检测过程。
[0086] 上述实施例中，优选的，所述第一计算子单元71具体用于，依据第一公式确定当 次计算所需的各个采样点的权重，所述第一公式为：
[0087] Wj = exp {_ [A* | Xj_a |2]}
[0088] 其中，为一组采样点中的第j个采样点的权重，A为预设常数，&为所述一组采 样点中的第j个采样点的取值，a为上一次计算所得到的符号的取值，| ? |为求模值运算。
[0089] 第一计算子单元71也可以依据第二公式计算各个采样点的权重，第二公式具体 可以为：
[0090] Wj = l/[A*|xra|2]
[0091]其中，为一组采样点中的第j个采样点的权重，A为预设常数，&为所述一组采 样点中的第j个采样点的取值，a为上一次计算所得到的符号的取值，| ? |为求模值运算。
[0092]本申请实施例提供的符号检测装置的另一种结构示意图如图8所示：
[0093]接收端接收到信号后经过采样得到的采样序列有N个采样点，包含K个符号；
[0094] A模块根据预设的时间间隔将N个采样点划分为K组，每组包含M个采样点；
[0095]权值计算模块中存储有每个分组的初始权重，用于第一次计算符号，其中，各个分 组的初始权重可以相同，也可以不同；权值计算模块还可以计算非第一计算符号过程所需 的各个采样点的权重。
[0096]每个分组中，各个采样点与相应的权重值相乘后相加（即加权求和）得到与该分 组相对应的一个符号估计值；图8中，是（i=l，2，……，K)表示由第i组采样点计算 得到的符号估计值。
[0097]对于每一个分组，没计算一次符号估计值，判断本次计算的符号估计值与上次计 算的符号估计值是否改变；如果改变，则通过权值计算模块更新权值，以便再次计算符号估 计值；如果没有改变，则确定本次计算的符号估计值为检测结果，可以输出该检测结果。 [0098]本申请实施例还提供一种通信设备，其具有如上任意一装置实施例所述的信号检 测装置。
[0099]本领域普通技术人员可以意识到，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，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟 以硬件还是软件方式来执行，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 本发明的范围。
[0100]所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置 和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0101]在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其 它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，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，例如多个单元或组件可以结 合或者可以集成到另一个模块，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的 相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通 信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
[0102]所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显 示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个 网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目 的。
[0103] 另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以 是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
[0104] 所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以 存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说 对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计 算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个 人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。 而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取 存储器（RAM,RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0105] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的 一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明 将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一 致的最宽的范围。
【权利要求】
1. 一种符号检测方法，其特征在于，包括： 将采样序列按照预先划分好的时间区间进行分组，每个时间区间对应一组采样点；其 中，相邻的两个时间区间的中心点之间的间隔为一个符号周期； 对于任一组采样点，计算至少两次符号，直到计算得到的符号不再变化，则确定最后一 次计算得到符号为检测结果； 其中，对于任一组采样点，第一次计算符号的过程包括：依据各个采样点的预定权重对 该组采样点进行加权求和，得到加权求和结果；根据所得到的加权求和结果在星座图中的 位置确定符号； 对于任一组采样点，非第一次计算符号的过程包括：依据上一次计算所得到的符号确 定当次计算所需的各个采样点的权重，根据所述当次计算所需的各个采样点的权重对该组 采样点进行加权求和，得到加权求和结果；根据所得到的加权求和结果在星座图中的位置 确定符号。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述时间区间的长度为一个符号周期。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述时间区间的长度大于一个符号周期。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述时间区间的长度小于一个符号周期。
5. 根据权利要求1-4任意一项所述的方法，其特征在于，所述依据上一次计算所得到 的符号确定当次计算所需的各个采样点的权重包括： 依据第一公式确定当次计算所需的各个采样点的权重，所述第一公式为： Wj = exp{-[A*|xj_a|2]} 其中，为一组采样点中的第j个采样点的权重，A为预设常数，&为所述一组采样点 中的第j个采样点的取值，a为上一次计算所得到的符号的取值，| ? |为求模值运算。
6. -种符号检测装置，其特征在于，包括： 分组模块，用于将采样序列按照预先划分好的时间区间进行分组，每个时间区间对应 一组采样点；其中，相邻的两个时间区间的中心点之间的间隔为一个符号周期； 计算模块，用于对于任一组采样点，计算至少两次符号，直到计算得到的符号不再变 化，则确定最后一次计算得到符号为检测结果；具体包括： 第一计算单元，用于对于任一组采样点，执行第一次计算符号的过程，包括：依据各个 采样点的预定权重对该组采样点进行加权求和，得到加权求和结果；根据所得到的加权求 和结果在星座图中的位直确定符号； 第二计算单元，用于对于任一组采样点，执行非第一次计算符号的过程，具体包括：第 一计算子单元，用于依据上一次计算所得到的符号确定当次计算所需的各个采样点的权 重；第二计算子单元，用于根据所述当次计算所需的各个采样点的权重对该组采样点进行 加权求和，得到加权求和结果；根据所得到的加权求和结果在星座图中的位置确定符号； 符号确定模块，用于依据所述第一计算单元计算得到的符号和所述第二计算单元计算 得到的符号确定检测结果。
7. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述时间区间的长度为一个符号周期。
8. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述时间区间的长度大于一个符号周期。
9. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述时间区间的长度小于一个符号周期。
10. 根据权利要求6-9任意一项所述的装置，其特征在于，所述第一计算子单元具体用 于： 依据第一公式确定当次计算所需的各个采样点的权重，所述第一公式为： Wj = exp{-[A*|xj-a|2]} 其中，为一组采样点中的第j个采样点的权重，A为预设常数，&为所述一组采样点 中的第j个采样点的取值，a为上一次计算所得到的符号的取值，| ? |为求模值运算。
11. 一种通信设备，其特征在于，包括如权利要求6-10任意一项所述的符号检测装置。
【文档编号】H04L25/03GK104410594SQ201410794746
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年12月18日 优先权日:2014年12月18日
【发明者】沈智翔, 胡赟鹏, 沈彩耀, 张效义, 于宏毅, 张凯, 姚祥文, 涂启辉 申请人:中国人民解放军信息工程大学