差分相移键控的相位估计方法和装置以及解调方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种差分相移键控的相位估计方法和装置以及解调方法。该相位估计方法包括：获取差分相移键控的帧结构的正交频分复用符号的相位；根据前导的前n‑1个正交频分复用符号的相位得到前导的第n个正交频分复用符号的相位估计值；根据前导的所有正交频分复用符号的相位估计值得到前导的平均相位估计值；根据前导的平均相位估计值和帧控制的前k‑1个正交频分复用符号的相位得到帧控制的第k个正交频分复用符号的相位估计值；根据帧控制最后一个正交频分复用符号的相位估计值和负载数据的前i‑1个正交频分复用符号的相位得到负载数据的第i个正交频分复用符号的相位估计值。通过本发明专利技术，解决了差分相移键控的相位估计方法误差大的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及载波通信领域，具体而言，涉及一种差分相移键控的相位估计方法和装置以及解调方法。
技术介绍
低压电力线通信(Low Power Line Communication)系统建立在低压电力输送网络基础上，是实现电力线网络各节点之间通信的系统。低压电力线通信利用已有的电力传输网络，不用另外铺设通信线路，具有通信成本低和覆盖面广的优点。但是由于低压电力线的主要功能是电力输送，其设计和建设没有考虑数据通信能力，导致低压电力线上噪声大、衰减强、负载阻抗变化剧烈，存在严重的信道干扰，因此现有的通信系统的设计和性能不能满足低压电力线通信的要求。由于时延扩展的影响导致的严重的码间干扰(Inter Symbol Interference，简称为ISI)，单载波系统不能满足电力线通信的要求，因此多载波传输的正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，简称为OFDM)技术被应用于低压电力线通信系统。OFDM技术采用多载波调制，把数据分成若干个并行数据流，再调制到相互正交的子载波上进行并行传输。OFDM技术具有很好的抗频率选择性衰落和抗码间干扰的特点，适合低压电力线通信。差分相移键控利用前后相邻符号的对应载波的相位差来表示数据，差分相移键控的解调方式较简单，简化了接收机结构，但是该调制方式容易在低压电力线信道上受噪声的影响易发生相位旋转，并造成误差传递，由此带来的判决错误对OFDM符号有很大损害。针对相关技术中差分相移键控的相位估计方法误差大的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种差分相移键控的相位估计方法和装置以及解调方法，以解决差分相移键控的相位估计方法误差大的问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种差分相移键控的相位估计方法，该方法包括：获取差分相移键控的帧结构的正交频分复用符号的相位，其中，帧结构包括前导、帧控制和负载数据，前导、帧控制和负载数据都包括多个正交频分复用符号；根据前导的前n-1个正交频分复用符号的相位得到前导的第n个正交频分复用符号的相位估计值，直到得到前导的所有正交频分复用符号的相位估计值；根据
前导的所有正交频分复用符号的相位估计值得到前导的平均相位估计值；根据前导的平均相位估计值和帧控制的前k-1个正交频分复用符号的相位得到帧控制的第k个正交频分复用符号的相位估计值，直到得到帧控制所有正交频分复用符号的相位估计值；以及根据帧控制最后一个正交频分复用符号的相位估计值和负载数据的前i-1个正交频分复用符号的相位得到负载数据的第i个正交频分复用符号的相位估计值，直到得到负载数据所有正交频分复用符号的相位估计值，其中，n，k和i都为大于等于2的自然数。进一步地，根据前导的前n-1个正交频分复用符号的相位得到前导的第n个正交频分复用符号的相位估计值包括：用前导第一个正交频分复用符号的各个子载波相位与前导第二个正交频分复用符号的对应子载波位置的相位进行环路滤波，得到前导第二个正交频分复用符号的相位估计值；以及用前导第n-1个正交频分复用符号的相位估计值和前导第n个正交频分复用符号的相位进行环路滤波，得到第n个正交频分复用符号的相位估计值。进一步地，根据前导的所有正交频分复用符号的相位估计值得到前导的平均相位估计值包括：对前导所有正交频分复用符号的各个子载波的相位估计值求平均，得到前导的所有正交频分复用符号的平均相位估计值。