CN115913441B - 多模通信模块时钟频偏联合估计方法及初始频偏校准方法 - Google Patents
多模通信模块时钟频偏联合估计方法及初始频偏校准方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115913441B CN115913441B CN202310028096.1A CN202310028096A CN115913441B CN 115913441 B CN115913441 B CN 115913441B CN 202310028096 A CN202310028096 A CN 202310028096A CN 115913441 B CN115913441 B CN 115913441B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- frequency offset
- value
- communication module
- multimode communication
- clock
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
Landscapes
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
本申请涉及通信技术领域,提供一种多模通信模块时钟频偏联合估计方法及初始频偏校准方法。所述多模通信模块时钟频偏联合估计方法包括:获取各通信模式下的信标帧,根据信标帧中的信标时间戳确定多模通信模块在各通信模式下的频偏瞬时值;保存各通信模式下最新的频偏瞬时值形成频偏数据矩阵;根据不同通信模式对频偏的敏感度确定各通信模式对应的频偏敏感度权重因子;对频偏数据矩阵中的各通信模式下的频偏瞬时值赋予对应的频偏敏感度权重因子,根据该频偏数据矩阵计算多模通信模块的时钟频偏估计值。上述方法提高了时钟频偏估算的精度和准确度,基于上述方法的初始频偏校准方法,提高了频偏调整的效率和准确性。
Description
技术领域
本申请涉及通信技术领域,具体地涉及一种多模通信模块时钟频偏联合估计方法、一种多模通信模块初始频偏校准方法、一种多模通信模块初始频偏校准系统、一种多频段多网络共存场景的初始频偏校准方法以及一种多模通信模块。
背景技术
为适应日益多样性的业务需求,在用电信息采集系统的建设中,融合电力线和无线通信的异构多模通信系统成为主要发展方向。在异构多模通信系统中,多模通信模块主要应用宽带载波、窄带载波、微功率无线等通信技术,其主要采用正交频分复用(OFDM)技术,OFDM技术对频偏非常敏感,通常要求同步精度1ppm以内。现有的多模通信模块使用的是精度不高的无源晶振,受晶振电路参数匹配、晶体自身频率准确度、环境温度、晶体老化等诸多因素影响,因此时钟精度不高,会造成多模通信模块的时钟工作频率出现偏差(即频偏)。频偏会破坏OFDM信号子载波之间的正交性,导致信噪比下降的同时带来子信道间串扰,显著增加OFDM信号接收的符号误码率。而且,时钟精度对通信单元的组网通信和时钟同步信号采集也有很大影响。因此有必要对多模通信模块的时钟频偏进行准确地估算并进行快速校准,以保证多模通信网络的通信性能和可靠性。
目前,时钟频偏校准的解决方案主要有以下几种:
一、采用GPS卫星导航信号进行时钟同步,利用高度稳定、精确的星载原子钟作为信号源进行时间传输和比对,但由于GPS天线是有线的,使用GPS时钟布线成为推广使用的瓶颈。
二、采用温补或恒温晶振进行时钟同步,其优点是支持纠正频偏的范围大、精度高,缺点是温补或恒温晶振的价格非常高,直接拉高了产品成本。
三、采用通信解调信号进行时钟同步。一种是采用循环前缀相关的方法,利用Cyclic Prefit的重复特性,使用接收信号的自相关函数来估计相位偏差,根据相位偏差计算出频率偏差。但是Cyclic Prefit长度较短,频率偏差估计的精度较低,并且由于累积时间较长,可估计的归一化频偏范围小,频偏校准方法计算复杂;另一种是利用下行导频信道中的下行同步OFDM符号通过时域上的运算得到载波频偏,由于下行同步信号长度有限,频偏估计的精度会受到噪声影响,在短短的几个子信号帧内不能将频偏估计的误差调整到OFDM系统所需的范围内,从而造成频偏调整的效率较低,无法实现快速频偏调整。
综上,现有技术存在时钟频偏估算精度低,时钟频偏调整效率低,无法实现快速频偏校准等缺陷。
发明内容
为了解决上述的时钟频偏估算精度低以及时钟频偏调整效率低的问题,本申请实施例中提供了一种多模通信模块时钟频偏联合估计方法、一种多模通信模块初始频偏校准方法及系统。
本申请实施例的第一方面提供了一种多模通信模块时钟频偏联合估计方法,包括:
获取各通信模式下的信标帧,根据信标帧中的信标时间戳确定多模通信模块在各通信模式下的频偏瞬时值;
保存各通信模式下最新的频偏瞬时值形成频偏数据矩阵;
根据不同通信模式对频偏的敏感度确定各通信模式对应的频偏敏感度权重因子;
对频偏数据矩阵中的各通信模式下的频偏瞬时值赋予对应的频偏敏感度权重因子,根据该频偏数据矩阵计算多模通信模块的时钟频偏估计值。
本申请实施例中,获取各通信模式下的信标帧,根据信标帧中的信标时间戳确定多模通信模块在各通信模式下的频偏瞬时值,包括:
