信号的频偏值确定方法及装置制造方法及图纸

一种信号的频偏值确定方法及装置，所述方法包括：采用多根天线对多个接收信号进行接收，每根天线接收到的多个接收信号具有各自的到达时刻以及到达角；对所述多根天线接收到的多个接收信号进行波束分解，以得到多个波束上的接收信号，每个波束上的多个接收信号具有各自的到达时刻且属于同一到达角区间；对每个波束上的接收信号进行频偏估计，以得到各个波束上的接收信号的频偏值。该技术方案有助于快速、准确地确定不同到达角方向上的接收信号的频偏值。频偏值。频偏值。

【技术实现步骤摘要】
信号的频偏值确定方法及装置


[0001]本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种信号的频偏值确定方法及装置。

技术介绍

[0002]在通信
，当信号发射端(发射机)与信号接收端(接收机)之间存在相对运动时，接收机接收到的电磁波信号的频率与发射机发射的电磁波信号的频率并不相同，这就是所谓的多普勒效应，其中，接收信号的频率与发射信号频率之差称为多普勒频移或多普勒频偏。
[0003]当信号只以一个到达角(入射角)传输至运动中的接收机时，则只存在一个多普勒频移；然而，在当前广泛应用的无线信道传输中，发射端与接收端之间的传播路径往往十分复杂，会遭遇山脉、树木、建筑物等各种各样的障碍物。当某个正弦波经过一个多径分量非常丰富、接收到达角四面八方的无线信道传输至运动中的接收机时，会由于发射机和接收机之间的相对运动发生多普勒效应，并产生多个多普勒频移，接收信号的频谱会被展宽，称之为多普勒扩展(包含频率为fc
‑
fm～fc+fm的频谱分量，fc是发射机发射的信号原始频率值，fm是最大多普勒频偏值)。在上述情况下，接收机接收的信号可能会产生不同程度的衰落。通过确定接收信号的频偏值可以对信号进行频偏纠正，并确定多普勒扩展谱，进行更广泛层面的应用。
[0004]在现有技术中，对于只有一个来波方向的信号，由于没有发生多普勒扩展(即没有发生多个不同的多普勒频移的集合)，确定该接收信号的频偏值的常用技术是：使用有一定时间间隔的接收信号，补偿其对应的发射信号的相位影响后，两两求所述接收信号之间的相关值，利用相关值的相位信息及其时间间隔来估计信号频偏值。但是，如果接收信号以多个到达角到达接收端，则可能需要较长时间的接收信号进行频偏估计，并且需要使用一些复杂的频偏估计算法，计算过程耗时且繁琐、准确性不足。
[0005]因此，亟需一种信号的频偏值确定方法，有助于快速、准确地确定多个不同到达角方向上的接收信号的频偏值。