进一步地，根据前导的平均相位估计值和帧控制的前k-1个正交频分复用符号的相位得到帧控制的第k个正交频分复用符号的相位估计值包括：用帧控制第一个正交频分复用符号的相位减去前导的平均相位估计值，得到帧控制第一相位差；根据帧控制第一相位差进行解调判决，得到帧控制第一判决结果；根据帧控制第一判决结果和前导的平均相位估计值得到帧控制第一个正交频分复用符号的判决相位；用帧控制第一个正交频分复用符号的判决相位与帧控制第一个正交频分复用符号的相位进行环路滤波，得到帧控制第一个正交频分复用符号的相位估计值；用帧控制第k个正交频分复用符号的相位减去第k-1个正交频分复用符号的相位估计值，得到帧控制第k相位差；用帧控制第k相位差进行解调判决，得到帧控制第k判决结果；根据帧控制第k判决结果和第k-1个正交频分复用符号的相位估计值得到帧控制第k个正交频分复用符号的判决相位；以及用帧控制第k个正交频分复用符号的判决相位与帧控制第k个正交频分复用符号的相位进行环路滤波，得到帧控制第k个正交频分复用符号的相位估计值。进一步地，根据帧控制最后一个正交频分复用符号的相位估计值和负载数据的前i-1个正交频分复用符号的相位得到负载数据的第i个正交频分复用符号的相位估计值包括：用负载数据第一个正交频分复用符号的相位减去帧控制最后一个正交频分复用符号的相位估计值，得到负载数据第一相位差；根据负载数据第一相位差进行解调判
决，得到负载数据第一判决结果；根据负载数据第一判决结果和帧控制最后一个正交频分复用符号的相位估计值得到负载数据第一个正交频分复用符号的判决相位；用负载数据第一个正交频分复用符号的判决相位与负载数据第一个正交频分复用符号的相位进行环路滤波，得到负载数据第一个正交频分复用符号的相位估计值；用负载数据第i个正交频分复用符号的相位减去第i-1个正交频分复用符号的相位估计值，得到负载数据第i相位差；用负载数据第i相位差进行解调判决，得到负载数据第i判决结果；根据负载数据第i判决结果和第i-1个正交频分复用符号的相位估计值得到负载数据第i个正交频分复用符号的判决相位；以及用负载数据第i个正交频分复用符号的判决相位与负载数据第i个正交频分复用符号的相位进行环路滤波，得到负载数据第i个正交频分复用符号的相位估计值。为了实现上述目的，根据本专利技术的另一方面，还提供了一种差分相移键控的相位解调方法，该方法包括：对本专利技术的差分相移键控的相位估计方法得到的差分相移键控的相位估计值进行解调。为了实现上述目的，根据本专利技术的另一方面，还提供了一种差分相移键控的相位估计装置，该装置包括：获取单元，用于获取差分相移键控的帧结构的正交频分复用符号的相位，其中，帧结构包括前导、帧控制和负载数据，前导、帧控制和负载数据都包括多个正交频分复用符号；第一计算单元，用于根据前导的前n-1个正交频分复用符号的相位得到前导的第n个正交频分复用符号的相位估计值，直到得到前导的所有正交频分复用符号的相位估计值；第二计算单元，用于根据前导的所有正交频分复用符号的相位估计值得到前导的平均相位估计值；第三计算单元，用于根据前导的平均相位估计值和帧控制的前k-1个正交频分复用符号的相位得到帧控制的第k个正交频分复用符号的相位估计值，直到得到帧控制所有正交频分复用符号的相位估计值；以及第四计算单元，用于根据帧控制最后一个正交频分复用符号的相位估计值和负载数据的前i-1个正交频分复用符号的相位得到负载数据的第i个正交频分复用符号的相位估计值，直到得到负载数据所有正交频分复用符号的相位估计值，其中，n，k和i都为大于等于2的自然数。进一步地，第一计算单元包括：第一滤波模块，用于用前导第一个正交频分复用符号的各个子载波相位与前导第二个正交频分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种差分相移键控的相位估计方法，其特征在于，包括：获取差分相移键控的帧结构的正交频分复用符号的相位，其中，所述帧结构包括前导、帧控制和负载数据，所述前导、所述帧控制和所述负载数据都包括多个正交频分复用符号；根据所述前导的前n‑1个正交频分复用符号的相位得到所述前导的第n个正交频分复用符号的相位估计值，直到得到所述前导的所有正交频分复用符号的相位估计值；根据所述前导的所有正交频分复用符号的相位估计值得到所述前导的平均相位估计值；根据所述前导的平均相位估计值和所述帧控制的前k‑1个正交频分复用符号的相位得到所述帧控制的第k个正交频分复用符号的相位估计值，直到得到所述帧控制所有正交频分复用符号的相位估计值；以及根据所述帧控制最后一个正交频分复用符号的相位估计值和所述负载数据的前i‑1个正交频分复用符号的相位得到所述负载数据的第i个正交频分复用符号的相位估计值，直到得到所述负载数据所有正交频分复用符号的相位估计值，其中，所述n，k和i都为大于等于2的自然数。

【技术特征摘要】
