CN103139114B - 一种自动频率控制的方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动频率控制的方法及设备，其中，该自动频率控制的方法包括：对获取到的以时隙或符号为单位划分的数据，进行叉积鉴频后获得叉积鉴频值，并与历史叉积鉴频值累加获得叉积鉴频累加值；在子帧边界，根据叉积鉴频累加值计算获得当前子帧边界的频偏值；根据频偏值对下一个子帧的数据进行频率纠偏。本发明还公开了一种自动频率控制设备。本发明技术方案的实现，不仅能够降低了瞬时负载，还能够减少信道时延。

Description

一种自动频率控制的方法及设备

技术领域

本发明涉及通信技术领域，更具体的说，涉及一种自动频率控制的方法及设备。

背景技术

目前，在移动通信中存在两种频率偏差：一种是基站与移动台两者本地振荡频率之间的固有频差；另一种是由于移动台移动而引入的多普勒频率偏移所造成的频率偏差。这两种频率偏差都将引起信道衰落，从而影响系统性能。AFC(Automatic Frequency Control，自动频率控制)是一种用来消除频率偏差的技术，采用AFC技术，能够通过估计基站与移动台之间的频率偏差，对接收到的数据进行纠偏，从而实现对两种频率偏差引起的信道衰落进行补偿。

在现有的AFC方案中，要求每个用户缓存3slot(时隙)解扰解扩数据，并针对这3slot数据进行叉积鉴频，获得叉积鉴频值；将获得的叉积鉴频值与历史的叉积鉴频值累计获得频偏值后，再对缓存的3slot解扰解扩数据进行纠偏处理。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

现有AFC方案中每个用户都需要缓存3slot的数据，缓存空间占有量较大；此外，采用缓存的3slot数据计算获得的频偏值对缓存的3slot数据进行纠偏，不仅消耗的瞬时负载较高，还存在3slot的信道时延。

发明内容

本发明的实施例提供了一种自动频率控制的方法及设备，不仅能够降低瞬时负载，还能够减小信道时延。

本发明实施例的技术方案如下：

本发明一方面提出了一种实现信道自动频率控制的方法，包括：

对获取到的以时隙或符号为单位划分的数据，进行叉积鉴频后获得叉积鉴频值，并与历史叉积鉴频值累加获得叉积鉴频累加值；

在子帧边界，根据所述叉积鉴频累加值计算获得当前子帧边界的频偏值；

根据所述频偏值对下一个子帧的数据进行频率纠偏。

本发明另一方面还提出了一种实现信道自动频率控制的设备，包括：

计算处理模块，用于对获取到的以时隙或符号为单位划分的数据进行叉积鉴频后获得叉积鉴频值，并与历史叉积鉴频值累加获得叉积鉴频累加值；

频偏计算模块，用于在子帧边界，根据所述叉积鉴频累加值计算获得当前子帧边界的频偏值；

数据处理模块，用于根据所述频偏值对下一个子帧的数据进行频率纠偏。

由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明所述的一种自动频率控制的方法及设备，通过对获取到的以时隙或符号为单位划分的数据进行叉积鉴频后获得叉积鉴频值，并与历史叉积鉴频值累加获得叉积鉴频累加值；在子帧边界，根据所述叉积鉴频累加值计算获得的当前子帧边界的频偏值，对下一个子帧的数据进行频率纠偏，不仅能够降低瞬时负载，还能够减小信道时延。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一种自动频率控制的方法流程图；

图2为本发明实施例一种自动频率控制的方法具体流程图；

图3为本发明实施例一种自动频率控制的方法应用场景图；

图4为本发明实施例一种自动频率控制的设备结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例一种自动频率控制的方法及设备，可以适用于WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access，宽带码分多址)中message信道数据的自动频率控制应用场景，其中，message信道是WCDMA系统中PRACH信道(PhysicalRandom Access Channel，物理层随机接入信道)的一部分；PRACH信道由preamble和message组成。可以理解的是，在其他系统，如：TD-SCDMA(Time Division-Synchronous Code Division MultipleAccess，时分同步码分多址)中，本发明实施例自动频率控制的方法同样适用。

