一种信号处理方法及装置与流程

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种信号处理方法及装置。

背景技术：

gge信号包括全球移动通讯系统(globalsystemformobilecommunications，gsm)、通用分组无线业务(generalpacketradioservice，gprs)、增强型数据速率gsm演进技术(enhanceddatarateforgsmevolution，edge)的信号。

现有的gge信号大频偏估计算法，主要是在已知训练序列情况下，采用寻找模式，主要有两种方案：

方案1、将训练序列增加不同频偏，如果支持[-20khz20khz]，可以将训练序列分别增加-20khz、-15khz、-10khz等总共9种情况，不同的频偏训练序列跟接收信号进行相关，计算这几种序列对应峰值，比较最大的为粗频偏估计结果和同步位置，去除粗频偏之后，再进行精频偏估计；

方案2、将接收数据增加不同的频偏，然后按照方案1类似处理。

上述现有技术中，需要训练序列号已知，目前gge信号训练序列为16种，如果不进行配置，该系统无法实现盲检测；由于需要对于不同频偏进行同步相关，需要做大量运算处理；不同频偏间隔选取跟译码算法能力有关，需要提前对齐处理。总之，现有的gge信号无法快速进行大频偏情况下盲检测和同步。

技术实现要素：

本申请实施例提供了一种信号处理方法及装置，用以准确地快速地实现信号在大频偏情况下的同步和盲检测。

本申请实施例提供的一种信号处理方法，包括：

对接收信号进行功率检测，确定功率检测后的接收信号；

对所述功率检测后的接收信号进行频偏消除；

通过将本地训练序列和消除频偏后的接收信号进行相关，实现对接收信号的同步和盲检测。

通过该方法，对接收信号进行功率检测，确定功率检测后的接收信号；对所述功率检测后的接收信号进行频偏消除；通过将本地训练序列和消除频偏后的接收信号进行相关，实现对接收信号的同步和盲检测，从而可以准确地快速地实现对接收信号(例如gge信号)在大频偏(例如频偏大于3gpp协议要求的门限0.1ppm)情况下的同步和盲检测。

可选地，对接收信号进行功率检测，确定功率检测后的接收信号，具体包括：

对接收信号r＝[r(1),r(2),…,r(l)]进行功率检测，确定功率检测后的接收信号为：

r′＝[r(istart),r(istart+1),…,r(l)]

其中，l为接收信号长度，istart为同步位置，r′为功率检测后的接收信号。

可选地，所述istart通过如下方式确定：

计算接收信号样点的功率值为pwin为：

其中，lwin为信号平均功率的长度，i取数范围为1～l-lwin；

将pwin(i+lwin)与pwin(i)的功率比值，与预设门限plim进行比较，当所述比值大于plim时，获取信号功率检测的位置为istart。

可选地，对所述功率检测后的接收信号进行频偏消除，具体包括：

根据信号r′及其数据长度l，使用m比特差分方法，采用下式获取消除频偏之后的信号

其中，信号的数据长度为l-m。

可选地，通过将本地训练序列和消除频偏后的接收信号进行相关，实现对接收信号的同步和盲检测，具体包括：

采用调制信号对训练序列进行调制，得到本地训练序列，对所述本地训练序列进行差分，得到差分处理后的本地训练序列rc_tsc；

采用如下公式计算消除频偏后的接收信号和本地训练序列rc_tsc的相关值：

其中i＝0，1，…20*osr-1，osr为调制信号的采样率；

采用如下公式计算y的最大功率为

其中i＝0,1,…,20*osr-1

确定imax为r′的最佳同步位置。

相应地，本申请实施例提供的一种信号处理装置，包括：

存储器，用于存储程序指令；

处理器，用于调用所述存储器中存储的程序指令，按照获得的程序执行：

对接收信号进行功率检测，确定功率检测后的接收信号；

对所述功率检测后的接收信号进行频偏消除；

通过将本地训练序列和消除频偏后的接收信号进行相关，实现对接收信号的同步和盲检测。

可选地，对接收信号进行功率检测，确定功率检测后的接收信号，具体包括：

对接收信号r＝[r(1),r(2),…,r(l)]进行功率检测，确定功率检测后的接收信号为：

r′＝[r(istart),r(istart+1),…,r(l)]