提取第n通信模式下t时刻信标帧中的信标时间戳和t-1时刻信标帧中的信标时间戳,以及获取第n通信模式下t时刻信标帧同步时对应的本地时钟值和t-1时刻信标帧同步时对应的本地时钟值;
计算第n通信模式下t时刻信标帧中的信标时间戳与t-1时刻信标帧中的信标时间戳的差值得到信标时间差,以及计算第n通信模式下t时刻信标帧同步时对应的本地时钟值与t-1时刻信标帧同步时对应的本地时钟值的差值得到本地时钟差;
计算信标时间差与本地时钟差的差值,将该差值与本地时钟差的比值确定为第n通信模式下的频偏瞬时值。
本申请实施例中,根据信标帧中的信标时间戳确定多模通信模块在各通信模式下的频偏瞬时值,还包括:
若t时刻信标帧中的信标时间戳与t-1时刻信标帧中的信标时间戳的差值低于预设门限最低值,则舍弃t时刻信标帧,等待下一信标帧;
若t时刻信标帧中的信标时间戳与t-1时刻信标帧中的信标时间戳的差值高于预设门限最高值,则舍弃t-1时刻信标帧,将t时刻信标帧中的信标时间戳作为t-1时刻信标帧中的信标时间戳,等待下一信标帧。
本申请实施例中,保存各通信模式下最新的频偏瞬时值形成频偏数据矩阵,包括:通过移动的频偏值保存窗口分别保存n个通信模式下最新的m个时刻的频偏瞬时值,得到频偏数据矩阵。
本申请实施例中,根据不同通信模式对频偏的敏感度确定频偏敏感度权重因子,包括:对应n个通信模式的频偏敏感度权重因子之和为1.0。
本申请实施例中,所述多模通信模块时钟频偏联合估计方法还包括:
根据所述多模通信的时钟频偏估计值补偿本地时钟计数器,调整锁相环分数倍频系数,以实现多模通信的本地时钟频偏校准。
本申请实施例的第二方面提供了一种多模通信模块初始频偏校准方法,包括:
根据接收到的中央协调器发送的信标帧,采用上述第一方面提供的多模通信模块时钟频偏联合估计方法得到多模通信模块的时钟频偏估计值;
根据得到的时钟频偏估计值对多模通信模块的时钟频偏进行多次校正,记录多次校正的时钟频偏校正值,形成多模通信模块的时钟频偏校正值序列;
获取所述时钟频偏校正值序列,根据所述时钟频偏校正值序列估算多模通信模块的稳定频偏值;
将所述稳定频偏值作为多模通信模块再次上电时的初始频偏值进行初始频偏校准。
本申请实施例中,根据所述时钟频偏校正值序列预测多模通信模块的稳定频偏值,包括:根据时钟频偏校正值序列进行三次样条插值得到三次样条插值估计值,将三次样条插值函数值作为稳定频偏值。
本申请实施例中,所述多模通信模块初始频偏校准方法还包括:
根据所述稳定频偏值确定多模通信模块的频偏校准测试是否通过;
在确定多模通信模块的频偏校准测试通过时,发送含有稳定频偏值的频偏校准命令帧到多模通信模块。
本申请实施例中,根据所述稳定频偏值确定多模通信模块的频偏校准测试是否通过,包括:
根据时钟频偏校正值序列得到频偏稳定标识;
根据所述稳定频偏值和所述频偏稳定标识确定多模通信模块的频偏校准测试是否通过。
本申请实施例的第三方面提供了多模通信模块初始频偏校准系统,包括:
中央协调器,用于以固定的时间间隔发送信标帧;
多模通信模块,用于接收中央协调器发送的信标帧,根据接收到的信标帧,采用上述第一方面提供的多模通信模块时钟频偏联合估计方法得到时钟频偏估计值,根据时钟频偏估计值对自身的时钟频偏进行多次校正,记录多次校正的时钟频偏校正值形成时钟频偏校正值序列;
频偏测试装置,用于获取多模通信模块的时钟频偏校正值序列,根据所述时钟频偏校正值序列估算多模通信模块的稳定频偏值,将所述稳定频偏值发送到多模通信模块;
所述多模通信模块还用于将接收到的稳定频偏值作为再次上电时的初始频偏值进行初始频偏校准。
本申请实施例中,所述频偏测试装置根据时钟频偏校正值序列进行三次样条插值得到三次样条插值估计值,将三次样条插值估计值作为稳定频偏值。
本申请实施例中,所述频偏测试装置还用于在多模通信模块的初始频偏校准测试过程中,根据时钟频偏校正值序列得到频偏稳定标识,根据所述稳定频偏值和所述频偏稳定标识确定多模通信模块的频偏校准测试是否通过。
本申请实施例的第四方面提供了一种多频段多网络共存场景的初始频偏校准方法,包括:
在多频段多网络共存组网过程中,通过多模通信模块在与多个网络相对应的不同频段上获取信标帧;
根据在与多个网络相对应的不同频段上获取的信标帧,采用上述第一方面提供的多模通信模块时钟频偏联合估计方法得到多模通信模块在各个网络的时钟频偏值;
根据多模通信模块在各个网络的时钟频偏值生成对应各个网络的频偏值映射表,将所述频偏值映射表保存到多模通信模块的非易失性存储器中;
确定多模通信模块待加入的网络,查询多模通信模块中保存的频偏值映射表获取对应待加入的网络的时钟频偏值,将该时钟频偏值作为该多模通信模块在该网络的初始频偏值进行频偏校准,使多模通信模块自身的时钟频率与待加入的网络的时钟频率同步。
本申请实施例中,所述多频段多网络共存场景的初始频偏校准方法还包括:在多频段多网络共存组网成功之后,对多模通信模块中保存的频偏值映射表进行周期性的更新。
本申请实施例中,所述多频段多网络共存场景的初始频偏校准方法还包括:若网络中的多模通信模块需要重新入网,则查询该多模通信模块中保存的频偏值映射表获取对应网络的时钟频偏值,将该时钟频偏值作为该多模通信模块重新入网的初始频偏值进行频偏校准。
