[发明专利]一种相位噪声的估计方法、估计装置、接收机及通信设备

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别涉及一种相位噪声的估计方法、估计装置、接收机及通信设备。

背景技术

在无线通信中，常常由于发射机和接收机本振的不稳定性，使得载波信号不是单一频率的正弦波，这种不稳定性，通常用相位噪声来衡量。由于这个原因，在无线通信系统的载波频率比较高时，以及，在无线通信系统使用高阶的调制方式时，相位噪声的影响通常是不可忽略的。因此，接收机必须对整个链路引入的相位噪声进行估计，对受相位噪声影响的接收信号进行相噪补偿，以达到更加准确的检测发射数据符号的目的。

目前进行相位噪声估计的方法，主要有以下几种：

方法1、利用锁相环对相位噪声进行跟踪，目前一般采用二阶锁相环。

方法2、将接收信号的时间分为多个时间片，将每个时间片内的相位噪声近似为常数，通过适当的统计算法来获得在特定时间片的相位平均值。

方法3、基于插值的算法：构造特殊的帧结构，比如，每一帧的首尾都有导频，先对每一帧数据的导频位置的相位噪声进行估计，帧内数据符号部分的相位噪声通过插值来实现。

方法4、基于信道和相位噪声的联合检测估计算法，此方法的复杂度非常高，信号处理的时延很大。

上述的方法1，锁相环需要一定的捕获时间才能锁定相位，造成相位噪声的补偿不及时。

上述的方法2～4，需要知道相位噪声的统计特性，相位噪声估计的准确度不高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种相位噪声的估计方法、估计装置、接收机及通信设备，以提高相位噪声估计的准确度，从而提高接收机的接收性能。

为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：

一种相位噪声的估计方法，包括如下步骤：

获取接收数据的均衡后符号r(k)对应的发送符号其中，k＝0，...，K-1，K为一帧接收数据包括的符号数目；

根据r(k)和获取公共相位噪声；

根据r(k)、和所述公共相位噪声获取残余相位噪声；以及

根据所述公共相位噪声、所述残余相位噪声和离散余弦变换的基函数矩阵获取相位噪声。

一种相位噪声的估计装置，包括：

发送符号估计单元，用于获取接收数据的均衡后符号r(k)对应的发送符号其中，k＝0，...，K-1，K为一帧接收数据包括的符号数目；

公共相位噪声估计单元，用于根据r(k)和获取公共相位噪声；

残余相位噪声估计单元，用于根据r(k)、和所述公共相位噪声获取残余相位噪声；以及

相位噪声估计单元，用于根据所述公共相位噪声、所述残余相位噪声和离散余弦变换的基函数矩阵获取相位噪声。

一种包括上述的估计装置的接收机。

一种包括上述的接收机的通信设备。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的技术方案不需要捕获时间，相噪补偿可以快速启动，也不需要知道相位噪声的统计特性，相位噪声估计的准确度较高。利用本发明的技术方案，能够有效的对相位噪声进行估计，从而对受到相位噪声影响的接收信号进行补偿，达到准确检测发射符号的目的，进而能够提高系统的性能。

附图说明

图1为根据本发明实施例的相位噪声的估计方法的流程图；

图2为根据本发明实施例的相位噪声的估计装置的结构图；

图3为根据本发明实施例的接收机的结构图；

图4为根据本发明另一实施例的接收机的结构图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。

首先对本发明实施例的相位噪声估计的原理进行介绍。

由于带宽远低于采样率的离散随机过程，可以用基函数进行展开，而且展开项的数目通常不会很多，一般无线通信系统的相位噪声在数字基带可以视为一个这样的离散随机过程。因此，本发明实施例将相位噪声过程，用离散余弦变换(DCT)函数进行正交展开。

不失一般性，设一帧基带数据包括K个符号。令k时刻(对应第k个符号)，接收端设备的接收机中经过均衡器输出的均衡后符号为r(k)，r(k)对应的发送端设备发送符号为a(k)，遭受到的高斯白噪声为n(k)，相位噪声为θ(k)，则均衡后符号r(k)可以表示为：

r(k)＝a(k)e^jθ(k)+n(k)，k＝0，…，K-1    (1)