1.一种差分相移键控的相位估计方法，其特征在于，包括：获取差分相移键控的帧结构的正交频分复用符号的相位，其中，所述帧结构包括前导、帧控制和负载数据，所述前导、所述帧控制和所述负载数据都包括多个正交频分复用符号；根据所述前导的前n-1个正交频分复用符号的相位得到所述前导的第n个正交频分复用符号的相位估计值，直到得到所述前导的所有正交频分复用符号的相位估计值；根据所述前导的所有正交频分复用符号的相位估计值得到所述前导的平均相位估计值；根据所述前导的平均相位估计值和所述帧控制的前k-1个正交频分复用符号的相位得到所述帧控制的第k个正交频分复用符号的相位估计值，直到得到所述帧控制所有正交频分复用符号的相位估计值；以及根据所述帧控制最后一个正交频分复用符号的相位估计值和所述负载数据的前i-1个正交频分复用符号的相位得到所述负载数据的第i个正交频分复用符号的相位估计值，直到得到所述负载数据所有正交频分复用符号的相位估计值，其中，所述n，k和i都为大于等于2的自然数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述前导的前n-1个正交频分复用符号的相位得到所述前导的第n个正交频分复用符号的相位估计值包括：用所述前导第一个正交频分复用符号的各个子载波相位与所述前导第二个正交频分复用符号的对应子载波位置的相位进行环路滤波，得到所述前导第二个正交频分复用符号的相位估计值；以及用所述前导第n-1个正交频分复用符号的相位估计值和所述前导第n个正交频分复用符号的相位进行环路滤波，得到第n个正交频分复用符号的相位估计值。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述前导的所有正交频分复用符号的相位估计值得到所述前导的平均相位估计值包括：对所述前导所有正交频分复用符号的各个子载波的相位估计值求平均，得到所述前导的所有正交频分复用符号的平均相位估计值。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述前导的平均相位估计值和所述帧控制的前k-1个正交频分复用符号的相位得到所述帧控制的第k个正交频分复用符号的相位估计值包括：用所述帧控制第一个正交频分复用符号的相位减去所述前导的平均相位估计值，得到所述帧控制第一相位差；根据所述帧控制第一相位差进行解调判决，得到所述帧控制第一判决结果；根据所述帧控制第一判决结果和所述前导的平均相位估计值得到所述帧控制第一个正交频分复用符号的判决相位；用所述帧控制第一个正交频分复用符号的判决相位与所述帧控制第一个正交频分复用符号的相位进行环路滤波，得到所述帧控制第一个正交频分复用符号的相位估计值；用所述帧控制第k个正交频分复用符号的相位减去第k-1个正交频分复用符号的相位估计值，得到所述帧控制第k相位差；用所述帧控制第k相位差进行解调判决，得到所述帧控制第k判决结果；根据所述帧控制第k判决结果和所述第k-1个正交频分复用符号的相位估计值得到所述帧控制第k个正交频分复用符号的判决相位；以及用所述帧控制第k个正交频分复用符号的判决相位与所述帧控制第k个正交频分复用符号的相位进行环路滤波，得到所述帧控制第k个正交频分复用符号的相位估计值。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述帧控制最后一个正交频分复用符号的相位估计值和所述负载数据的前i-1个正交频分复用符号的相位得到所述负载数据的第i个正交频分复用符号的相位估计值包括：用所述负载数据第一个正交频分复用符号的相位减去所述帧控制最后一个正交频分复用符号的相位估计值，得到所述负载数据第一相位差；根据所述负载数据第一相位差进行解调判决，得到所述负载数据第一判决结果；根据所述负载数据第一判决结果和所述帧控制最后一个正交频分复用符号的相位估计值得到所述负载数据第一个正交频分复用符号的判决相位；用所述负载数据第一个正交频分复用符号的判决相位与所述负载数据第一个正交频分复用符号的相位进行环路滤波，得到所述负载数据第一个正交频分复用符号的相位估计值；用所述负载数据第i个正交频分复用符号的相位减去第i-1个正交频分复用符
\t号的相位估计值，得到所述负载数据第i相位差；用所述负载数据第i相位差进行解调判决，得到所述负载数据第i判决结果；根据所述负载数据第i判决结果和所述第i-1个正交频分复用符号的相位估计值得到所述负载数据第i个正交频分复用符号的判决相位；以及用所述负载数据第i个正交频分复用符号的判决相位与所述负载数据第i个正交频分复用符号...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵慧冬，乔树山，黑勇，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11