本申请实施例中,所述多频段多网络共存场景的初始频偏校准方法还包括:在动态路由维护过程中若多模通信模块启动代理变更组成新的网络拓扑,则查询该多模通信模块中保存的频偏值映射表获取对应变更后网络的时钟频偏值,将该时钟频偏值作为该多模通信模块在变更后网络的初始频偏值进行频偏校准。
本申请实施例的第五方面提供了一种多模通信模块,包括控制单元、本地时钟以及多个通信单元,多个通信单元分别对应多个通信模式,还包括:
频偏估计单元,用于:
监听各个通信单元在对应通信模式下接收的信标帧,根据信标帧中的信标时间戳确定各个通信单元在对应通信模式下的频偏瞬时值;
保存各个通信单元在对应通信模式下最新的频偏瞬时值,形成频偏数据矩阵;
根据不同通信模式对频偏的敏感度确定各通信模式对应的频偏敏感度权重因子;
对频偏数据矩阵中对应各通信模式的频偏瞬时值赋予对应的频偏敏感度权重因子,根据该频偏数据矩阵计算多模通信的时钟频偏估计值。
本申请实施例中,所述频偏估计单元提取第n通信模式下t时刻信标帧中的信标时间戳和t-1时刻信标帧中的信标时间戳,以及获取第n通信模式下t时刻信标帧同步时对应的本地时钟值和t-1时刻信标帧同步时对应的本地时钟值;计算第n通信模式下t时刻信标帧中的信标时间戳与t-1时刻信标帧中的信标时间戳的差值得到信标时间差,以及计算第n通信模式下t时刻信标帧同步时对应的本地时钟值与t-1时刻信标帧同步时对应的本地时钟值的差值得到本地时钟差;计算信标时间差与本地时钟差的差值,将该差值与本地时钟差的比值确定为第n通信模式下的频偏瞬时值。
本申请实施例中,所述频偏估计单元通过移动的频偏值保存窗口分别保存n个通信模式下最新的m个时刻的频偏瞬时值,得到频偏数据矩阵。
本申请实施例提供的多模通信模块时钟频偏联合估计方法,通过多模通信模块根据当前接收到的中心节点信标帧的信标时间戳和在各自通信模式下锁存的信标帧同步时刻的本地时钟值,估算出各通信模式下网络的频偏瞬时值,通过引入频偏敏感度权重因子的频偏数据矩阵联合计算得到多模通信模块的频偏值,使估算结果准确可靠,提高了时钟频偏估算的精度和准确度。
本申请实施例提供的多模通信模块初始频偏校准方法,通过上述的时钟频偏联合估计方法得到时钟频偏估计值,对多模通信模块的时钟频偏进行多次校正得到时钟频偏校正值序列,根据时钟频偏校正值序列得到稳定频偏值,根据稳定频偏值对多模通信模块的频偏值进行快速校准,提高了频偏调整的效率和准确性。
本申请实施例提供的多频段多网络共存场景的初始频偏校准方法,在组网时通过多模通信模块形成对应所有网络的频偏值映射表,在确定待加入的网络后选择对应该网络的频偏值作为初始频偏对多模通信模块的频偏进行校准,补偿本地时钟进行时钟同步,使整个网络的网络基准时间达到统一,无需在尝试入网过程中反复等待信标帧进行频偏校准值计算,实现了多网络共存场景下频偏快速校准,支撑快速组网,提升整个网络的通信效率和可靠性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1为多模通信网络系统的拓扑图;
图2为本申请中多模通信模块的时间同步示意图;
图3为本申请实施例提供的多模通信模块时钟频偏联合估计方法的流程图;
图4为本申请实施例提供的时钟频偏估计算法传函;
图5为本申请实施例提供的多模通信模块初始频偏校准方法的流程图;
图6为本申请实施例提供的频偏校准曲线;
图7为本申请实施例提供的多模通信模块初始频偏校准系统的示意图;
图8为本申请实施例提供的多模通信模块初始频偏校准测试的流程图;
图9为多网络共存的多模通信网络系统的拓扑图;
图10为本申请实施例提供的多频段多网络共存场景的初始频偏校准方法的流程图;
图11为本申请实施例提供的多模通信模块的结构框图。
具体实施方式
为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明,显然,所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例,而不是所有实施例的穷举。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
图1为结合宽带电力线载波、窄带电力线载波和微功率无线通信的多模通信网络系统的拓扑图,图1中CCO(Central Coordinator)表示中央协调器,CCO作为中心节点;PCO(Proxy Coordinator)表示代理协调器,PCO 作为代理节点;STA表示多模通信模块,作为终端节点;HPLC表示宽带电力线载波,NBPLC表示窄带电力线载波,RF表示微功率无线通信。如图1所示,以中央协调器CCO为中心,以代理协调器PCO为中继代理,连接所有的多模通信模块STA的多级关联的树状结构,所有多模通信模块通过电力线载波信道和无线信道上传业务数据,其中STA1、STA2、STA3与CCO直接通信,STA4、STA5通过一个代理协调器PCO1与CCO通信,STA6、STA7依次通过代理协调器PCO2和PCO1与CCO通信。本申请中的多模通信模块可以同时支持多种通信模式,例如同时支持宽带电力线载波通信、窄带电力线载波通信和微功率无线通信。
