一种载波相位估计方法及装置制造方法及图纸

一种载波相位估计方法和对应的载波相位估计装置，该载波相位估计方法包括：对输入信号进行第一级相位估计处理，得到第一级相位估计值，以及所述第一级相位估计值所对应的信号判决值的共轭；将输入信号与所述信号判决值的共轭相乘，得到相乘结果信号；对所述相乘结果信号进行功率控制，使功率控制后的信号的幅度值在预设的范围内；对所述功率控制后的信号做M次方运算，所述M为4的正整数倍，得到M次方运算结果信号；对所述M次方运算结果信号进行第二级相位估计处理，得到第二级相位估计值。本申请实施例提供的载波相位估计方法和装置，在两级估计之间通过功率控制和M次方处理，可以消除第一级相位粗估的跳周影响，从而提升了相位估计性能。

A carrier phase estimation method and device

【技术实现步骤摘要】
一种载波相位估计方法及装置
本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种载波相位估计方法及装置。
技术介绍
随着移动互联网的需求日益增长，4K/8K视频、VR(VirtualReality,虚拟现实)视频技术的不断发展成熟，运营商迫切需要提供更大容量的光传输网络以满足日益增长的用户需求。信号调制格式从QPSK(正交相移键控QuadraturePhaseShiftKeyin)提升到8-QAM(8-QuadratureAmplitudeModulation,8-正交振幅调制)，16-QAM以及更高阶QAM，能提供更高的频谱效率，从而提升整个光纤网络容量，因此高阶QAM调制是提升网络传输速率的必然选择。然而高阶QAM必然导致星座图欧氏距离减小，对光载波的相位噪声容限降低。为了提升高阶QAM的相位噪声容限，需要更好的载波相位估计和补偿方法。
技术实现思路
本申请实施例提供一种载波相位估计方法和装置，用于提升相位估计的准确度。第一方面，本申请实施例提供一种载波相位估计方法，该载波相位估计方法包括：对输入信号进行第一级相位估计处理，得到第一级相位估计值，以及所述第一级相位估计值所对应的信号判决值的共轭；将输入信号与所述信号判决值的共轭相乘，得到相乘结果信号；对所述相乘结果信号进行功率控制，使功率控制后的信号的幅度值在预设的范围内；对所述功率控制后的信号做M次方运算，所述M为4的正整数倍，得到M次方运算结果信号；对所述M次方运算结果信号进行第二级相位估计处理，得到第二级相位估计值。可选地，所述输入信号表示为Xk＝Ak·exp{j·(θk+φk)}+nk，其中Ak和θk分别表示k时刻调制信号的幅度和相位，φk为待估计载波相位，nk为信道噪声。可选地，所述信号判决值的共轭表示为：其中为Ak的估计值，为θk的估计值。可选地，所述输入信号和所述信号判决值的共轭相乘得到的相乘结果信号表示为：其中为k时刻信号幅度与信号幅度估计值的乘积，k·π/2项为判决错误导致的90度整数倍相位旋转，n′k为所述输入信号和所述信号判决值的共轭相乘后的噪声项。可选地，对所述相乘结果信号进行功率控制后，所述功率控制后的信号表示为其中vk表示功率控制后的噪声项。可选地，对所述功率控制后的信号做M次方运算，得到的M次方运算结果信号表示为：其中wk是M次方运算结果信号的噪声项。可选地，对所述M次方运算结果信号进行第二级相位估计处理包括：对所述M次方运算结果信号进行滑窗滤除噪声，然后计算相位，得到第二级相位估计值第二方面，本申请实施例提供一种载波相位估计装置，包括：第一级相位估计模块，第一乘法模块，功率控制模块，M次方模块，第二级相位估计模块，其中：第一级相位估计模块，用于对输入信号进行第一级相位估计处理，得到第一级相位估计值，以及第一级相位估计值所对应的信号判决值的共轭；第一乘法模块，用于将输入信号与所述信号判决值的共轭相乘，得到相乘结果信号；功率控制模块，用于对所述相乘结果信号进行功率控制，使功率控制后的信号的幅度值在预设的范围内；M次方模块，用于对所述功率控制后的信号做M次方运算，得到M次方运算结果信号，所述M为4的正整数倍；第二级相位估计模块，用于对所述M次方运算结果信号进行第二级相位估计处理，得到第二级相位估计值。可选地，第一级相位估计模块，第一乘法模块，功率控制模块，M次方模块，第二级相位估计模块可以通过逻辑门电路实现。可选地，所述载波相位估计装置还包括：跳周检测模块，用于对第二级相位估计处理后的信号进行跳周检测，得到跳周估计值；第二乘法模块，用于对通过第二级相位估计模块获得的第二级相位估计值与输入信号进行相乘，得到第二乘法信号；跳周纠正模块，用于通过跳周检测模块输出的跳周估计值校正第二乘法信号，得到输出信号。可选地，所述载波相位估计装置还包括：第二乘法模块，用于对通过第二级相位估计模块获得的第二级相位估计值与输入信号进行相乘，得到第二乘法信号；第二功率控制模块，用于对第二乘法模块306输出第二相乘结果信号进行功率控制，使功率控制后的信号的幅度值为预设的固定值；X次方模块，用于对第二乘法模块输入的信号进行X次方计算，得到X次方运算结果信号，所述X为4的正整数倍；第三级相位估计模块，用于对所述X次方运算结果信号进行第三级相位估计处理，得到第三级相位估计值。本申请实施例提供的载波相位估计方法和装置，在两级估计之间通过功率控制和M次方处理，可以消除第一级相位粗估的跳周影响，从而提升了相位估计性能。附图说明图1A为16QAM系统中的信号传输示意图；图1B为本申请实施例提供的一种载波相位估计方法的流程图；图2为本申请实施例提供的一种载波相位估计装置的结构示意图；图3为本申请实施例提供的一种载波相位估计装置的结构示意图。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，可以理解的是，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1A为相关技术提供的16QAM系统中的信号传输示意图。如图1A所示，发送端设备将待传输的数据比特依次经过前向纠错(ForwardErrorCorrection，FEC)编码、16QAM编码、软差分编码、数字模拟转换器(DigitaltoAnalogConverter，DAC)以及光发射次模块(TransmitterOpticalSubassembly，TOSA)等处理(当然，还可以包括其它处理，本申请实施例中对此并不作限制)得到传输信号，并通过光纤信道进行传输。进一步地，接收端设备对接收到的传输信号依次经过光接收次模块(ReceiverOpticalSubassembly，ROSA)、模/数转换器(Analog-to-DigitalConverter，ADC)、相位恢复、软差分解码、16QAM解码以及FEC解码等处理(当然，还可以包括其它处理，本申请实施例中对此并不作限制)。本申请实施例以16QAM编码举例，不排除其他编码类型。本申请实施例中涉及的接收端设备中的ROSA、ADC、软差分解码、16QAM解码以及FEC解码等处理的具体实现方式，可以参考相关技术中的实现方式，本申请实施例中对此并不作限制，本申请实施例主要涉及相位恢复中的载波相位估计。本申请实施例提供一种载波相位估计方法，以图1B中所示的载波相位估计方法为例，包括如下步骤：S101、对输入信号进行第一级相位估计处理，得到第一级相位估计值，以及所述第一级相位估计值所对应的信号判决值的共轭；S101的输入信号可以表示为Xk＝Ak·exp{j·(θk+φk)}+nk，其中Ak和θk分别表示k时刻调制信号的幅度和相位，φk为待估计载波相位，nk为信道噪声。所述信号判决值的共轭表示为：其中为Ak的估计值，为θk的估计值。S102、将输入信号与所述信号判决值的共轭相乘，得到相乘结果信号；所述输入信号和所述信号判决值的共轭相乘得到的相乘结果信号表示为：其中为信号幅度与信号幅度估计值的乘积，k·π/2项为判决错误导致的90度整数倍相位旋转，n′k为所述输入信号和所述信号判决值的共轭相乘后的噪声项。S103、对所述相乘本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种载波相位估计方法，其特征在于，包括：对输入信号进行第一级相位估计处理，得到第一级相位估计值，以及所述第一级相位估计值所对应的信号判决值的共轭；将输入信号与所述信号判决值的共轭相乘，得到相乘结果信号；对所述相乘结果信号进行功率控制，使功率控制后的信号的幅度值在预设的范围内；对所述功率控制后的信号做M次方运算，所述M为4的正整数倍，得到M次方运算结果信号；对所述M次方运算结果信号进行第二级相位估计处理，得到第二级相位估计值。

