符号速率的估计方法、装置和可读存储介质转让专利
申请号 : CN201911402279.5
文献号 : CN113132274B
文献日 : 2022-05-10
发明人 : 秦芦岩
申请人 : 广州慧睿思通科技股份有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种符号速率的估计方法,其特征在于,所述方法包括:获取待解调的原始数据集和所述原始数据集的调制方式;
按照与所述调制方式相匹配的第一预设规则,对所述原始数据集进行处理,得到第一数据集及所述第一数据集的数据类型,所述数据类型包括阶梯状和突变状;
其中,当所述调制方式为mASK、jQAM时,将阶梯状的所述原始数据集作为所述第一数据集;当所述调制方式为mFSK、MSK时,对所述原始数据集进行相位差分,获取阶梯状的瞬时频率集,将阶梯状的所述瞬时频率集作为所述第一数据集;当所述调制方式为mPSK、OQPSK、kQAM时,对所述原始数据集进行相位差分,获取突变状的瞬时频率集,将突变状的所述瞬时a b c
频率集作为所述第一数据集;其中,m=2 ,j=2 ,k=2 ,其中,a为正整数,b为大于等于3的整数,c为1或2;
按照与所述数据类型相匹配的第二预设规则,对所述第一数据集进行处理,得到第二数据集,所述第二数据集为突变状数据集;
其中,与阶梯状的数据类型相匹配的第二预设规则包括:对所述第一数据集的所有数据进行差分运算,得到第一差分数据集;对所述第一差分数据集进行补数处理得到第二差分数据集,使所述第一数据集与所述第二差分数据集的数据点相同;对所述第二差分数据集的所有数据分别取绝对值,得到所述第二数据集;
与突变状的数据类型相匹配的第二预设规则包括:获取所述第一数据集的均值;将所述第一数据集的所有数据减去所述均值,获取到标准数据集;对所述标准数据集的所有数据分别取绝对值,得到所述第二数据集;
对所述第二数据集进行快速傅里叶变换,获取所述原始数据集的符号速率。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述按照与所述数据类型相匹配的第二预设规则,对所述第一数据集进行处理,得到第二数据集之后,在所述对所述第二数据集进行快速傅里叶变换,获取所述原始数据集的符号速率之前,所述方法还包括:对所述第二数据集进行归一化处理。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述对所述第二数据集进行快速傅里叶变换,获取所述原始数据集的符号速率,包括:对所述第二数据集进行快速傅里叶变换,得到频域数据集,所述频域数据集包括多个幅度值和多个与幅度值相对应的频率值;
获取非负频率轴上的最大幅度值;
根据所述最大幅度值,获取门限幅值,所述门限幅值为所述最大幅度值的预设倍数;
根据所述门限幅值,从零频位置向正方向查找幅度值大于所述门限幅值对应的频率值;
在查找到幅度值大于所述门限幅值对应的频率值时,停止查找,并将所述频率值作为所述原始数据集的符号速率。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:查找所述第二数据集中最大幅度值所在位置;
根据所述最大幅度值所在位置及所述调制方式,获取同步点的位置。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,根据所述最大幅度值的位置,获取同步点的位置之后,所述方法还包括:
根据所述同步点的位置和所述符号速率,获取到所述第一数据集的第一个同步点的位置;
其中,所述第一个同步点的位置等于对所述同步点的位置和所述符号速率进行取模运算的结果。
6.一种符号速率的估计装置,其特征在于,所述装置包括:第一获取模块,用于获取待解调的原始数据集和所述原始数据集的调制方式;
第一处理模块,用于按照与所述调制方式相匹配的第一预设规则,对所述原始数据集进行处理,得到第一数据集及所述第一数据集的数据类型,所述数据类型包括阶梯状和突变状;