多模通信网络采用时分多址(Time division multiple access,简称 TDMA)和载波监听多路访问(Carrier Sense Multiple Access,简称CSMA)相结合的信道访问机制来共享电力载波信道或无线信道。CCO在电力载波网络和无线网络周期性地发送信标帧来规划TDMA时隙和CSMA时隙,时隙的时间基准都基于CCO的 NTB计时器,同时各节点分别在其对应网络维护一个本地NTB计时器。本地NTB计时器的频率和绝对值与CCO的NTB计时器保持同步,以此为基准,解析中心节点CCO的时隙分配,从而达到全网站点在其网络对时隙分配的统一理解和使用,实现分别在各网络与CCO NTB计时器的同步。
如图2为多模通信模块的时间同步示意图。如图2所示,多模通信模块包括分别对应n种通信模式的n个通信单元,多模通信模块用自己的时钟源作为本地时钟。作为中心节点的CCO或作为代理节点的PCO在电力载波信道周期性发送有线信标时间戳,同时在无线信道周期性发送无线信标时间戳,有线信标时间戳和无线信标时间戳均是CCO的NTB。在发现信标帧的过程中,由多模通信模块STA评估出本地NTB(即本地时钟)。网络中各子节点(STA/PCO)在收到中心节点(PCO/CCO)信标帧时会进行本地时钟校对,实现与CCO的 NTB保持同步。
本申请实施方式基于上述理论基础,首先,提出一种多模通信模块时钟频偏联合估计方法,以解决现有技术中频偏计算效率低的问题;其次,提出一种多模通信模块初始频偏校准方法,保证投入现场应用的多模通信模块频偏值符合要求,能精确稳定的提供通信服务;然后,针对现有技术中多是单网络的频偏校准,未涉及多网络频偏校准的问题,提出多频段多网络共存场景的初始频偏校准方法,实现网络时间快速同步和校准,支撑快速组网及快速网络恢复。
图3为本申请实施例提供的多模通信模块时钟频偏联合估计方法的流程图。如图3所示,本实施例提供的多模通信模块时钟频偏联合估计方法,包括以下步骤:
步骤101,获取各通信模式下的信标帧,根据信标帧中的信标时间戳确定多模通信模块在各通信模式下的频偏瞬时值。
具体的,提取第n通信模式下t时刻信标帧中的信标时间戳和t-1时刻信标帧中的信标时间戳,以及获取第n通信模式下t时刻信标帧同步时对应的本地时钟值和t-1时刻信标帧同步时对应的本地时钟值;计算第n通信模式下t时刻信标帧中的信标时间戳与t-1时刻信标帧中的信标时间戳的差值得到信标时间差,以及计算第n通信模式下t时刻信标帧同步时对应的本地时钟值与t-1时刻信标帧同步时对应的本地时钟值的差值得到本地时钟差;计算信标时间差与本地时钟差的差值,将该差值与本地时钟差的比值确定为第n通信模式下的频偏瞬时值。
若t时刻信标帧中的信标时间戳与t-1时刻信标帧中的信标时间戳的差值低于预设门限最低值,则舍弃t时刻信标帧,判定t时刻信标帧为干扰的信标帧,等待下一信标帧;若t时刻信标帧中的信标时间戳与t-1时刻信标帧中的信标时间戳的差值高于预设门限最高值,则舍弃t-1时刻信标帧,将t时刻信标帧中的信标时间戳作为t-1时刻信标帧中的信标时间戳,判定t-1时刻信标帧丢失,等待下一信标帧。
步骤102,保存各通信模式下最新的频偏瞬时值形成频偏数据矩阵。
步骤103,根据不同通信模式对频偏的敏感度确定各通信模式对应的频偏敏感度权重因子。
步骤104,对频偏数据矩阵中的各通信模式下的频偏瞬时值赋予对应的频偏敏感度权重因子,根据所述频偏数据矩阵计算多模通信模块的时钟频偏估计值。
在一个具体的实施例中,多模通信模块STA监听通信模式1下中心节点CCO发送的信标帧,计算接收到的连续两帧信标帧的信标时间差Δbts 1 (t)及多模通信模块STA本地时钟接收连续两帧信标帧的时间差Δlctm 1 (t),即Δbts 1 (t)= bts 1 (t)-bts 1 (t-1);Δlctm 1 (t)= lctm 1 (t)-lctm 1 (t-1);其中,bts 1 (t)、bts 1 (t-1)为通信模式1中t、t-1时刻信标帧中的信标时间戳;lctm 1 (t)、lctm 1 (t-1)为通信模式1中t、t-1时刻信标帧同步时对应的本地NTB值。设定一个信标时间有效门限值,当时间差Δbts 1 (t)在门限值范围内,认为信标时间有效,该值可用作频偏值估计。若时间差Δbts 1 (t)低于设定的门限最低值,认为STA接收到干扰的信标帧,则舍弃bts 1 (t)、lctm 1 (t)等待下一帧信标;若时间差Δbts 1 (t)高于设定的门限最高值,认为STA丢失了信标帧,则舍弃bts 1 (t-1)和lctm 1 (t-1),将bts 1 (t)、lctm 1 (t)作为bts 1 (t-1)、lctm 1 (t-1)等待下一帧信标。通信模式1的频偏瞬时值为:Δf e1 (t)=(Δbts 1 (t)-Δlctm 1 (t))/Δlctm 1 (t)。
设计一个频偏有效门限值,对估计的频偏瞬时值进行筛选,当其在频偏有效门限范围外时,剔除该值。同理,多模通信模块STA监听其它通信模式下的信标帧,并根据上述方法计算出通信模式2至通信模式n的频偏瞬时值,时钟频偏估计算法传函如图4所示。根据图4所示的时钟频偏估计算法传函,可以得到多模通信模块分别在n个通信模式下的频偏瞬时值,记为:Δf e1 (t), Δf e2 (t), Δf e3 (t), …Δf en (t)。
参照图4,为提高频偏估计的准确度,剔除干扰信标帧及防止丢失信标帧,设置一个信标时间有效门限,对多模通信模块的本地时钟接收连续两帧信标时间差进行筛选,满足信标时间有效门限要求的可用作频偏估计参数。为提高频偏估计的精度,增加频偏估计的迭代次数,保存前m个频偏估计瞬时值,经矩阵综合计算得到最终的多模通信模块的频偏估计值,设置一个频偏估计值有效门限,对估计的频偏异常值进行筛选,对于不满足频偏值有效门限要求的值进行剔除。
