CN103139113A - 一种对实时估计值进行平滑处理的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种对实时估计值进行平滑处理的方法及装置，包括：计算当前估计值c_n，其中，n表示本次计算估计值c的序号；判断

是否成立，其中，h_n-1为计算上一估计值c_n-1后获得的历史参考值，如果成立，则确定输出估计值E_n＝c_n；如果不成立，则确定输出估计值E_n＝h_n-1，其中，m为固定的自然数。本发明通过最大限度的剔除由于信道突然恶化带来的偏移增量，对优化时间偏移估计值与频率偏移估计值有很大的帮助，无论系统处于静态还是多径环境，无论是用于语音还是数据业务，无论对于终端系统还是对于基站系统，都能以低的计算复杂度完成对估计值的平滑处理，从而获得较高精度输出估计值，并且，可以应用在很多其他诸如类似问题的场景当中。

Description

一种对实时估计值进行平滑处理的方法及装置

技术领域

本发明涉及数字无线通信系统，尤其涉及一种对实时估计值进行平滑处理的方法及装置。

背景技术

全球移动通信系统(Global System For Mobile Communication，GSM)作为一种典型的无线通信应用技术必然会有无线端到端的时间同步问题与频率同步问题，所以进行时间偏移(TA)估计与频率偏移估计就成为了GSM的核心技术之一。

在一般的无线环境下，时间与频率偏移量在较短的时间内通常是比较平稳的，但是，偶然的信道恶化却往往会使偏移量在某些时间突变导致解调失败。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种对实时估计值进行平滑处理的方法及装置，能够优化输出估计值，避免信道衰落导致估计值突变。

为解决上述技术问题，本发明的一种对实时估计值进行平滑处理的方法，包括：

计算当前估计值c_n，其中，n表示本次计算估计值c的序号；

判断

是否成立，其中，h_n-1为计算上一估计值c_n-1后获得的历史参考值，如果成立，则确定输出估计值E_n＝c_n；如果不成立，则确定输出估计值E_n＝h_n-1，其中，m为固定的自然数。

进一步地，还包括：

在确定输出估计值E_n＝c_n后，修正历史参考值h，其中， $h_n=\frac{h_{n-1}(m-1)+c_n}{m},n=m+1,m+2...m+l.$

进一步地，在确定输出估计值E_n＝h_n-1后，判断c_n＜h_n-1是否成立，如果成立，则修正历史参考值h，其中，

n＝m+1，m+2...m+l。

进一步地，还包括：

如果c_n＜h_n-1不成立，则修正历史参考值h，其中， $h_n=h_{n-1}+\frac{|h_{n-1}-c_n|}{m^2},$ n＝m+1，m+2...m+l。

进一步地，还包括：

在判断

是否成立前，判断n≤m是否成立，如果n≤m成立，则计算历史参考值h，其中，

h₀＝0，n＝1，2...m，确定输出估计值E_n＝h_n；如果n≤m不成立，则执行所述判断是否成立。

进一步地，一种对实时估计值进行平滑处理的装置，包括：估计值计算单元、历史参考值确定单元、判断单元和输出估计值确定单元，其中：

所述估计值计算单元，用于计算当前估计值c_n，其中，n表示本次计算估计值c的序号；

所述历史参考值确定单元，用于确定历史参考值h；

所述判断单元，用于判断是否成立，其中，h_n-1为计算上一估计值c_n-1后获得的历史参考值；

所述输出估计值确定单元，用于在所述判断单元判断

成立时，确定输出估计值E_n＝c_n；在

不成立时，确定输出估计值E_n＝h_n-1，其中，m为固定的自然数。

进一步地，所述历史参考值确定单元，具体用于在所述输出估计值确定单元确定输出估计值E_n＝c_n后，修正历史参考值h，其中， $h_n=\frac{h_{n-1}(m-1)+c_n}{m},$ n＝m+1，m+2...m+l。