其中，l为接收信号长度，istart为同步位置，r′为功率检测后的接收信号。

可选地，所述istart通过如下方式确定：

计算接收信号样点的功率值为pwin为：

其中，lwin为信号平均功率的长度，i取数范围为1～l-lwin；

将pwin(i+lwin)与pwin(i)的功率比值，与预设门限plim进行比较，当所述比值大于plim时，获取信号功率检测的位置为istart。

可选地，对所述功率检测后的接收信号进行频偏消除，具体包括：

根据信号r′及其数据长度l，使用m比特差分方法，采用下式获取消除频偏之后的信号

其中，信号的数据长度为l-m。

可选地，通过将本地训练序列和消除频偏后的接收信号进行相关，实现对接收信号的同步和盲检测，具体包括：

采用调制信号对训练序列进行调制，得到本地训练序列，对所述本地训练序列进行差分，得到差分处理后的本地训练序列rc_tsc；

采用如下公式计算消除频偏后的接收信号和本地训练序列rc_tsc的相关值：

其中i＝0，1，…20*osr-1，osr为调制信号的采样率；

采用如下公式计算y的最大功率为

其中i＝0,1,…,20*osr-1

确定imax为r′的最佳同步位置。

本申请实施例提供的另一种信号处理装置，包括：

第一单元，用于对接收信号进行功率检测，确定功率检测后的接收信号；

第二单元，用于对所述功率检测后的接收信号进行频偏消除；

第三单元，用于通过将本地训练序列和消除频偏后的接收信号进行相关，实现对接收信号的同步和盲检测。

本申请另一实施例提供了一种计算设备，其包括存储器和处理器，其中，所述存储器用于存储程序指令，所述处理器用于调用所述存储器中存储的程序指令，按照获得的程序执行上述任一种方法。

本申请另一实施例提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使所述计算机执行上述任一种方法。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本申请的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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。

图1为本申请实施例提供的射频通道补偿滤波器设计流程示意图；

图2为本申请实施例提供的gmsk调制类型时域示意图；

图3为本申请实施例提供的8psk调制类型时域示意图；

图4为本申请实施例提供的一种信号处理方法的流程示意图；

图5为本申请实施例提供的一种信号处理装置的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的另一种信号处理装置的结构示意图。

具体实施方式

本申请实施例提供了一种信号处理方法及装置，用以准确地快速地实现信号在大频偏情况下的同步和盲检测。

在大频偏情况下，例如频偏大于3gpp协议要求门限0.1ppm，gge信号传统时域相关同步方法会出现同步位置不准确，在综测仪非信令测试中，同步信号训练序列号需要盲检测，传统的算法没有将两者兼容，在大频偏情况下能够支持gge信号准确的同步和盲检测，本申请实施例提出一种方案，能够准确地快速地实现gge信号在大频偏情况下的同步和盲检测。

盲检测和同步的基本流程，例如参见图1，包括：

step100：根据3gpp协议，gge是时分复用系统，即一帧有8个时隙，在测量时候终端数据占一个时隙，通过3gpp协议可知，对于gsm和gprs信号的调制方式为gmsk(高斯最小频移键控,gaussianfilteredminimumshiftkeying)，对于edge信号的调制方式为8psk(8移相键控，8phaseshiftkeying)，gmsk信号时域如图2所示，可以看出gmsk调制信号在时域有上升沿(信号如图2所示信号功率有爬坡过程，即由低到高变化过程)，利用功率检头算法获取粗同步位置，对于8psk调制信号也类似如图3所示。

具体地：

对于接收信号r＝[r(1),r(2),…,r(l)]，由于接收信号为时分系统，为了减少精同步的数据处理量和提高准确度，本申请实施例先对接收信号通过功率检头算法获取信号粗同步位置，然后截取有用信号部分：

r′＝[r(istart),r(istart+1),…,r(l)]

其中，r为接收信号，l为接收信号长度，istart为同步位置，r′为功率检测后接收信号。

具体步骤如下：

step1.1：计算接收信号样点的功率值为pwin，具体公式如下：

其中，lwin为求信号平均功率的长度，i取数范围为1～l-lwin。

step1.2：通过pwin(i+lwin)与pwin(i)的功率比值与门限plim比较，当比值大于门限plim时，获取信号功率检测的位置为istart，如果没有大于门限plim，则继续循环进入下一个搜索，具体公式如下：