为了提高估计的准确度,设计一个移动的频偏值保存窗口,分别保存多模通信网络的n个通信模式下的最新m个频偏瞬时值,得到一组频偏数据矩阵:
根据不同通信模式对频偏的敏感度,提出频偏敏感度权重因子,为多模通信模块频偏估计分配不同的权重值,权重越高表示该通信模式对频偏敏感度越高,反之,权重越低表示该通信模式对频偏敏感度越低。本实施例中对应n个通信模式的频偏敏感度权重因子为[β 1 ,β 2 ,…β n ] T ,其中权重因子之和为1.0。根据引入频偏敏感度权重因子的频偏数据矩阵,可计算得到多模通信模块的频偏联合估计值Δf e 。引入频偏敏感度权重因子的频偏数据矩阵的计算式如下:
在确定多模通信模块的时钟频偏估计值后,根据该时钟频偏估计值补偿本地时钟计数器,调整锁相环分数倍频系数,将多模通信模块本地计数器偏差校准至中心节点发送信标帧的时间基准,实现多模通信的本地时钟频偏校准。
本实施例提供的多模通信模块时钟频偏联合估计方法,通过多模通信模块根据当前接收到的中心节点信标帧的信标时间戳和在各自通信模式下锁存的信标帧同步时刻的本地时钟值,估算出各通信模式下网络的频偏瞬时值,通过引入频偏敏感度权重因子的频偏数据矩阵联合计算得到多模通信模块的频偏值,使估算结果准确可靠,提高了时钟频偏估算的精度和准确度。
需要说明的是,本申请的发明构思“根据当前接收到的中心节点信标帧的信标时间戳和在各自通信模式下锁存的信标帧同步时刻的本地时钟值,估算出各通信模式下网络的频偏瞬时值的方法”也适用于单模通信模块的频偏值估算。
图5为本申请实施例提供的多模通信模块初始频偏校准方法的流程图。如图5所示,本实施例提供一种多模通信模块初始频偏校准方法,包括以下步骤:
步骤201,根据接收到的中央协调器(CCO)发送的信标帧,采用上述实施例提供的多模通信模块时钟频偏联合估计方法得到多模通信模块的时钟频偏估计值;
步骤202,根据得到的时钟频偏估计值对多模通信模块的时钟频偏进行多次校正,记录多次校正的时钟频偏校正值形成多模通信模块的时钟频偏校正值序列;
步骤203,获取时钟频偏校正值序列,根据时钟频偏校正值序列估算多模通信模块的稳定频偏值;
步骤204,将稳定频偏值作为多模通信模块再次上电时的初始频偏值,根据该初始频偏值直接进行初始频偏校准。
上述步骤202中,在多模通信模块的初始频偏校准测试过程中,考虑到多模通信模块的晶体/晶振(本地时钟的时钟源)上电工作一段时间之后才趋于稳定。对多模通信模块的时钟频偏进行多次校正,目的是逐次逼近得到准确的频偏值。设定待测试的多模通信模块频偏校正的次数为N,当多模通信模块接收信标帧时间T>N×ΔT,频偏测试装置向待测试的多模通信模块发送读取频偏值的测试帧,读取多模通信模块的频偏校正值序列[Δf e (0), Δf e (1), Δf e (2), …Δf e (N)],其中∆f e(0)为多模通信模块的晶体上电初始频偏值。
上述步骤203中,根据时钟频偏校正值序列进行三次样条插值得到三次样条插值估计值,将三次样条插值估计值作为稳定频偏值。具体的,将获取的频偏校正值时间序列[T (0),T(1),T(2), …T(N)]作为自变量,频偏校正值序列[Δf e (0), Δf e (1), Δf e (2), …Δf e (N)]作为因变量,分别代入预设的三次样条插值函数中,求得三次样条插值函数的系数,其中,三次样条插值函数为3次多项式,该三次样条插值函数的二阶导函数连续及插值点的二阶导函数值为0,进而求出插值节点对应的三次样条插值估计值,作为预测的稳定频偏值∆f e(s)。
在一个实施例中,所述多模通信模块初始频偏校准方法还包括:根据稳定频偏值确定多模通信模块的频偏校准测试是否通过。具体为,根据时钟频偏校正值序列得到频偏稳定标识,根据稳定频偏值和频偏稳定标识确定多模通信模块的频偏校准测试是否通过。在确定多模通信模块的频偏校准测试通过时,发送含有稳定频偏值的频偏校准命令帧到待测的多模通信模块。具体的,对Δf e (0), Δf e (1), Δf e (2), …Δf e (N)的抖动值按照门限值ΔF eT0 进行判断,并通过频偏稳定标识N(t)表示:
则定义晶体频偏检测通过的标准条件为:
其中,ΔF eT0 为频偏抖动最大门限值,ΔF eT1 为初始频偏最大门限值,ΔF eT2 为稳定频偏最大门限值。
当多模通信模块的频偏满足上述标准条件,则频偏校准测试通过,否则频偏测试失败。
对于通过频偏校准测试的多模通信模块,需对其进行频偏快速校准。频偏测试装置将预测的稳定频偏值∆f e(s)通过频偏校准命令帧发送给多模通信模块,多模通信模块将该稳定频偏值保存在非易失性存储器(NV)中,作为再次上电的初始频偏值,进行直接快速校准,消除上电后时钟初始频偏误差。
根据本申请实施例的频偏校准方法得到的多模通信模块的频偏校准曲线如图6所示,直观地体现该方法对于频偏校准的速度和校准能力。图6中,实曲线部分为频偏测试装置实测的频偏值,虚曲线部分为根据三次样条插值函数预测的频偏值,其中ts时刻为预测的稳定频偏值。根据预测的稳定频偏值补偿本地时钟,可实现对多模通信模块的频偏快速校准。
