一种相噪估计与补偿方法与流程

本发明涉及通信，尤其一种相噪估计与补偿方法。

背景技术：

1、随着通信系统传输速率以及频谱效率的要求不断提高，通信系统将会采用更高阶的正交幅度调制(quadrature amplitude modulation,qam)以及更大的系统带宽来满足这些要求。高阶qam调制信号由于调制星座点密集程度增加，相位错误容限小，因此对于相位噪声十分敏感，较小强度的相位噪声就会使系统性能产生严重地恶化。此外由于通信系统的工作频段变高和系统带宽变大的发展趋势，相位噪声对于系统的影响将会愈发严重。因此如何抑制相位噪声的影响对于高阶正交幅度调制通信系统的性能优劣至关重要。

2、现有技术主要通过对相位噪声的估计及补偿，来抑制相位噪声对系统性能的影响。而估计补偿方法通常可以分为导频数据辅助的方法和判决数据导向的方法。导频数据辅助方法的性能与导频的插入的密度，插入导频的数量等密切相关，导频插入密度和数量增大可以有效提高相位噪声估计的精度，但大大地降低了系统的传输效率。判决数据导向的方法可有效地提高系统传输效率，但其差错传播问题又会严重的影响到高阶qam系统的性能。

3、专利cn112688891a提供了一种在时域上使用ptrs信号进行相噪估计与补偿的方法。专利cn110460385b提供了一种根据导频信号估计相位噪声的方法，该方法对于因噪声引起的相噪估计误差增大无针对性的改善效果。

技术实现思路

1、本发明的技术解决方案解决低信噪比下因噪声导致相噪估计不准确引起的性能损失的问题，通过对初步估计出的相位噪声的可靠性判决提升相位噪声估计与补偿的性能。

2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

3、假设时域上共配置l个导频信号，此处设该导频信号为ptrs，每个ptrs信号配置k个re，将每个信号上的ptrs的频域数据分成m组，即每n＝k/m个re的频域数据为一组。

4、一种相噪估计与补偿方法，包括以下具体步骤：

5、s1：通过接收到的导频信号和本地导频信号确定相噪初估值；

6、s2：根据相噪初估值进一步确定相角估计值；

7、s3：遍历相角估计值确定flag(k,l)，同时将频域数据进行分组计算得到相角修正因子；

8、s4：使用相角修正因子反向更新相角估计值和相位噪声估计值；

9、s5：利用相位噪声估计值对接收信号进行相噪补偿。

10、进一步的，所述步骤s1具体计算过程为：

11、

12、其中，yptrs(k，l)为接受到的导频信号，xptrs(k，l)为本地导频信号，htemp(k，l)为相噪初估值，l的取值范围为[1,l]，l为时域上配置的导频信号数量，k的取值范围为[1,k]，k为每个导频信号配置的re数量。

13、进一步的，所述步骤s2具体计算过程为：

14、

15、其中，为相角估计值，htemp(k，l)为相噪初估值，l的取值范围为[1,l]，l为时域上配置的导频信号数量，k的取值范围为[1,k]，k为每个导频信号配置的re数量。

16、进一步的，所述步骤s3中遍历相角估计值确定flag(k,l)具体为：遍历相角估计值若则flag(k,l)＝1；若则flag(k,l)＝0。

17、进一步的，所述步骤s3中将频域数据进行分组具体为：将第l个信号对应的flag(k,l)根据ptrs的频域配置分成m个组，每组中的n个flag(k,l)进行异或运算：

18、

19、其中，f(m,l)表示第l个导频符号第m组相噪估计可信度标志，n的取值范围为[1,n],m的取值范围为[1，m]，若每组中的n个flag(k,l)值均相同，则f(m,l)＝0，否则f(m,l)＝1。

20、进一步的，所述步骤s3中计算得到相角修正因子具体为：

21、

22、其中，f(m,l)表示第l个导频符号第m组相噪估计可信度标志，m为索引，取值范围为[1，m]，m为频域数据分组数量，l为索引，取值范围为[1,l]，l为时域上配置的导频信号数量，β为相角修正因子。

23、进一步的，所述步骤s4具体为：

24、根据相角修正因子计算每个信号的相角估计值

25、

26、其中，β为相角修正因子，kptrs为导频信号的第k个re，k为索引，l为索引，取值范围为[1,l]，hptrs(k，l)为相噪估计值；

27、得到相位噪声的最终估计值hptrs(k，l)：

28、

29、本发明的有益效果：

30、(1)通过对频域数据进行分组的方式计算相噪修正因子，提升了相角修正因子的可靠性；

31、(2)使用了相角修正因子来更新相角估计值可有效解决低信噪比下相角估计误差大的问题，提升相噪估计的准确度。

技术特征：

1.一种相噪估计与补偿方法，其特征在于，包括以下具体步骤：

2.根据权利要求1所述的一种相噪估计与补偿方法，其特征在于，所述步骤s1具体计算过程为：

3.根据权利要求1所述的一种相噪估计与补偿方法，其特征在于，所述步骤s2具体计算过程为：

4.根据权利要求1所述的一种相噪估计与补偿方法，其特征在于，所述步骤s3中遍历相角估计值确定flag(k，l)具体为：遍历相角估计值若则flag(k，l)＝1；若则flag(k，l)＝0。

5.根据权利要求1所述的一种相噪估计与补偿方法，其特征在于，所述步骤s3中将频域数据进行分组具体为：将第l个信号对应的flag(k，l)根据ptrs的频域配置分成m个组，每组中的n个flag(k，l)进行异或运算：

6.根据权利要求1所述的一种相噪估计与补偿方法，其特征在于，所述步骤s3中计算得到相角修正因子具体为：

7.根据权利要求1所述的一种相噪估计与补偿方法，其特征在于，所述步骤s4具体为：

技术总结
本发明公开了一种相噪估计与补偿方法，通过接收到的导频信号和本地导频信号确定相噪初估值；根据相噪初估值进一步确定相角估计值；遍历相角估计值确定flag(k,l)，同时将频域数据进行分组计算得到相角修正因子；使用相角修正因子反向更新相角估计值和相位噪声估计值；利用相位噪声估计值对接收信号进行相噪补偿。本发明通过对频域数据进行分组的方式计算相噪修正因子，提升了相角修正因子的可靠性；使用了相角修正因子来更新相角估计值可有效解决低信噪比下相角估计误差大的问题，提升相噪估计的准确度。

技术研发人员：刘伟利
受保护的技术使用者：四川创智联恒科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13