【技术特征摘要】
1.一种载波相位估计方法，其特征在于，包括：对输入信号进行第一级相位估计处理，得到第一级相位估计值，以及所述第一级相位估计值所对应的信号判决值的共轭；将输入信号与所述信号判决值的共轭相乘，得到相乘结果信号；对所述相乘结果信号进行功率控制，使功率控制后的信号的幅度值在预设的范围内；对所述功率控制后的信号做M次方运算，所述M为4的正整数倍，得到M次方运算结果信号；对所述M次方运算结果信号进行第二级相位估计处理，得到第二级相位估计值。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述输入信号表示为Xk＝Ak·exp{j·(θk+φk)}+nk，其中Ak和θk分别表示k时刻调制信号的幅度和相位，φk为待估计载波相位，nk为信道噪声。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述信号判决值的共轭表示为：其中为Ak的估计值，为θk的估计值。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述输入信号和所述信号判决值的共轭相乘得到的相乘结果信号表示为：其中为k时刻信号幅度与信号幅度估计值的乘积，k·π/2项为判决错误导致的90度整数倍相位旋转，nk为所述输入信号和所述信号判决值的共轭相乘后的噪声项。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，对所述相乘结果信号进行功率控制后，所述功率控制后的信号表示为其中vk表示功率控制后的噪声项。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，对所述功率控制后的信号做M次方运算，得到的M次方运算结果信号表示为：其中wk是M次方运算结果信号的噪声项。7.如权利要求1-6中任一权利要求所述的方法，其特征在于，对所述M次方运算结果信号进行第二级相位估计处理包括：对所述M次方运算结果信号进行滑窗滤除噪声，然后计算相位，得到第二级相位估计值8.如权利要求1-6中任一权利要求所述的方法，其特征在于，还包括：根据所述第二级相位估计值对所述输入信号进行相位恢复。9.如权利要求1-6中任一权利要求所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄远达，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44