本实施例提供的多模通信模块初始频偏校准方法,通过时钟频偏联合估计方法得到时钟频偏校正值序列[Δf e (0), Δf e (1), Δf e (2), …Δf e (N)],对时钟频偏校正值序列进行三次样条插值估计得到稳定频偏值,根据稳定频偏值对多模通信模块的频偏值进行快速校准,保证投入现场应用的多模通信模块频偏值符合要求,能精确稳定的提供通信服务,以保障用电信息采集系统的通信的稳定性和准确性。此外,在进行三次样条插值估计时,还可以根据预测精度要求选择时钟频偏校正值序列的N值,以加快频偏校正的速率。
图7为本申请实施例提供的多模通信模块初始频偏校准系统的示意图。如图7所示,本实施例提供一种多模通信模块初始频偏校准系统,包括:中央协调器、多模通信模块以及频偏测试装置。中央协调器和多模通信模块分别安装到测试主板上,中央协调器的测试主板与多模通信模块的测试主板之间采用PLC连接或RF连接(射频线连接),测试主板与频偏测试装置通过串口连接。中央协调器(CCO)具有高稳定度的时钟源作为基准。中央协调器(CCO)以固定的时间间隔发送信标帧到待校准的多模通信模块(STA)。待校准的多模通信模块(STA)接收中央协调器发送的信标帧,根据接收到的信标帧,采用上述实施例提供的多模通信模块时钟频偏联合估计方法得到时钟频偏估计值,根据时钟频偏估计值对自身的时钟频偏进行多次校正,记录多次校正的时钟频偏校正值形成时钟频偏校正值序列。频偏测试装置用于获取多模通信模块的时钟频偏校正值序列,根据时钟频偏校正值序列估算多模通信模块的稳定频偏值,将该稳定频偏值发送到多模通信模块。多模通信模块将接收到的稳定频偏值作为再次上电时的初始频偏值,根据该初始频偏值直接进行初始频偏校准。
参照图8,在一个具体实施例中,在多模通信模块的初始频偏校准测试开始时,中央协调器(CCO)上电,以固定的时间间隔ΔT发送信标帧。多模通信模块(STA)接收信标帧,根据接收的信标帧计算时钟频偏估计值,采用上述实施例提供的多模通信模块时钟频偏联合估计方法计算时钟频偏估计值,并对自身的本地时钟频偏进行校正。由于多模通信模块的晶体/晶振(本地时钟的时钟源)上电工作一段时间之后才趋于稳定。因此需要对多模通信模块的时钟频偏进行多次校正,目的是逐次逼近得到准确的频偏值。设定多模通信模块频偏校正的次数为N,判断多模通信模块接收信标帧时间是否满足T>N×ΔT,当多模通信模块接收信标帧时间T>N×ΔT,频偏测试装置向多模通信模块发送读取频偏值的测试帧,获得多模通信模块的频偏校正值序列[Δf e (0), Δf e (1), Δf e (2), …Δf e (N)],其中∆f e(0)为多模通信模块的晶体上电初始频偏值。同时得到频偏稳定标识N(t),该频偏稳定标识N(t)表示为:;
则定义晶体频偏检测通过的标准条件为:
其中,ΔF eT0 为频偏抖动最大门限值,ΔF eT1 为初始频偏最大门限值,ΔF eT2 为稳定频偏最大门限值。
频偏测试装置根据频偏校正值序列进行三次样条插值估计得到稳定频偏值∆f e(s)。具体的,将获得的频偏校正值时间序列[T(0),T(1),T(2), …T(N)]作为自变量,频偏校正值序列[Δf e (0), Δf e (1), Δf e (2), …Δf e (N)]作为因变量,分别代入预设的三次样条插值函数中,求得三次样条插值函数的系数,其中,三次样条插值函数为3次多项式,该三次样条插值函数的二阶导函数连续及插值点的二阶导函数值为0,进而求出插值节点对应的三次样条插值估计值,作为预测的稳定频偏值∆f e(s)。判断以下条件是否满足:|Δfe(0)|≤初始频偏最大门限ΔF eT1 ;且|Δf e (s)|≤稳定频偏最大门限ΔF eT2 ;且∀N(t)=1;若上述条件满足,则频偏校准测试通过,否则频偏测试失败。
确定多模通信模块频偏校准测试通过后,频偏测试装置将预测的稳定频偏值∆f e(s)通过频偏校准命令帧发送给多模通信模块。多模通信模块将该稳定频偏值保存在非易失性存储器(NV)中,作为再次上电的初始频偏值,进行直接快速校准,消除上电后时钟初始频偏误差。
此外,在进行三次样条插值估计时,可以根据预测精度要求选择时钟频偏校正值序列的N值,以加快频偏校正的速率。
如图9所示,在实际应用情况,一个配电变压器区域内可能会安装多个CCO,多个CCO可能在不同的频段。当CCO彼此安装距离较近时会形成多网络共存的环境,即相邻网络共用电力线作为载波信号传输通道,多网络共存时可能出现网络切换情况。由于同一个STA在不同网络的频偏值不同,网络切换后会影响整个网络的通信效果,甚至不能通信。因此需要对多频段多网络共存场景下的初始频偏进行快速校准。
图10为本申请实施例提供的多频段多网络共存场景的初始频偏校准方法的流程图。如图10所示,本实施例提供一种多频段多网络共存场景的初始频偏校准方法,包括以下步骤:
步骤301,在多频段多网络共存组网过程中,通过多模通信模块在与多个网络相对应的不同频段上获取信标帧;
步骤302,根据在与多个网络相对应的不同频段上获取的信标帧,采用上述实施例提供的多模通信模块时钟频偏联合估计方法得到多模通信模块在各个网络的时钟频偏值;
步骤303,根据多模通信模块在各个网络的时钟频偏值生成对应各个网络的频偏值映射表,将频偏值映射表保存到多模通信模块的非易失性存储器中;