其中，plim为设备设置默认门限。

如上述公式所示，通过step1.1，可以获取功率检头需要数据和提高功率检头准确度，首先从i＝1开始，即比较pwin(1+lwin)与pwin(1)功率比值，如果超过门限plim，说明信号在1+lwin为功率检头需要位置并跳出循环，否则继续搜索i＝2，依次类推。plim门限跟需要场景信噪比有关，例如可以默认设置为4。

step102：如果未配置调制信号类型(gmsk或者8psk)，需要在step101的基础上，进行信号调制类型盲检测，如果配置可以跳过这一步，进行step104操作。通过gmsk和8psk信号的时域图可以看出，两种信号的papr(peaktoaveragepowerratio，峰值平均功率比)不一样，8psk信号papr明显比gmsk信号高，采用根据有用信号的papr区分信号类型。

step104：根据step1获取信号r′，数据长度为l，使用mbit差分方法获取消除频偏之后数据为数据长度为l-m

对于训练序列差分处理，例如：

根据3gpp协议，gge信号中间部分为训练序列，训练序列总共为8种不相关信号，接收信号调制过程中会选择其中一种，例如对于gmsk调制信号，8种训练序列的原始比特tsc_gmsk_all如下：

tsc_gmsk_all＝[0,0,1,0,0,1,0,1,1,1,0,0,0,0,1,0,0,0,1,0,0,1,0,1,1,1；

0,0,1,0,1,1,0,1,1,1,0,1,1,1,1,0,0,0,1,0,1,1,0,1,1,1；

0,1,0,0,0,0,1,1,1,0,1,1,1,0,1,0,0,1,0,0,0,0,1,1,1,0；

0,1,0,0,0,1,1,1,1,0,1,1,0,1,0,0,0,1,0,0,0,1,1,1,1,0；

0,0,0,1,1,0,1,0,1,1,1,0,0,1,0,0,0,0,0,1,1,0,1,0,1,1；

0,1,0,0,1,1,1,0,1,0,1,1,0,0,0,0,0,1,0,0,1,1,1,0,1,0；

1,0,1,0,0,1,1,1,1,1,0,1,1,0,0,0,1,0,1,0,0,1,1,1,1,1；

1,1,1,0,1,1,1,1,0,0,0,1,0,0,1,0,1,1,1,0,1,1,1,1,0,0]

tsc_gmsk_all通过gmsk调制之后生成rtsc，同样也为8组，对本地训练序列进行差分：

rc_tsc＝rtsc(1:ltsc-m)·conj(rtsc(1+m:ltsc))

其中，ltsc为训练序列tsc的长度，ltsc＝26*osr，osr为调制信号的采样率。

对于8psk调制训练序列的原始bit如下：

tsc_8psk_all＝[1,1,1,1,1,1,0,0,1,1,1,1,1,1,1,0,0,1,1,1,1,0,0,1,0,0,1,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1，

1,1,1,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,1,1,1,1,1,1,1,0,0,1,1,1,1,0,0,1,0,0,1,0,0,1；

1,1,1,1,1,1,0,0,1,1,1,1,0,0,1,0,0,1,1,1,1,0,0,1,0,0,1,0,0,1,1,1,1,0,0,1,0,0,1，

0,0,1,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,1,1,1,1,0,0,1,0,0,1,1,1,1,0,0,1,0,0,1,0,0,1；

1,1,1,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,1,0,0,1,0,0,1,1,1,1,0,0,1,0,0,1,0,0,1,

1,1,1,0,0,1,1,1,1,1,1,1,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,1,0,0,1,0,0,1,1,1,1；

1,1,1,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,1,0,0,1,0,0,1,0,0,1,1,1,1,0,0,1,0,0,1,1,1,1,

0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,1,0,0,1,0,0,1,0,0,1,1,1,1；

1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,1,0,0,1,1,1,1,0,0,1,1,1,1,0,0,1,0,0,1,0,0,1,1,1,1,1,1,1,

0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,1,0,0,1,1,1,1,0,0,1,1,1,1,0,0,1,0,0,1；

1,1,1,0,0,1,1,1,1,1,1,1,0,0,1,0,0,1,0,0,1,1,1,1,0,0,1,1,1,1,0,0,1,0,0,1,1,1,1,

1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,1,1,1,1,1,1,1,0,0,1,0,0,1,0,0,1,1,1,1,0,0,1,1,1,1；

0,0,1,1,1,1,0,0,1,1,1,1,1,1,1,0,0,1,0,0,1,0,0,1,0,0,1,0,0,1,1,1,1,0,0,1,0,0,1,

1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,1,1,1,1,0,0,1,1,1,1,1,1,1,0,0,1,0,0,1,0,0,1,0,0,1,0,0,1；

0,0,1,0,0,1,0,0,1,1,1,1,0,0,1,0,0,1,0,0,1,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,1,1,1,1,

