信号补偿方法、装置及介质

技术领域

本公开涉及通信技术领域，尤其涉及一种信号补偿方法、装置及介质。

背景技术

近年来，频分双工已经成为实现无线通信的重要手段。频分双工具有使用方便、抗干扰能力强等优点。这种通信方式使得电子设备能够同时接收和发送信号，但在同时接收和发送信号时，两种信号会产生二阶互调失真的情况，对通信质量产生较大影响。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种信号补偿方法、装置及介质。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种信号补偿方法，应用于电子设备，所述信号补偿方法包括：

确定补偿器的结构，所述补偿器用于抵消二阶互调失真IM2信号，所述IM2信号为发射端泄露到接收端后产生的信号；

根据所述数字域发射信号和所述补偿器生成补偿信号；

使用所述补偿信号对数字域接收信号进行补偿。

在本公开一些示例性的实施例中，所述补偿信号是将所述数字域发射信号输入所述补偿器后得到的输出信号。

在本公开一些示例性的实施例中，所述补偿器为多阶延迟器。

在本公开一些示例性的实施例中，所述信号补偿方法还包括：

执行系数训练，拟合出所述多阶延迟器的抽头系数。

在本公开一些示例性的实施例中，所述抽头系数的数量根据所述发射端与所述接收端之间的采样小数延迟偏差和多径泄露程度中的至少一项确定。

在本公开一些示例性的实施例中，所述执行系数训练，包括：

执行在线的系数训练；或者

执行离线的系数训练。

在本公开一些示例性的实施例中，所述执行系数训练，包括：

根据训练序列执行系数训练；或者

根据业务信号执行系数训练。

根据本公开实施例的第二方面，提供了一种信号补偿装置，所述信号补偿装置包括：

确定模块，用于确定补偿器的结构，所述补偿器用于抵消二阶互调失真I M2信号，所述I M2信号为发射端泄露到接收端后产生的信号；

生成模块，用于根据数字域发射信号和所述补偿器生成补偿信号；

补偿模块，用于使用所述补偿信号对数字域接收信号进行补偿。

根据本公开实施例的第三方面，提供了一种电子设备，包括：

处理器；

用于存储处理器可执行指令的存储器；

其中，所述处理器被配置为执行如本公开第一方面提供的方法。

根据本公开实施例的第四方面，提供了一种非临时性计算机可读存储介质，其特征在于，当所述存储介质中的指令由电子设备的处理器执行时，使得电子设备能够执行如本公开第一方面提供的所述的方法。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本公开的方法中，确定二阶互调失真I M2信号，其中I M2信号是发射端泄露到接收端后产生的信号，根据I M2信号确定补偿器的结构，根据数字域发射信号和补偿器生成补偿信号；以及使用补偿信号对数字域接收信号进行补偿。采用上述方法，能够在数字域根据发射端信号生成接收端信号的补偿信号，降低信号之间产生的二阶互调失真，提升通信质量。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是电子设备与基站的通信过程示意图。

图2是根据一示例性实施例示出的信号补偿方法的流程图。

图3是根据一示例性实施例示出的信号补偿方法的示意图。

图4是根据一示例性实施例示出的一种信号补偿装置的示意图。

图5是根据一示例性实施例示出的一种信号补偿装置的框图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

频分双工(FDD，Frequency Divi s ion Dup lexing)是指上行链路(也即，移动台到基站)和下行链路(也即，基站到移动台)采用两个分开的频率工作，该模式工作在对称频带上，为每个用户提供前向频段和反向频段这两个确定的频段。在FDD中，任何双工信号实际上都是由两个单工信道组成的，利用在移动台和基站里的成为双工器的设备，允许同时在双工信道上进行无线发射和无线接收。在整个系统中，前向信道和反向信道的频率间隔是固定的。为了尽量减少每个用户信道上前向波段上前向波段与反向波段之间的相互干扰，通常在通信系统的频谱范围内，会使得两个波段的频率分隔尽可能大。FDD的上行和下行在时间上是连续的，信号的发送和接收可以同时进行，减少了上行信号和下行信号的反馈时延，因此在功率控制、链路自适应、信道和干扰反馈等方面具有一定的优势。