技术实现思路

[0006]本专利技术解决的技术问题是如何快速、准确地确定具有不同到达角的多个来波方向的接收信号的频偏值。
[0007]本专利技术实施例提供一种信号的频偏值确定方法，包括以下步骤：采用多根天线对多个接收信号进行接收，每根天线接收到的多个接收信号具有各自的到达时刻以及到达角；对所述多根天线接收到的多个接收信号进行波束分解，以得到多个波束上的接收信号，每个波束上的多个接收信号具有各自的到达时刻且属于同一到达角区间；对每个波束上的接收信号进行频偏估计，以得到各个波束上的接收信号的频偏值。
[0008]可选的，所述方法还包括：根据各个波束上的接收信号的频偏值，对每个波束上的接收信号进行频偏纠正。
[0009]可选的，对所述多根天线接收到的多个接收信号进行波束分解，以得到多个波束上的接收信号包括：对所述多根天线接收到的多个接收信号进行正交波束分解，以得到全部或部分波束上的接收信号。
[0010]可选的，对所述多根天线接收到的多个接收信号进行正交波束分解，以得到部分波束上的接收信号包括：对所述多根天线接收到的多个接收信号进行正交波束分解，并计算所得到的各个波束上的多个接收信号的信噪比均值和能量均值；选取信噪比均值大于第一预设阈值或者能量均值大于第二预设阈值的波束，得到所述部分波束上的接收信号。
[0011]可选的，对所述多根天线接收到的多个接收信号进行波束分解，以得到多个波束上的接收信号包括：采用到达角估计算法，对所述多根天线接收到的多个接收信号进行到达角估计以得到多个到达角，然后将所述多个接收信号的波束的波峰方向对准估计得到的各个到达角方向，以得到所述多个波束上的接收信号。
[0012]可选的，所述到达角估计算法选自：巴特莱特Bartlett算法，卡朋Capon算法，多信号分类MUSIC算法。
[0013]可选的，所述对每个波束上的接收信号进行频偏估计，以得到各个波束上的接收信号的频偏值包括：对于每个波束，计算该波束上的多个接收信号中的每两个对应于不同发送时刻的接收信号的相关值，并根据所述相关值计算初始频偏值；根据所得到的多个初始频偏值，确定该波束上的接收信号的频偏值。
[0014]可选的，对于每个波束，采用下述公式，计算该波束上的多个接收信号中的每两个对应于不同发送时刻的接收信号的相关值，并根据所述相关值计算初始频偏值：
[0015]R＝r(t0)
×
s*(t0)
×
r*(t1)
×
s(t1)；
[0016][0017]其中，f
d
用于指示所述初始频偏值；R用于指示两个信号之间的相关值；angle()用于指示计算复数的相位角函数；r(t0)用于指示某个波束上的发送时刻为t0的接收信号；r*(t1)用于指示某个波束上的发送时刻为t1的接收信号的共轭复数；s*(t0)用于指示r(t0)对应的发射信号s(t0)的共轭复数；s(t1)分别用于指示r(t1)对应的发射信号；其中，t1＞t0，且满足
[0018]可选的，根据所得到的多个初始频偏值，确定该波束上的接收信号的频偏值包括：将所得到的多个初始频偏值的平均值，作为该波束上的接收信号的频偏值；或者，将所得到的多个初始频偏值的中位值，作为该波束上的接收信号的频偏值。
[0019]可选的，在得到各个波束上的接收信号的频偏值之后，所述方法还包括：根据各个波束上的接收信号的频偏值和功率均值，确定多普勒扩展谱。
[0020]可选的，根据所述多普勒扩展谱，计算时域最小均方误差MMSE滤波后的信道估计值。
[0021]可选的，采用下述公式，根据所述多普勒扩展谱，计算时域最小均方误差MMSE滤波后的信道估计值：
[0022]H
t
′
mmse
(l)＝R
H
′
H
×
(R
HH
+σ2l)
‑1×
H
LS
；
[0023]其中，H
t
′
mmse
(l)用于指示第l个OFDM符号的时域MMSE滤波后的信道估计值；R
HH
用于指示时域相邻的N
tfilt
个含有导频的OFDM符号的第一信道相关矩阵，维度为N
tfilt
×
N
tfilt
；R
H
′
H
用于指示第l个OFDM符号与距离该OFDM符号最近的N
tfilt
个含有导频的OFDM符号的第二信道相关矩阵，维度为1
×
N
tfilt
；H
LS
用于指示距离第l个OFDM符号最近的N
tfilt
个含有导频的OFDM符号的时域MMSE滤波前的信道估计值的矩阵，维度为N
tfilt
×
1；其中，N
tfilt
用于指示时域MMSE滤波器阶数；σ2用于指本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种信号的频偏值确定方法，其特征在于，包括：采用多根天线对多个接收信号进行接收，每根天线接收到的多个接收信号具有各自的到达时刻以及到达角；对所述多根天线接收到的多个接收信号进行波束分解，以得到多个波束上的接收信号，每个波束上的多个接收信号具有各自的到达时刻且属于同一到达角区间；对每个波束上的接收信号进行频偏估计，以得到各个波束上的接收信号的频偏值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据各个波束上的接收信号的频偏值，对每个波束上的接收信号进行频偏纠正。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述多根天线接收到的多个接收信号进行波束分解，以得到多个波束上的接收信号包括：对所述多根天线接收到的多个接收信号进行正交波束分解，以得到全部或部分波束上的接收信号。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，对所述多根天线接收到的多个接收信号进行正交波束分解，以得到部分波束上的接收信号包括：对所述多根天线接收到的多个接收信号进行正交波束分解，并计算所得到的各个波束上的多个接收信号的信噪比均值和能量均值；选取信噪比均值大于第一预设阈值或者能量均值大于第二预设阈值的波束，得到所述部分波束上的接收信号。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述多根天线接收到的多个接收信号进行波束分解，以得到多个波束上的接收信号包括：采用到达角估计算法，对所述多根天线接收到的多个接收信号进行到达角估计以得到多个到达角，然后将所述多个接收信号的波束的波峰方向对准估计得到的各个到达角方向，以得到所述多个波束上的接收信号。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述到达角估计算法选自：巴特莱特Bartlett算法，卡朋Capon算法，多信号分类MUSIC算法。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对每个波束上的接收信号进行频偏估计，以得到各个波束上的接收信号的频偏值包括：对于每个波束，计算该波束上的多个接收信号中的每两个对应于不同发送时刻的接收信号的相关值，并根据所述相关值计算初始频偏值；根据所得到的多个初始频偏值，确定该波束上的接收信号的频偏值。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，对于每个波束，采用下述公式，计算该波束上的多个接收信号中的每两个对应于不同发送时刻的接收信号的相关值，并根据所述相关值计算初始频偏值：R＝r(t0)
×
s*(t0)
×
r*(t1)
×
s(t1)；其中，f
d
用于指示所述初始频偏值；R用于指示两个信号之间的相关值；angle()用于指示复数的相位角求解函数；r(t0)用于指示某个波束上的发送时刻为t0的接收信号；r*(t1)
用于指示某个波束上的发送时刻为t1的接收信号的共轭复数；s*(t0)用于指示r(t0)对应的发射信号s(t0)的共轭复数；s(t1)分别用于指示r(t1)对应的发射信号；其中，t1＞t0，且满足9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，根据所得到的多个初始频偏值，确定该波束上的接收信号的频偏值包括：将所得到的多个初始频偏值的平均值，作为该波束上的接收信号的频偏值；或者，将所得到的多个初始频偏值的中位值，作为该波束上的接收信号的频偏值。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在得到各个波束上的接收信号的频...

【专利技术属性】
技术研发人员：方冬梅，
申请(专利权)人：展讯通信上海有限公司，
类型：发明
国别省市：