1,1,1,0,0,1,1,1,1,0,0,1,0,0,1,0,0,1,1,1,1,0,0,1,0,0,1,0,0,1,0,0,1,1,1,1,1,1,1]；

step106：根据8组差分处理后的本地训练序列rc_tsc与差分后即消除频偏后的接收信号分别进行滑动求功率，对于不同位置的滑动功率进行比较，获取不同位置的滑动功率的最大功率和位置。设置最大功率门限，当超过门限时候，说明信号检测正确tsc号和同步位置。

对于信号同步，如果未知信号的训练序列号，无法准确同步，如果未配置训练序列号，需要对gge信号进行tsc(训练序列号，trainingsequencecode)盲检测。对于gmsk调制和8psk调制，所采用的时隙结构中tsc序列不一致，但是总共有16种情况，gmsk的tsc有8种情况，8psk的tsc有8种情况。

具体地：

step4.1：计算消除频偏后的接收信号和本地训练序列rc_tsc的相关值：

其中，i＝0，1，…20*osr-1。

step4.2：计算y的最大功率为imax为y在最大值的索引号，即为r′的最佳同步位置：

其中i＝0,1,…,20*osr-1

综上，参见图4，本申请实施例提供的一种信号处理方法，包括：

s401、对接收信号进行功率检测，确定功率检测后的接收信号；

s402、对所述功率检测后的接收信号进行频偏消除；

s403、通过将本地训练序列和消除频偏后的接收信号进行相关，实现对接收信号的同步和盲检测。

通过该方法，对接收信号进行功率检测，确定功率检测后的接收信号；对所述功率检测后的接收信号进行频偏消除；通过将本地训练序列和消除频偏后的接收信号进行相关，实现对接收信号的同步和盲检测，从而可以准确地快速地实现对接收信号(例如gge信号)在大频偏(例如频偏大于3gpp协议要求的门限0.1ppm)情况下的同步和盲检测。

可选地，对接收信号进行功率检测，确定功率检测后的接收信号，具体包括：

对接收信号r＝[r(1),r(2),…,r(l)]进行功率检测，确定功率检测后的接收信号为：

r′＝[r(istart),r(istart+1),…,r(l)]

其中，l为接收信号长度，istart为同步位置，r′为功率检测后的接收信号。

可选地，所述istart通过如下方式确定：

计算接收信号样点的功率值为pwin为：

其中，lwin为信号平均功率的长度，i取数范围为1～l-lwin；

将pwin(i+lwin)与pwin(i)的功率比值，与预设门限plim进行比较，当所述比值大于plim时，获取信号功率检测的位置为istart。

可选地，对所述功率检测后的接收信号进行频偏消除，具体包括：

根据信号r′及其数据长度l，使用m比特差分方法，采用下式获取消除频偏之后的信号

其中，信号的数据长度为l-m。

可选地，通过将本地训练序列和消除频偏后的接收信号进行相关，实现对接收信号的同步和盲检测，具体包括：

采用调制信号对训练序列进行调制，得到本地训练序列，对所述本地训练序列进行差分，得到差分处理后的本地训练序列rc_tsc；

采用如下公式计算消除频偏后的接收信号和本地训练序列rc_tsc的相关值：

其中i＝0，1，…20*osr-1，osr为调制信号的采样率；

采用如下公式计算y的最大功率为

其中i＝0,1,…,20*osr-1

确定imax为r′的最佳同步位置。

相应地，参见图5，本申请实施例提供的一种信号处理装置，包括：

存储器11，用于存储程序指令；

处理器12，用于调用所述存储器中存储的程序指令，按照获得的程序执行：

对接收信号进行功率检测，确定功率检测后的接收信号；

对所述功率检测后的接收信号进行频偏消除；

通过将本地训练序列和消除频偏后的接收信号进行相关，实现对接收信号的同步和盲检测。

可选地，对接收信号进行功率检测，确定功率检测后的接收信号，具体包括：

对接收信号r＝[r(1),r(2),…,r(l)]进行功率检测，确定功率检测后的接收信号为：

r′＝[r(istart),r(istart+1),…,r(l)]