本发明实施例通过对获取到的以时隙或符号为单位划分的数据，进行叉积鉴频后获得叉积鉴频值，并与历史叉积鉴频值累加获得叉积鉴频累加值；在子帧边界，根据叉积鉴频累加值计算获得当前子帧边界的频偏值；根据频偏值对下一个子帧的数据进行频率纠偏。能够解决现有技术中，只能在每个子帧末对缓存的该子帧的数据进行频率纠偏，带来的瞬时负载消耗较高的问题。

如图1所示，本发明实施例提出一种自动频率控制的方法，该方法包括：

101、对获取到的以时隙或符号为单位划分的数据，进行叉积鉴频后获得叉积鉴频值，并与历史叉积鉴频值累加获得叉积鉴频累加值；

102、在子帧边界，根据叉积鉴频累加值计算获得当前子帧边界的频偏值；

103、根据频偏值对下一个子帧的数据进行频率纠偏。

具体的，本发明实施例中根据实际需求，可以将接收到的数据流按照时隙(slot)或符号(symbol)为单位进行划分；假设数据流是以slot为单位划分时，获取到的数据为1slot数据；假设数据流是以symbol为单位划分时，获取到的数据为1symbol数据。数据流也可以简称为数据。

此外，本发明实施例中子帧的划分方式也可以根据实际需求设定；例如在数据流以slot为单位划分的情况下，可以将1个slot数据划分为一个子帧，也可以将2个slot数据划分为一个子帧，也可以将3个slot数据划分为一个子帧等等；

在数据流以symbol为单位划分的情况下，可以将10个symbol数据划分为一个子帧，也可以将20个symbol数据划分为一个子帧等等；

可见，通过上述技术方案，本发明实施例能够针对接收到的数据流按照slot或symbol为单位进行处理，在子帧边界，根据获得的频偏值对当前子帧边界的下一个子帧中的数据进行频率纠偏，使得数据流能够按照时隙或符号粒度进行处理，并按照子帧粒度进行频率纠偏，降低了瞬时负载。

具体的，自动频率控制的方法还可以包括：

确定获取到的以slot为单位划分的数据是否为首帧的第一个slot数据；

在获取到的1slot数据为首帧的第一个slot数据时，确定获取到的第一个slot数据的第一频偏值。

具体的，确定获取到的第一个slot数据的第一频偏值，可以包括：

缓存获取到的第一个slot数据；

根据缓存的第一个slot数据进行叉积鉴频获得的叉积鉴频值，与历史叉积鉴频值累加，获得第一个slot数据的叉积鉴频累加值；

根据叉积鉴频累加值计算确定获取到的第一个slot数据的第一频偏值。

具体的，自动频率控制的方法还可以包括：

根据获取到的第一个slot数据的第一频偏值，对缓存的第一个slot数据进行频率纠偏；

根据获取到的第一个slot数据的第一频偏值，对第一个slot数据所述的子帧的其余slot数据进行频率纠偏。

具体的，自动频率控制的方法还可以包括：

在获取到的1slot数据不是首帧的第一个子帧中的数据时，根据上一个子帧边界计算获得的频偏值，对获取到的1slot数据进行频率纠偏。

如图2所示，本发明实施例一种自动频率控制的方法的具体流程包括，其中，在本实施例中针对接收到的数据流按照slot为单位进行划分，并设定将3个slot数据划分为一个子帧：

200、对获取到的1slot数据进行叉积鉴频，获得叉积鉴频值；

201、将获得的1slot数据的叉积鉴频值与历史叉积鉴频值累加，获得叉积鉴频累加值；

其中，在信道新建时，历史叉积鉴频值清零；在获得的1slot数据为首帧第一个slot时，历史叉积鉴频值为0；

本发明实施例中对获得的叉积鉴频值进行累加，其中，累加的方式可以包括按照用户的方式累加，也可按用户所属的天线分别累加；

示例性的，假设一个小区有两个天线，以用户通过这两个天线接收到的两组数据为例，所谓按用户的方式累加，即：将两组数据合并起来，得到一个总的累加值；按用户所属天线分别累加，即：分别合并属于同一天线的数据，得到两份数据，不同天线对应不同的累加值。