目前主流的电子设备受到成本约束，通常采用零中频接收机作为信号接收机。零中频接收机无需通过中频就能够直接把射频信号转换为原本的传送信号，但存在直流偏差、本振泄露、闪烁噪声等问题。在电子设备同时接收和发送信号时，电子设备的发射信号经过非线性元件时会产生二次谐波和三次谐波，这些谐波会与原始的接收信号混合在一起，在零中频接收机中产生较为严重的二阶互调失真(IM2)的情况，对通信质量造成较大的负面影响。

由于人类生活在一个连续变化的模拟世界里，系统的实际对象往往是模拟量(如温度、压力、图像等)，而要使电子设备能够识别并处理这些模拟量构成的信号，需要将模拟信号通过模拟数字转换器(ADC)转换为数字信号，而经电子设备分析、处理后的数字量信号需要通过数字模拟转换器(DAC)被转换为模拟信号，从而成为能够被人类感知的声音、图像等信息。在本公开示例性的实施例中，电子设备可以为具有通信功能的手机、平板电脑、个人电脑、智能穿戴式设备等。

图1示出了电子设备与基站的通信过程。电子设备11和基站12通过FDD的方式建立通信连接，链路13是电子设备11的上行链路，链路14是电子设备11的下行链路。电子设备11的发射信号x经过DAC转换及其他器件处理后发送给基站12，同时基站12发送的信号经ADC及其他器件处理后转换成为电子设备11的接收信号y。电子设备11在同时接收和发射信号的过程中，会产生较为严重的IM2。

为了解决上述问题，现有的解决方式通过选择隔离度更高的电路和元件，或者在接收机上增加用于检测二阶互调失真分量的二阶互调失真检测电路和用于将自适应调整生成的二阶互调失真的补偿信号叠加到主链路中的自适应补偿电路。尽管这种方式能够有效解决二阶互调失真的情况，但无疑增加了电子设备的制造成本。

为了解决相关技术中的问题，本公开实施例提出了一种信号补偿方法，应用于电子设备，如图2所示，包括：

步骤S201，确定补偿器的结构。

在本公开示例性的实施例中，补偿器为数字域的多阶延迟器，实际是一段被存储在电子设备的控制装置的、用于生成抵消二阶互调失真IM2信号的补偿信号的程序，因此不会增加电子设备的制造成本。电子设备的控制装置通常为芯片，能够实现电子设备接收信号和发射信号等功能。

在步骤S201中，可以通过在线或离线的方式预先确定补偿器的结构，其中离线方式为在电子设备的控制装置端确定，在线方式为在服务器端确定。多阶延迟器包括多个延迟层，每个延迟层对应一个抽头系数。具体地，抽头系数的数量也即延迟层的数量可以根据数字域发射信号和数字域接收信号之间的采样小数延迟偏差和多径泄露程度中的至少一项决定。

在一些实施例中，本公开示例性的实施例还可以包括如下步骤：

步骤S202，执行系数训练，拟合多阶延迟器的抽头系数。

在确定多阶延迟器的结构后，可以通过在线或离线的方式执行系数训练，拟合多阶延迟器的抽头系数a(n)。具体地，抽头系数a(n)可以通过如下公式表示：

A＝(Z

其中，A为抽头系数a(n)，Y＝y’(n)-x’(n)，y’(n)为归一化后的数字域接收信号y(n)，x’(n)为归一化后的数字域发射信号x(n)，且y’(n)与x’(n)进行同步归一化，Z为|x’(n)|

在对抽头系数a(n)训练的过程中，电子设备的控制装置或者服务器端可以根据训练序列执行系数训练，也可以根据业务信号执行系数训练。

步骤S203，根据数字域发射信号和补偿器生成补偿信号。

电子设备在同时接收信号和发射信号的过程中，不同的接收信号对发射信号造成的二阶互调失真情况可能并不相同，因此为了更加准确地补偿发射信号对接收信号造成的二阶互调失真，电子设备的控制装置可以根据信号接收机接收到的数字域发射信号和补偿器生成补偿信号。具体地，电子设备的控制装置可以将数字域发射信号输入补偿器中，得到输出信号作为补偿信号。在本公开示例性的实施例中，多阶延迟器输出的补偿信号DIP2(n)可以通过如下公式表示：