其中，l为接收信号长度，istart为同步位置，r′为功率检测后的接收信号。

可选地，所述istart通过如下方式确定：

计算接收信号样点的功率值为pwin为：

其中，lwin为信号平均功率的长度，i取数范围为1～l-lwin；

将pwin(i+lwin)与pwin(i)的功率比值，与预设门限plim进行比较，当所述比值大于plim时，获取信号功率检测的位置为istart。

可选地，对所述功率检测后的接收信号进行频偏消除，具体包括：

根据信号r′及其数据长度l，使用m比特差分方法，采用下式获取消除频偏之后的信号

其中，信号的数据长度为l-m。

可选地，通过将本地训练序列和消除频偏后的接收信号进行相关，实现对接收信号的同步和盲检测，具体包括：

采用调制信号对训练序列进行调制，得到本地训练序列，对所述本地训练序列进行差分，得到差分处理后的本地训练序列rc_tsc；

采用如下公式计算消除频偏后的接收信号和本地训练序列rc_tsc的相关值：

其中i＝0，1，…20*osr-1，osr为调制信号的采样率；

采用如下公式计算y的最大功率为

其中i＝0,1,…,20*osr-1

确定imax为r′的最佳同步位置。

参见图6，本申请实施例提供的另一种信号处理装置，包括：

第一单元21，用于对接收信号进行功率检测，确定功率检测后的接收信号；

第二单元22，用于对所述功率检测后的接收信号进行频偏消除；

第三单元23，用于通过将本地训练序列和消除频偏后的接收信号进行相关，实现对接收信号的同步和盲检测。

本申请实施例提供了一种计算设备，该计算设备具体可以为桌面计算机、便携式计算机、智能手机、平板电脑、个人数字助理(personaldigitalassistant，pda)等。该计算设备可以包括中央处理器(centerprocessingunit，cpu)、存储器、输入/输出设备等，输入设备可以包括键盘、鼠标、触摸屏等，输出设备可以包括显示设备，如液晶显示器(liquidcrystaldisplay，lcd)、阴极射线管(cathoderaytube，crt)等。

存储器可以包括只读存储器(rom)和随机存取存储器(ram)，并向处理器提供存储器中存储的程序指令和数据。在本申请实施例中，存储器可以用于存储本申请实施例提供的任一所述方法的程序。

处理器通过调用存储器存储的程序指令，处理器用于按照获得的程序指令执行本申请实施例提供的任一所述方法。

本申请实施例提供了一种计算机存储介质，用于储存为上述本申请实施例提供的装置所用的计算机程序指令，其包含用于执行上述本申请实施例提供的任一方法的程序。

所述计算机存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或数据存储设备，包括但不限于磁性存储器(例如软盘、硬盘、磁带、磁光盘(mo)等)、光学存储器(例如cd、dvd、bd、hvd等)、以及半导体存储器(例如rom、eprom、eeprom、非易失性存储器(nandflash)、固态硬盘(ssd))等。

本申请实施例提供的方法可以应用于终端设备，也可以应用于网络设备。

其中，终端设备也可称之为用户设备(userequipment，简称为“ue”)、移动台(mobilestation，简称为“ms”)、移动终端(mobileterminal)等，可选的，该终端可以具备经无线接入网(radioaccessnetwork，ran)与一个或多个核心网进行通信的能力，例如，终端可以是移动电话(或称为“蜂窝”电话)、或具有移动性质的计算机等，例如，终端还可以是便携式、袖珍式、手持式、计算机内置的或者车载的移动装置。

网络设备可以为基站(例如，接入点)，指接入网中在空中接口上通过一个或多个扇区与无线终端通信的设备。基站可用于将收到的空中帧与ip分组进行相互转换，作为无线终端与接入网的其余部分之间的路由器，其中接入网的其余部分可包括网际协议(ip)网络。基站还可协调对空中接口的属性管理。例如，基站可以是gsm或cdma中的基站(bts，basetransceiverstation)，也可以是wcdma中的基站(nodeb)，还可以是lte中的演进型基站(nodeb或enb或e-nodeb，evolutionalnodeb)，或者也可以是5g系统中的gnb等。本申请实施例中不做限定。

上述方法处理流程可以用软件程序实现，该软件程序可以存储在存储介质中，当存储的软件程序被调用时，执行上述方法步骤。

综上所述，本申请实施例提供的技术方案，用于gge系统大频偏估计和盲检测同步系统；采用差分方法消除频偏影响，用于数据大频偏下同步；采用差分的训练序列进行相关同步，用于tsc盲检测。本申请实施例能够快速实现gge信号在大频偏情况下同步和盲检测，不会随着需要支持频偏增大导致数据处理时间慢，对于大频偏(大于3gpp协议要求门限0.1ppm)和小频偏都能够快速消除并实现准确的同步和训练序列盲检测。

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、系统、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和光学存储器等)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(系统)、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。

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，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。