进一步地，所述判断单元，还用于在所述输出估计值确定单元确定输出估计值E_n＝h_n-1后，判断c_n＜h_n-1是否成立；

所述历史参考值确定单元，具体用于在所述判断单元判断c_n＜h_n-1成立时，修正历史参考值h，其中，

n＝m+1，m+2...m+l。

进一步地，所述历史参考值确定单元，还用于在所述判断单元判断c_n＜h_n-1不成立时，修正历史参考值h，其中，n＝m+1，m+2...m+l。

进一步地，所述判断单元，还用于在判断

是否成立前，判断n≤m是否成立，如果n≤m不成立，则执行所述判断是否成立；

所述历史参考值确定单元，具体用于在所述判断单元判断n≤m成立时，计算历史参考值h，其中，

h₀＝0，n＝1，2...m；

所述输出估计值确定单元，还用于在n≤m成立时，确定输出估计值E_m＝h_n。

综上所述，本发明通过最大限度的剔除由于信道突然恶化带来的偏移增量，对优化时间偏移估计值与频率偏移估计值有很大的帮助，无论系统处于静态还是多径环境，无论是用于语音还是数据业务，无论对于终端系统还是对于基站系统，都能以低的计算复杂度完成对估计值的平滑处理，从而获得较高精度输出估计值，并且，可以应用在很多其他诸如类似问题的场景当中。

附图说明

图1为本实施方式的对实时估计值进行平滑处理的方法的流程图；

图2为未使用本实施方式的方法的实时估计值的估计效果的示意图；

图3为使用本实施方式的方法后实时估计值的估计效果的示意图；

图4为本实施方式的对实时估计值进行平滑处理的装置的架构图。

具体实施方式

本实施方式根据历史参考值修正当前估计值，相对当前估计值而言，历史参考值更为可信。以历史参考值作为参考，如果当前估计值相对于历史参考值的变化在允许的范围内，那么就认为当前估计值是可靠的；如果超出了允许的范围，就认为当前估计值是不可靠的，应采用可信的历史参考值替换当前估计值作为输出估计值以供使用。但是，也不能完全否定当前估计值相对于历史参考值的差异的可信性，所以将当前估计值这一变化因素体现在对历史参考值的修正上，这样就能确保历史参考值的可信度，能够依据系统实时变化的真实值做相应的调整，以供下一次作为参考使用。

下面结合附图详细说明本实施方式的方法。

图1为本实施方式的对实时估计值进行平滑处理的方法，包括：

步骤101：计算估计值c，其中，当前估计值为c_n，n表示本次计算估计值c的序号；

步骤102：判断n≤m是否成立，如果n≤m成立，则执行步骤109；如果n≤m不成立，即n＞m，则执行步骤103；

n的初始值可以配置为0，在完成一次估计值c的计算后，对n进行一次加1操作。

m是一个固定的自然数。m取值的大小将直接决定历史参考值调整的快慢速度，m不宜过小，过小容易导致历史参考因素过低，也就是可信度变低，也不宜过大，过大容易导致历史参考值调整过慢。m体取值应结合具体实际系统权衡取值。

步骤103：判断

是否成立，即，判断c_n相对于h_n-1的变化是否在可信的范围内，如果成立，则执行步骤104；否则，执行步骤105；

h为历史参考值，h_n-1为计算上一估计值c_n-1后获得的历史参考值，类似地，h_n为计算当前估计值c_n后获得的历史参考值。

步骤104：确定输出估计值E_n＝c_n，并修正历史参考值h，其中， $h_n=\frac{h_{n-1}(m-1)+c_n}{m},$ n＝m+1，m+2...m+l，结束；

步骤105：确定输出估计值E_n＝h_n-1；

步骤106：判断c_n＜h_n-1是否成立，如果成立，则执行步骤107；否则，执行步骤108；

步骤107：修正历史参考值h，其中，

n＝m+1，m+2...m+l，结束；

步骤108：修正历史参考值h，其中，

n＝m+1，m+2...m+l，结束；

步骤109：计算历史参考值h，其中，

h₀＝0，n＝1，2...m，确定输出估计值E_n＝h_n，n表示本次计算估计值c的序号。

图2和图3为MATLAB仿真图，下面结合图2和图3对本实施方式的效果进行说明，图2中直线是一条变化的曲线，将其作为理想的期望结果，虚线(图上表示为--o--)是未经过平滑处理的估计值的分布图，可以看到虚线在直线上下摆动，也就是估计值并不稳定。

图3是经过平滑处理的估计值的变化趋势的示意图，相对图2而言，虚线在直线周围浮动较为平滑，估计结果更加稳定，并且能够明显观察到平滑处理后的结果能够跟得上直线的变化趋势。