其中,当所述调制方式为mASK、jQAM时,将阶梯状的所述原始数据集作为所述第一数据集;当所述调制方式为mFSK、MSK时,对所述原始数据集进行相位差分,获取阶梯状的瞬时频率集,将阶梯状的所述瞬时频率集作为所述第一数据集;当所述调制方式为mPSK、OQPSK、kQAM时,对所述原始数据集进行相位差分,获取突变状的瞬时频率集,将突变状的所述瞬时a b c
频率集作为所述第一数据集;其中,m=2 ,j=2 ,k=2 ,其中,a为正整数,b为大于等于3的整数,c为1或2;
第二处理模块,用于按照与所述数据类型相匹配的第二预设规则,对所述第一数据集进行处理,得到第二数据集,所述第二数据集为突变状数据集;
其中,与阶梯状的数据类型相匹配的第二预设规则包括:对所述第一数据集的所有数据进行差分运算,得到第一差分数据集;对所述第一差分数据集进行补数处理得到第二差分数据集,使所述第一数据集与所述第二差分数据集的数据点相同;对所述第二差分数据集的所有数据分别取绝对值,得到所述第二数据集;
与突变状的数据类型相匹配的第二预设规则包括:获取所述第一数据集的均值;将所述第一数据集的所有数据减去所述均值,获取到标准数据集;对所述标准数据集的所有数据分别取绝对值,得到所述第二数据集;
第二获取模块,用于对所述第二数据集进行快速傅里叶变换,获取所述原始数据集的符号速率。
7.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5中任一项所述的方法的步骤。
说明书 :
符号速率的估计方法、装置和可读存储介质
技术领域
背景技术
式相关联,比较常见的调制样式有ASK(振幅键控:Amplitude Shift Keying)、FSK(频移键
控:Frequency Shift Keying)、PSK(相移键控:Phase Shift Keying)、QAM(正交幅度调制:
Quadrature Amplitude Modulation)和MSK(最小频移键控:Minimum Shift Keying)、
OQPSK(偏置正交相移键控:Offset Quadrature Phase Shift Keying)。
方式的获取,因此现有技术中是通过对已知调制后的数字信号进行符号速率的估计,但是
数字符号速率估计算法都是对特定调制方式下的数字数据进行符号速率的估计,不同的数
字信号的处理方法并不一致,增加了处理方法的复杂性。
发明内容
的数字信号的处理方法并不一致,增加了估算方法的复杂性的问题。
所述原始数据集进行处理,得到第一数据集及所述第一数据集的数据类型,所述数据类型
包括阶梯状和突变状;按照与所述数据类型相匹配的第二预设规则,对所述第一数据集进
行处理,得到第二数据集,所述第二数据集为突变状数据集;对所述第二数据集进行快速傅
里叶变换,获取所述原始数据集的符号速率。
第二差分数据集,使所述第一数据集与所述第二差分数据集的数据点相同;对所述第二差
分数据集的所有数据分别取绝对值,得到所述第二数据集。
集的所有数据分别取绝对值,得到所述第二数据集。
原始数据集的符号速率之前,所述方法还包括:对所述第二数据集进行归一化处理。
包括多个幅度值和多个与幅度值相对应的频率值;获取非负频率轴上的最大幅度值;根据
所述最大幅度值,获取门限幅值,所述门限幅值为所述最大幅度值的预设倍数;根据所述门
限幅值,从零频位置向正方向查找幅度值大于所述门限幅值对应的频率值;在查找到幅度
值大于所述门限幅值对应的频率值时,停止查找,并将所述频率值作为所述原始数据集的
符号速率。
jQAM时,将阶梯状的所述原始数据集作为所述第一数据集;当所述调制方式为mFSK、MSK时,
对所述原始数据集进行相位差分,获取阶梯状的瞬时频率集,将阶梯状的所述瞬时频率集
作为所述第一数据集;当所述调制方式为mPSK、OQPSK、kQAM时,对所述原始数据集进行相位
差分,获取突变状的瞬时频率集,将突变状的所述瞬时频率集作为所述第一数据集;其中,m