步骤304,确定多模通信模块待加入的网络,查询多模通信模块中保存的频偏值映射表获取对应待加入的网络的时钟频偏值,将该时钟频偏值作为该多模通信模块在该网络的初始频偏值进行频偏校准,使多模通信模块自身的时钟频率与待加入的网络的时钟频率同步。
在通信模块自身的时钟频率与待加入的网络的时钟频率同步之后,对通信模块进行入网认证,完成多频段多网络共存组网。
在多频段多网络共存组网成功之后,对多模通信模块中保存的频偏值映射表进行周期性的更新。
在一个实施例中,若网络中的多模通信模块需要重新入网,则查询该多模通信模块中保存的频偏值映射表获取对应网络的时钟频偏值,将该时钟频偏值作为该多模通信模块重新入网的初始频偏值进行频偏校准。
在另一个实施例中,在动态路由维护过程中若多模通信模块启动代理变更组成新的网络拓扑,则查询该多模通信模块中保存的频偏值映射表获取对应变更后网络的时钟频偏值,将该时钟频偏值作为该多模通信模块在变更后网络的初始频偏值进行频偏校准。
本实施例提供的多频段多网络共存场景的初始频偏校准方法,在组网时通过多模通信模块形成对应所有网络的频偏值映射表,并周期性的更新频偏值映射表中的频偏值,在确定待加入的网络后选择对应该网络的频偏值作为初始频偏对多模通信模块的频偏进行校准,补偿本地时钟进行时钟同步,使整个网络的网络基准时间达到统一,无需在尝试入网过程中反复等待信标帧进行频偏校准值计算,实现了多网络共存场景下频偏快速校准,支撑快速组网,提升整个网络的通信效率和可靠性。当配电变压台区发生停断电时,在恢复供电重启组网或多模通信模块离线需重新入网时,多模通信模块恢复组网成功时可以查询非易失性存储器(NV)中存储的频偏值映射表,取出对应网络的频偏值作为初始频偏值直接补偿本地时钟,无需再次根据信标进行频偏校准值计算,降低网络同步时间,显著提高恢复组网的速度。在动态路由维护过程中,当符合代理变更(网络切换)条件时,多模通信模块启动代理变更流程组成新的网络拓扑。多模通信模块查询NV中存储的多网络频偏值映射表,直接取出对应网络频偏值作为初始频偏补偿本地时钟,避免入网后等待信标进行频偏校正造成时间浪费,实现快速代理变更。而且,多模通信模块将频偏映射表存储至自身的非易失性存储器(NV)中,在台区断电或模块重启时频偏数据不会丢失,保证了数据存储的可靠性。
图11为本申请实施例提供的多模通信模块的结构框图。如图11所示,本实施例提供一种多模通信模块,包括控制单元、本地时钟以及n个通信单元,n个通信单元分别对应n个通信模式,还包括频偏估计单元。频偏估计单元用于监听各个通信单元在对应通信模式下接收的信标帧,根据信标帧中的信标时间戳确定各个通信单元在对应通信模式下的频偏瞬时值;保存各个通信单元在对应通信模式下最新的频偏瞬时值,形成频偏数据矩阵;根据不同通信模式对频偏的敏感度确定频偏敏感度权重因子;对频偏数据矩阵中对应各通信模式的频偏瞬时值赋予对应的频偏敏感度权重因子,根据所述频偏数据矩阵计算多模通信的时钟频偏估计值。
在一实施例中,频偏估计单元提取第n通信模式下t时刻信标帧中的信标时间戳和t-1时刻信标帧中的信标时间戳,以及获取第n通信模式下t时刻信标帧同步时对应的本地时钟值和t-1时刻信标帧同步时对应的本地时钟值;计算第n通信模式下t时刻信标帧中的信标时间戳与t-1时刻信标帧中的信标时间戳的差值得到信标时间差,以及计算第n通信模式下t时刻信标帧同步时对应的本地时钟值与t-1时刻信标帧同步时对应的本地时钟值的差值得到本地时钟差;计算信标时间差与本地时钟差的差值,将该差值与本地时钟差的比值确定为第n通信模式下的频偏瞬时值。若t时刻信标帧中的信标时间戳与t-1时刻信标帧中的信标时间戳的差值低于预设门限最低值,则舍弃t时刻信标帧,判定t时刻信标帧为干扰的信标帧,等待下一信标帧;若t时刻信标帧中的信标时间戳与t-1时刻信标帧中的信标时间戳的差值高于预设门限最高值,则舍弃t-1时刻信标帧,将t时刻信标帧中的信标时间戳作为t-1时刻信标帧中的信标时间戳,判定t-1时刻信标帧丢失,等待下一信标帧。
为了提高估计的准确度,频偏估计单元通过移动的频偏值保存窗口分别保存n个通信模式下最新的m个时刻的频偏瞬时值,得到频偏数据矩阵。
本实施例的多模通信模块得到多模通信的时钟频偏估计值的详细过程/方法及有益效果可以参照上述实施例的多模通信模块时钟频偏联合估计方法的具体描述,此处不再赘述。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本申请实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现,例如,面向对象的程序设计语言Java和直译式脚本语言JavaScript等。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本申请的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样,倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内,则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (18)
1.一种多模通信模块时钟频偏联合估计方法,其特征在于,包括:
获取各通信模式下的信标帧,根据信标帧中的信标时间戳确定多模通信模块在各通信模式下的频偏瞬时值;