如图4所示，本实施方式还提供了一种对实时估计值进行平滑处理的装置，包括：估计值计算单元、历史参考值确定单元、判断单元和输出估计值确定单元，其中：

估计值计算单元，用于计算当前估计值c_n，其中，n表示本次计算估计值c的序号；

历史参考值确定单元，用于确定历史参考值h；

判断单元，用于判断

是否成立，其中，h_n-1为计算上一估计值c_n-1后获得的历史参考值；

输出估计值确定单元，用于在判断单元判断

成立时，确定输出估计值E_n＝c_n；在

不成立时，确定输出估计值E_n＝h_n-1，其中，m为固定的自然数。

历史参考值确定单元，具体用于在输出估计值确定单元确定输出估计值E_n＝c_n后，修正历史参考值h，其中，

n＝m+1，m+2...m+l。

判断单元，还用于在输出估计值确定单元确定输出估计值E_n＝h_n-1后，判断c_n＜h_n-1是否成立；

历史参考值确定单元，具体用于在判断单元判断c_n＜h_n-1成立时，修正历史参考值h，其中，

n＝m+1，m+2...m+l；在判断单元判断c_n＜h_n-1不成立时，修正历史参考值h，其中，

n＝m+1，m+2...m+l。

判断单元，还用于在判断

是否成立前，判断n≤m是否成立，如果n≤m不成立，则执行判断

是否成立；

历史参考值确定单元，具体用于在判断单元判断n≤m成立时，计算历史参考值h，其中，

h₀＝0，n＝1，2...m；

输出估计值确定单元，还用于在n≤m成立时，确定输出估计值E_n＝h_n。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种对实时估计值进行平滑处理的方法，其特征在于，包括：

计算当前估计值c_n，其中，n表示本次计算估计值c的序号；

判断

是否成立，其中，h_n-1为计算上一估计值c_n-1后获得的历史参考值，如果成立，则确定输出估计值E_n＝c_n；如果不成立，则确定输出估计值E_n＝h_n-1，其中，m为固定的自然数。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

在确定输出估计值E_n＝c_n后，修正历史参考值h，其中， $h_n=\frac{h_{n-1}(m-1)+c_n}{m},$ n＝m+1，m+2...m+l。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

在确定输出估计值E_n＝h_n-1后，判断c_n＜h_n-1是否成立，如果成立，则修正历史参考值h，其中，

n＝m+1，m+2...m+l。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：

如果c_n＜h_n-1不成立，则修正历史参考值h，其中， $h_n=h_{n-1}+\frac{|h_{n-1}-c_n|}{m^2},$ n＝m+1，m+2...m+l。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

在判断

是否成立前，判断n≤m是否成立，如果n≤m成立，则计算历史参考值h，其中，

h₀＝0，n＝1，2...m，确定输出估计值E_n＝h_n；如果n≤m不成立，则执行所述判断

是否成立。

6.一种对实时估计值进行平滑处理的装置，其特征在于，包括：估计值计算单元、历史参考值确定单元、判断单元和输出估计值确定单元，其中：

所述估计值计算单元，用于计算当前估计值c_n，其中，n表示本次计算估计值c的序号；

所述历史参考值确定单元，用于确定历史参考值h；

所述判断单元，用于判断

是否成立，其中，h_n-1为计算上一估计值c_n-1后获得的历史参考值；

所述输出估计值确定单元，用于在所述判断单元判断

成立时，确定输出估计值E_n＝c_n；在

不成立时，确定输出估计值E_n＝h_n-1，其中，m为固定的自然数。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于：

所述历史参考值确定单元，具体用于在所述输出估计值确定单元确定输出估计值E_n＝c_n后，修正历史参考值h，其中， $h_n=\frac{h_{n-1}(m-1)+c_n}{m},$ n＝m+1，m+2...m+l。

8.如权利要求6所述的装置，其特征在于：

所述判断单元，还用于在所述输出估计值确定单元确定输出估计值E_n＝h_n-1后，判断c_n＜h_n-1是否成立；

所述历史参考值确定单元，具体用于在所述判断单元判断c_n＜h_n-1成立时，修正历史参考值h，其中，

n＝m+1，m+2...m+l。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于：

所述历史参考值确定单元，还用于在所述判断单元判断c_n＜h_n-1不成立时，修正历史参考值h，其中，

n＝m+1，m+2...m+l。

10.如权利要求6所述的装置，其特征在于：

所述判断单元，还用于在判断

是否成立前，判断n≤m是否成立，如果n≤m不成立，则执行所述判断是否成立；

所述历史参考值确定单元，具体用于在所述判断单元判断n≤m成立时，计算历史参考值h，其中，

h₀＝0，n＝1，2...m；

所述输出估计值确定单元，还用于在n≤m成立时，确定输出估计值E_n＝h_n。

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