a b c
=2,j=2,k=2,其中,a为正整数,b为大于等于3的整数,c为1或2。
中,所述第一个同步点的位置等于对所述同步点的位置和所述符号速率进行取模运算的结
果。
所述调制方式相匹配的第一预设规则,对所述原始数据集进行处理,得到第一数据集及所
述第一数据集的数据类型,所述数据类型包括阶梯状和突变状;第二处理模块,用于按照与
所述数据类型相匹配的第二预设规则,对所述第一数据集进行处理,得到第二数据集,所述
第二数据集为突变状数据集;第二获取模块,用于对所述第二数据集进行快速傅里叶变换,
获取所述原始数据集的符号速率。
式;按照与所述调制方式相匹配的第一预设规则,对所述原始数据集进行处理,得到第一数
据集及所述第一数据集的数据类型,所述数据类型包括阶梯状和突变状;按照与所述数据
类型相匹配的第二预设规则,对所述第一数据集进行处理,得到第二数据集,所述第二数据
集为突变状数据集;对所述第二数据集进行快速傅里叶变换,获取所述原始数据集的符号
速率。
设规则,对所述原始数据集进行处理,得到第一数据集及所述第一数据集的数据类型,所述
数据类型包括阶梯状和突变状;按照与所述数据类型相匹配的第二预设规则,对所述第一
数据集进行处理,得到第二数据集,所述第二数据集为突变状数据集;对所述第二数据集进
行快速傅里叶变换,获取所述原始数据集的符号速率。本发明提供的符号速率的估计方法
将多种调制方式生成的数据按照相应的处理规则进行预处理后,后续的经过相同的数据处
理流程即可估算出符号速率,简化了对于不同的调制方式下的数据处理流程,因此解决了
现有技术中的数字符号速率估计算法都是对特定调制方式下的数字信号进行符号速率的
估计,不同的数字信号的处理方法并不一致,增加了估算方法的复杂性的问题;并且,获取
到的符号速率没有使用相应的载波频率来进行估计,因此本发明的估计方法不需要对载波
频率进行精细的估计,只要信号能够正常接收即可,避免了载波频率不准确引起的误差问
题。
附图说明
言,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
具体实施方式
本申请的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人
员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
量变化中将恢复原始的基带信号;本实施例中获取到的原始数据集是对基带信号进行调制
后解调前的数字信号,同时获取到的原始数据集的调制方式也是对基带信号进行调制的调
制方式。
取这些频率中的最小值,此最小值必定是大于门限的最靠近直流分量位置的幅度对应的频
率值,即为第一数据集中估计出来的符号速率值。
快速傅里叶变换,以获取其符号速率。基于此,本发明根据原始数据集的调制方式,适应性
地采用不同的处理规则,以得到阶梯状或突变状的数据,再依据不同的数据类型进行不同
的处理,得到突变状数据,通过对突变状数据进行快速傅里叶变换,即可获取原始数据集的
符号速率。本发明通过将不同调制方式的原始数据集统一处理成阶梯状数据或突变状两种
数据类型的数据,并基于不同的数据类型对数据进行处理后,通过简单的快速傅里叶变换
即可得到符号速率,相较于常用于估计符号速率时采用的小波傅里叶变换,快速傅里叶变
换的运算方法更为简单,提高了符号速率的计算效率。
数据集进行处理,得到第一数据集及所述第一数据集的数据类型,所述数据类型包括阶梯
状和突变状;按照与所述数据类型相匹配的第二预设规则,对所述第一数据集进行处理,得
到第二数据集,所述第二数据集为突变状数据集;对所述第二数据集进行快速傅里叶变换,
获取所述原始数据集的符号速率。本发明提供的符号速率的估计方法将多种调制方式生成
的数据按照相应的处理规则进行预处理后,后续的经过相同的数据处理流程即可估算出符
号速率,简化了对于不同的调制方式下的数据处理流程,因此解决了现有技术中的数字符
号速率估计算法都是对特定调制方式下的数字信号进行符号速率的估计,不同的数字信号