202、确定获取到的1slot数据是否为首帧的第一个slot数据；是，执行203；否，执行205；

其中，本发明实施例中通过预先设定一个首帧指示的方式来标识首帧，无数据时初始化首帧指示为首帧，当检测到首帧指示时，可确定当前1slot数据为首帧第一个slot。需要说明的是首帧指示可以不包含在传输的解扰解扩数据中，可以通过软件或硬件的方式实现。

203；在获取到的1slot数据为首帧的第一个slot数据时，确定获取到的1slot数据的第一频偏值；

本发明实施例中对于首帧的第一个子帧(3slot)数据进行频率纠偏时，需要初始频偏值信息，因此要对首帧第一个slot数据进行特殊处理，处理过程具体包括：

缓存获取到的1slot数据；

根据获取到的1slot数据进行叉积鉴频获得的叉积鉴频值，与历史叉积鉴频值累加，获得1slot数据的叉积鉴频累加值；

根据叉积鉴频累加值计算确定获取到的1slot数据的第一频偏值；

其中，第一频偏值可以采用反正切方法计算获得；具体可以通过直接计算或者查反正切表的方式来获得第一频偏值。由于该算法为本领域的现有算法，因此计算过程在此不作赘述；

204、根据获取到的1slot数据的第一频偏值，对缓存的1slot数据进行频率纠偏；根据获取到的1slot数据的第一频偏值，对该1slot数据所属子帧的其余slot数据进行频率纠偏；

具体的，对缓存的1slot数据以及子帧其余slot数据，可以采用如下两种方式中的任意一种进行频率纠偏；

在根据用户累加方式获得的所述叉积鉴频累加值，计算频偏值的情况下，可以按照用户进行频率纠偏；

在根据用户所属天线分别累加方式获得的所述叉积鉴频累加值，计算频偏值的情况下，则需要区分数据对应的天线，不同天线数据使用对应天线计算获得的频偏值进行频率纠偏；

由于上述纠偏方式为本领域的现有技术，在此不作赘述；

205、在获取到的1slot数据不是首帧的第一个slot数据时，根据上一个子帧边界计算获得的频偏值，对缓存的1slot数据进行频率纠偏；具体频率纠偏方式可以参见步骤204中的具体说明；

206、判断在获取到1slot数据时，是否为一个子帧的边界；是，执行207；否，边界判定流程结束；

具体的说，本发明实施例中预先将3个slot划分为一个子帧，因此3个slot结束为一个子帧边界；

207、在每个子帧的边界，根据叉积鉴频累加值计算获得当前子帧边界的频偏值。

其中，此步骤中频偏值的计算方法与步骤203中的方法相同，具体请参见步骤203的详细说明。

如图3所示，预先将3个slot划分为一个子帧的情况下，在确定获取到的1slot数据(slot0)为首帧的第一个slot时，本发明实施例只需要计算出第一个slot数据的频偏值即可，并采用获得的频偏值对首帧第二个(slot1)和第三个slot(slot2)数据进行频率纠偏；在一个子帧边界时，根据之前获得的叉积鉴频累加值计算获得当前子帧边界的频偏值，对下一个子帧的数据(slot3，slot4，slot5)进行频率纠偏。

从上述技术方案可以看出，本发明实施例提出的技术方案，只需要在获取到的1slot数据为首帧第一个slot时，缓存1slot数据，无需缓存3slot数据，数据缓存量降低为现有技术的三分之一，节约了缓存空间。

此外，每个子帧边界，本实施例中将每3slot数据划分为一个子帧，根据叉积鉴频累加值计算确定频偏值，通过这种方式能够解决现有技术中通过缓存3slot数据计算获得的频偏值，对缓存的3slot数据进行频率纠偏，带来的瞬时负载消耗很高的问题。