其中，a(n)为多阶延迟器的抽头系数，d为数字域发射信号x(n)和数字域接收信号y(n)之间的延迟，q用于表征抽头系数a(n)的数量。

步骤S204，使用补偿信号对数字域接收信号进行补偿。

在通过信号接收机接收到数字域接收信号后，电子设备的控制装置可以通过补偿信号对数字域接收信号进行补偿，从而得到补偿后的数字域接收信号，提升通信质量。在本公开示例性的实施例中，补偿后的数字信号R(n)可以通过如下公式表示：

R(n)＝y(n)-DIP2(n)。

图3示出了本公开的信号补偿方法的示意图。如图3所示，电子设备31向基站32发射数字域发射信号x(n)，同时基站32向电子设备31发射电子设备31的数字域接收信号y(n)。电子设备31的控制装置可以将数字域发射信号x(n)输入多阶延迟器33中，获得补偿信号DIP2(n)，然后使用补偿信号对数字域接收信号进行补偿，也即计算数字域接收信号y(n)与补偿信号DIP2(n)的差值，得到补偿后的数字域接收信号R(n)。具体地，多阶延迟器31获取归一化后的数字域发射信号x

采用上述方法，只需要预先确定补偿器的结构，不需要对电子设备的元件本身进行更换或更新就能够在数字域根据发射端信号生成接收端信号的补偿信号，降低信号之间产生的二阶互调失真，提升通信质量。

本公开还提供了一种信号补偿装置，如图4所示，所述信号补偿装置包括：

确定模块401，用于确定二阶互调失真IM2信号，所述IM2信号是发射端泄露到接收端后产生的信号；还用于根据所述IM2信号确定补偿器的结构；

生成模块402，用于根据数字域发射信号和所述补偿器生成补偿信号；

补偿模块403，用于使用所述补偿信号对数字域接收信号进行补偿。

在一些实施例中，所述补偿信号是将所述数字域发射信号输入所述补偿器后得到的输出信号。

在一些实施例中，所述补偿器为多阶延迟器。

在一些实施例中，所述信号补偿装置还包括：

训练模块，用于执行系数训练，拟合出所述多阶延迟器的抽头系数。

在一些实施例中，所述训练模块还被配置为：

执行在线的系数训练；或者

执行离线的系数训练。

在一些实施例中，所述训练模块还被配置为：

根据训练序列执行系数训练；或者

根据业务信号执行系数训练。

图5是根据一示例性实施例示出的一种信号补偿装置500的框图。

参照图5，装置500可以包括以下一个或多个组件：处理组件502，存储器504，电源组件506，多媒体组件508，音频组件510，输入/输出(I/O)的接口512，传感器组件514，以及通信组件516。

处理组件502通常控制装置500的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。处理组件502可以包括一个或多个处理器520来执行指令，以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外，处理组件502可以包括一个或多个模块，便于处理组件502和其他组件之间的交互。例如，处理组件502可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件508和处理组件502之间的交互。

存储器504被配置为存储各种类型的数据以支持在装置500的操作。这些数据的示例包括用于在装置500上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，视频等。存储器504可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。

电源组件506为装置500的各种组件提供电力。电源组件506可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为装置500生成、管理和分配电力相关联的组件。

多媒体组件508包括在所述装置500和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器(LCD)和触摸面板(TP)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中，多媒体组件508包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当装置500处于操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜系统或具有焦距和光学变焦能力。

音频组件510被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件510包括一个麦克风(MIC)，当装置500处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器504或经由通信组件516发送。在一些实施例中，音频组件510还包括一个扬声器，用于输出音频信号。

I/O接口512为处理组件502和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。

传感器组件514包括一个或多个传感器，用于为装置500提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件514可以检测到装置500的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如所述组件为装置500的显示器和小键盘，传感器组件514还可以检测装置500或装置500一个组件的位置改变，用户与装置500接触的存在或不存在，装置500方位或加速/减速和装置500的温度变化。传感器组件514可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件514还可以包括光传感器，如CMOS或CCD图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件514还可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，磁传感器，压力传感器或温度传感器。

通信组件516被配置为便于装置500和其他设备之间有线或无线方式的通信。装置500可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi，4G或5G，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件516经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，所述通信组件516还包括近场通信(NFC)模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术，红外数据协会(I rDA)技术，超宽带(UWB)技术，蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。

在示例性实施例中，装置500可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述方法。

在示例性实施例中，还提供了一种包括指令的非临时性计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器504，上述指令可由装置500的处理器520执行以完成上述方法。例如，所述非临时性计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。