的处理方法并不一致,增加了估算方法的复杂性的问题;并且,获取到的符号速率没有使用
相应的载波频率来进行估计,因此本发明的估计方法不需要对载波频率进行精细的估计,
只要信号能够正常接收即可,避免了载波频率不准确引起的误差问题。
制方式为mASK、jQAM时,将阶梯状的所述原始数据集作为所述第一数据集;当所述调制方式
为mFSK、MSK时,对所述原始数据集进行相位差分,获取阶梯状的瞬时频率集,将阶梯状的所
述瞬时频率集作为所述第一数据集;当所述调制方式为mPSK、OQPSK、kQAM时,对所述原始数
据集进行相位差分,获取突变状的瞬时频率集,将突变状的所述瞬时频率集作为所述第一
a b c
数据集;其中,m、j、k表示进制数,m=2 ,j=2 ,k=2 ,其中,a为正整数,b为大于等于3的整
数,c为1或2。
还发现,对于调制制式为QAM的数据,虽然其为瞬时频率为突变状的数据,但对于进制数大
于4的QAM数据,其时域包络亦为阶梯状,由于瞬时频率需要由时域的IQ(In‑phase
Quadrature,同相正交)数据经过相位差分求得,因此,为了减少运算和保留更多原始数据
集的信息,将进制数大于4的QAM数据归为时域包络为阶梯状的数据。对于上述三种调制方
式的数据,其对应的数据预处理步骤为:
所述原始数据集作为所述第一数据集。
+π]之间的非连续相位序列ang,再将非连续相位解卷绕,求得校正因子序列ang_C:
的数据长度与差分前数据长度前一致,可将差分后的数据前补一个点,此点可用差分后的
数据的第一个点,相当于差分后的数据的前两个点数值相等;差分是后一个数减去前一个
数,用第一个点来补就相当于将原来的第一个数据往前延长了一个点,保证数据的值一致,
其它点与第一个点相关性不大,比如8点的阶梯状数据是【4,4,1,1,5,5,2,2】,差分后为
【0,‑3,0,4,0,‑3,0】,保证原长度不变,则补充为【0,0,‑3,0,4,0,‑3,0】,此为补数后的第二
差分数据;对差分后包含符号速率的突变状的数据取绝对值,就是负数变为非负数,例如将
第二差分数据集【0,0,‑3,0,4,0,‑3,0】取绝对值后变为第二数据集为【0,+3,0,4,0,+3,0】;
当获取到第一数据集的数据类型为突变状时,将所述第一数据集的所有数据减去所述均
值,获取到标准数据集,对所述标准数据集的所有数据分别取绝对值,得到所述第二数据
集。可见,在该步骤中,仅采用了差分和减去均值后取绝对值的方法即可得到第二数据集,
数据处理方法简单。
里叶变换,获取所述原始数据集的符号速率之前,所述方法还包括:对所述第二数据集进行
归一化处理。具体地,获取所述第二数据集中的最大值,再将所述第二数据集的所有数据除
以所述最大值,进行归一化处理,使得数据区间为0到1。
据减去所述归一化处理后的数据集中的均值,进行去直流,防止直流分量过大对符号速率
估计的影响。
低,且能更快地估计出符号速率。
门限值x,门限幅度值则为大于最大幅度值的x倍的幅值,x可以取0.5,从原点开始依次往频
率轴正方向判断,记录首次出现满足门限幅度值的幅值点对应的索引值(假设索引值最小
为1)将此索引值+0.5*数据长度的点数,就可以把在非负频率轴上的索引转换到在整个频
率轴上的索引,此索引对应的频率值即为估计出来的符号速率值。
ind=syn_ind_max‑2,若原始数据只进行过相位差分,则同步点的位置syn_ind=syn_ind_
max‑1。在求得符号速率后,根据求出的符号速率的值f_sym和同步点的位置syn_ind,还可
以推出这段数据中的第一个同步点syn_ind1的位置:
快。
状和突变状;
进行补数处理得到第二差分数据集,使所述第一数据集与所述第二差分数据集的数据点相
同;第一绝对值模块,用于对所述第二差分数据集的所有数据分别取绝对值,得到所述第二
数据集。
数据集;第二绝对值模块,用于对所述标准数据集的所有数据分别取绝对值,得到所述第二
数据集。