本发明实施例一种自动频率控制的方法，按最多同时处理6个message信道的用户、具有双天线的小区、平均6径纠偏为例，经过测试证明，本发明实施例所述方法与现有方案相比，本实施例的方案中峰值负载为6100cycle，现有方案中峰值负载为28000cycle；本实施例的方案中信道时延为0ms，现有方案中信道时延为2ms；本实施例的方案中消耗的缓存为8.5KB，现有方案中消耗的缓存为25.8KB；可见，本发明方案中不管是峰值负载，还是信道时延或消耗的缓存，均远小于现有方案中的参数，本发明方案能够解决现有技术存在的技术问题。

如图4所示，本发明实施例一种自动频率控制的设备，该设备可以设置在基站的基带部分，所述设备包括：

计算处理模块41，用于对获取到的以时隙或符号为单位划分的数据进行叉积鉴频后获得叉积鉴频值，并与历史叉积鉴频值累加获得叉积鉴频累加值；

频偏计算模块42，用于在子帧边界，根据所述叉积鉴频累加值计算获得当前子帧边界的频偏值；

数据处理模块43，用于根据所述频偏值对下一个子帧的数据进行频率纠偏。

具体的，本发明实施例中根据实际需求，可以将接收到的数据按照时隙(slot)或符号(symbol)为单位进行划分；具体划分方式可以参见图1-3所述实施例中的相关描述。

具体的，本实施例中对获得的叉积鉴频值进行累加，其中，累加的方式可以包括按照用户的方式累加，也可按用户所属的天线分别累加；具体累加方式可以参见图1-图3所示的方法实施例中的相关描述。

在本发明的一个可选实施例中，该设备还可以包括：

判定执行模块44，用于确定获取到的以时隙为单位划分的数据是否为首帧的第一个时隙数据；

该计算处理模块41还用于，在获取到的所述数据为首帧的第一个时隙数据时，确定获取到的所述第一个时隙数据的第一频偏值。

具体的，本发明实施例中可以通过预先设定一个首帧指示的方式来标识首帧，无数据时初始化首帧指示为首帧，当检测到首帧指示时，可确定当前1slot数据为首帧第一个slot。需要说明的是首帧指示可以不包含在传输的解扰解扩数据中，可以通过软件或硬件的方式实现。

在本发明的一个可选实施例中，该计算处理模块41可以进一步包括：

存储单元411，用于缓存获取到的所述第一个时隙数据；

第一计算单元412，用于根据所述缓存的第一个时隙数据进行叉积鉴频获得的叉积鉴频值，与历史叉积鉴频值累加，获得所述第一个时隙数据的叉积鉴频累加值；

第二计算单元413，用于根据所述叉积鉴频累加值计算确定获取到的所述第一时隙数据的第一频偏值。

具体的，第一频偏值可以采用反正切方法计算获得；具体可以通过直接计算或者查反正切表的方式来获得第一频偏值。由于该算法为本领域的现有算法，因此计算过程在此不作赘述；

在本发明的一个可选实施例中，该数据处理模块43具体包括：

第一纠偏单元431，用于根据获取到的所述第一时隙数据的第一频偏值，对缓存的所述第一时隙数据进行频率纠偏；

第二纠偏单元432，用于根据获取到的所述第一时隙数据的第一频偏值，对所述第一时隙数据所属的子帧的其余时隙数据进行频率纠偏。

具体的，对获取到的数据可以采用如下两种方式中的任意一种进行纠偏；

在根据用户累加方式获得的所述叉积鉴频累加值，计算频偏值的情况下，可以按照用户进行频率纠偏；

在根据用户所属天线分别累加方式获得的所述叉积鉴频累加值，计算频偏值的情况下，则需要区分数据对应的天线，不同天线数据使用对应天线计算获得的频偏值进行频率纠偏；

由于上述纠偏方式为本领域的现有技术，在此不作赘述；

在本发明的一个可选实施例中，该数据处理模块43具体用于：

在获取到的所述数据不是首帧的第一个子帧中的数据时，根据上一个子帧边界计算获得的频偏值，对获取到的所述数据进行频率纠偏。

需要说明的是，本发明实施例所述设备是基于图1-图3所述的方法实施例的技术方案直接获得的设备实施例，包含了与图1-图3所述的方法实施例相同或相应的技术特征，因此本实施例中不对重复性的内容进行说明，具体可以参见图1-图3所述的方法实施例中的相关描述。

本发明实施例一种自动频率控制的方法及设备，通过对获取到的按照时隙或符号划分的数据，进行叉积鉴频后获得叉积鉴频值，并与历史叉积鉴频值累加获得叉积鉴频累加值；在子帧边界，根据叉积鉴频累加值计算获得的当前子帧边界的频偏值对下一个子帧的数据进行频率纠偏，能够降低了瞬时负载；同时，由于本发明实施例中频偏估计过程先于需纠偏的数据，与现有技术相比能够减少信道时延。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种自动频率控制的方法，其特征在于，包括：

对获取到的以时隙或符号为单位划分的数据，进行叉积鉴频后获得叉积鉴频值，并与历史叉积鉴频值累加获得叉积鉴频累加值；

在子帧边界，根据所述叉积鉴频累加值计算获得当前子帧边界的频偏值；

根据所述频偏值对下一个子帧的数据进行频率纠偏；

所述方法还包括：确定获取到的以时隙为单位划分的数据是否为首帧的第一个时隙数据，若是，在获取到的所述数据为首帧的第一个时隙数据时，确定获取到的所述第一个时隙数据的第一频偏值，若否，在获取到的所述数据不是首帧的第一个时隙中的数据时，根据上一个子帧边界计算获得的频偏值，对获取到的所述数据进行频率纠偏。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定获取到的所述第一个时隙数据的第一频偏值，包括：

缓存获取到的所述第一个时隙数据；

根据对所述缓存的第一个时隙数据进行叉积鉴频获得的叉积鉴频值，与历史叉积鉴频值累加，获得所述第一个时隙数据的叉积鉴频累加值；

根据所述叉积鉴频累加值计算确定获取到的所述第一个时隙数据的第一频偏值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据获取到的所述第一个时隙数据的第一频偏值，对缓存的所述第一个时隙数据进行频率纠偏；

根据获取到的所述第一个时隙数据的第一频偏值，对所述第一个时隙数据所属的子帧的其余时隙数据进行频率纠偏。

4.一种自动频率控制设备，其特征在于，包括：

计算处理模块，用于对获取到的以时隙或符号为单位划分的数据进行叉积鉴频后获得叉积鉴频值，并与历史叉积鉴频值累加获得叉积鉴频累加值；

频偏计算模块，用于在子帧边界，根据所述叉积鉴频累加值计算获得当前子帧边界的频偏值；

数据处理模块，用于根据所述频偏值对下一个子帧的数据进行频率纠偏；

所述设备还包括：判定执行模块，用于确定获取到的以时隙为单位划分的数据是否为首帧的第一个时隙数据；

若所述判定执行模块判断结果为是，所述计算处理模块还用于：在获取到的所述数据为首帧的第一个时隙数据时，确定获取到的所述第一个时隙数据的第一频偏值；

若所述判定执行模块判断结果为否，所述数据处理模块具体用于：在获取到的所述数据不是首帧的第一个时隙中的数据时，根据上一个子帧边界计算获得的频偏值，对获取到的所述数据进行频率纠偏。

5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述计算处理模块进一步包括：

存储单元，用于缓存获取到的所述第一个时隙数据；

第一计算单元，用于根据对所述缓存的第一个时隙数据进行叉积鉴频获得的叉积鉴频值，与历史叉积鉴频值累加，获得所述第一个时隙数据的叉积鉴频累加值；

第二计算单元，用于根据所述叉积鉴频累加值计算确定获取到的所述第一个时隙数据的第一频偏值。

6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述数据处理模块具体包括：

第一纠偏单元，用于根据获取到的所述第一个时隙数据的第一频偏值，对缓存的所述第一个时隙数据进行频率纠偏；

第二纠偏单元，用于根据获取到的所述第一个时隙数据的第一频偏值，对所述第一个时隙数据所属的子帧的其余时隙数据进行频率纠偏。