和多个与幅度值相对应的频率值;最大值获取单元,用于获取非负频率轴上的最大幅度值;
门限值获取单元,用于根据所述最大幅度值,获取门限幅值,所述门限幅值为所述最大幅度
值的预设倍数;查找单元,用于根据所述门限幅值,从零频位置向正方向查找幅度值大于所
述门限幅值对应的频率值;符号速率确定模块,用于在查找到幅度值大于所述门限幅值对
应的频率值时,停止查找,并将所述频率值作为所述原始数据集的符号速率。
式处理单元,用于当所述调制方式为mFSK、MSK时,对所述原始数据集进行相位差分,获取阶
梯状的瞬时频率集,将阶梯状的所述瞬时频率集作为所述第一数据集;第三制式处理单元,
用于当所述调制方式为mPSK、OQPSK、kQAM时,对所述原始数据集进行相位差分,获取突变状
a b
的瞬时频率集,将突变状的所述瞬时频率集作为所述第一数据集;其中,m=2 ,j=2 ,k=
c
2,其中,a为正整数,b为大于等于3的整数,c为1或2。
制方式,获取同步点的位置。
一个同步点的位置等于对所述同步点的位置和所述符号速率进行取模运算的结果。
数据进行预处理后得到的阶梯状数据;5b为对阶梯状数据进行差分后变成的突变状数据;
5c为将差分后的突变状数据取绝对值后得到的数据,在图形上表现为将小于0的数据向上
翻折;5d为对翻折后的突变状数据进行归一化处理得到数据区间为0到1;5e为对归一化后
的数据进行去直流处理;5f为将去直流后的数据进行快速傅里叶变换后得到的频域数据,
再从频域数据中获取到符号速率。
平移后的突变状数据取绝对值后得到的数据,在图形上表现为将小于0的数据向上翻折;6d
为对翻折后的突变状数据进行归一化处理得到数据区间为0到1;6e为对归一化后的数据进
行去直流处理;6f为将去直流后的数据进行快速傅里叶变换后得到的频率数据。
式;按照与所述调制方式相匹配的第一预设规则,对所述原始数据集进行处理,得到第一数
据集及所述第一数据集的数据类型,所述数据类型包括阶梯状和突变状;按照与所述数据
类型相匹配的第二预设规则,对所述第一数据集进行处理,得到第二数据集,所述第二数据
集为突变状数据集;对所述第二数据集进行快速傅里叶变换,获取所述原始数据集的符号
速率。
设规则,对所述原始数据集进行处理,得到第一数据集及所述第一数据集的数据类型,所述
数据类型包括阶梯状和突变状;按照与所述数据类型相匹配的第二预设规则,对所述第一
数据集进行处理,得到第二数据集,所述第二数据集为突变状数据集;对所述第二数据集进
行快速傅里叶变换,获取所述原始数据集的符号速率。本发明提供的符号速率的估计方法
将多种调制方式生成的数据按照相应的处理规则进行预处理后,后续的经过相同的数据处
理流程即可估算出符号速率,简化了对于不同的调制方式下的数据处理流程,因此解决了
现有技术中的数字符号速率估计算法都是对特定调制方式下的数字信号进行符号速率的
估计,不同的数字信号的处理方法并不一致,增加了估算方法的复杂性的问题;并且,获取
到的符号速率没有使用相应的载波频率来进行估计,因此本发明的估计方法不需要对载波
频率进行精细的估计,只要信号能够正常接收即可,避免了载波频率不准确引起的误差问
题,可用于非合作通信的第三方。
间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在
涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些
要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设
备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除
在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
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申请的原理和新颖特点相一
致的最宽的范围。