保存各通信模式下最新的频偏瞬时值形成频偏数据矩阵;
根据不同通信模式对频偏的敏感度确定各通信模式对应的频偏敏感度权重因子;
对频偏数据矩阵中的各通信模式下的频偏瞬时值赋予对应的频偏敏感度权重因子,根据引入频偏敏感度权重因子的频偏数据矩阵计算多模通信模块的时钟频偏估计值;
其中,保存各通信模式下最新的频偏瞬时值形成频偏数据矩阵,包括:
通过移动的频偏值保存窗口分别保存n个通信模式下最新的m个时刻的频偏瞬时值,得到频偏数据矩阵。
2.根据权利要求1所述的多模通信模块时钟频偏联合估计方法,其特征在于,获取各通信模式下的信标帧,根据信标帧中的信标时间戳确定多模通信模块在各通信模式下的频偏瞬时值,包括:
提取第n通信模式下t时刻信标帧中的信标时间戳和t-1时刻信标帧中的信标时间戳,以及获取第n通信模式下t时刻信标帧同步时对应的本地时钟值和t-1时刻信标帧同步时对应的本地时钟值;
计算第n通信模式下t时刻信标帧中的信标时间戳与t-1时刻信标帧中的信标时间戳的差值得到信标时间差,以及计算第n通信模式下t时刻信标帧同步时对应的本地时钟值与t-1时刻信标帧同步时对应的本地时钟值的差值得到本地时钟差;
计算信标时间差与本地时钟差的差值,将该差值与本地时钟差的比值确定为第n通信模式下的频偏瞬时值。
3.根据权利要求2所述的多模通信模块时钟频偏联合估计方法,其特征在于,根据信标帧中的信标时间戳确定多模通信模块在各通信模式下的频偏瞬时值,还包括:
若t时刻信标帧中的信标时间戳与t-1时刻信标帧中的信标时间戳的差值低于预设门限最低值,则舍弃t时刻信标帧;
若t时刻信标帧中的信标时间戳与t-1时刻信标帧中的信标时间戳的差值高于预设门限最高值,则舍弃t-1时刻信标帧,将t时刻信标帧中的信标时间戳作为t-1时刻信标帧中的信标时间戳。
4.根据权利要求1所述的多模通信模块时钟频偏联合估计方法,其特征在于,根据不同通信模式对频偏的敏感度确定频偏敏感度权重因子,包括:
对应n个通信模式的频偏敏感度权重因子之和为1.0。
5.根据权利要求1所述的多模通信模块时钟频偏联合估计方法,其特征在于,所述方法还包括:
根据所述多模通信的时钟频偏估计值补偿本地时钟计数器,调整锁相环分数倍频系数,以实现多模通信的本地时钟频偏校准。
6.一种多模通信模块初始频偏校准方法,其特征在于,包括:
根据接收到的中央协调器发送的信标帧,采用权利要求1至4中任一项所述的多模通信模块时钟频偏联合估计方法得到多模通信模块的时钟频偏估计值;
根据得到的时钟频偏估计值对多模通信模块的时钟频偏进行多次校正,记录多次校正的时钟频偏校正值,形成多模通信模块的时钟频偏校正值序列;
获取所述时钟频偏校正值序列,根据所述时钟频偏校正值序列估算多模通信模块的稳定频偏值;
将所述稳定频偏值作为多模通信模块再次上电时的初始频偏值进行初始频偏校准。
7.根据权利要求6所述的多模通信模块初始频偏校准方法,其特征在于,根据所述时钟频偏校正值序列预测多模通信模块的稳定频偏值,包括:
根据时钟频偏校正值序列进行三次样条插值得到三次样条插值估计值,将三次样条插值函数值作为稳定频偏值。
8.根据权利要求6所述的多模通信模块初始频偏校准方法,其特征在于,所述方法还包括:
根据所述稳定频偏值确定多模通信模块的频偏校准测试是否通过;
在确定多模通信模块的频偏校准测试通过时,发送含有稳定频偏值的频偏校准命令帧到多模通信模块。
9.根据权利要求8所述的多模通信模块初始频偏校准方法,其特征在于,根据所述稳定频偏值确定多模通信模块的频偏校准测试是否通过,包括:
根据时钟频偏校正值序列得到频偏稳定标识;
根据所述稳定频偏值和所述频偏稳定标识确定多模通信模块的频偏校准测试是否通过。
10.一种多模通信模块初始频偏校准系统,其特征在于,包括:
中央协调器,用于以固定的时间间隔发送信标帧;
多模通信模块,用于接收中央协调器发送的信标帧,根据接收到的信标帧,采用权利要求1至4中任一项所述的多模通信模块时钟频偏联合估计方法得到时钟频偏估计值,根据时钟频偏估计值对自身的时钟频偏进行多次校正,记录多次校正的时钟频偏校正值形成时钟频偏校正值序列;
频偏测试装置,用于获取多模通信模块的时钟频偏校正值序列,根据所述时钟频偏校正值序列估算多模通信模块的稳定频偏值,将所述稳定频偏值发送到多模通信模块;
所述多模通信模块还用于将接收到的稳定频偏值作为再次上电时的初始频偏值进行初始频偏校准。
11.根据权利要求10所述的多模通信模块初始频偏校准系统,其特征在于,所述频偏测试装置根据时钟频偏校正值序列进行三次样条插值得到三次样条插值估计值,将三次样条插值估计值作为稳定频偏值。
12.根据权利要求10所述的多模通信模块初始频偏校准系统,其特征在于,所述频偏测试装置还用于在多模通信模块的初始频偏校准测试过程中,根据时钟频偏校正值序列得到频偏稳定标识,根据所述稳定频偏值和所述频偏稳定标识确定多模通信模块的频偏校准测试是否通过。
13.一种多频段多网络共存场景的初始频偏校准方法,其特征在于,包括:
在多频段多网络共存组网过程中,通过多模通信模块在与多个网络相对应的不同频段上获取信标帧;
根据在与多个网络相对应的不同频段上获取的信标帧,采用权利要求1至4中任一项所述的多模通信模块时钟频偏联合估计方法得到多模通信模块在各个网络的时钟频偏值;
根据多模通信模块在各个网络的时钟频偏值生成对应各个网络的频偏值映射表,将所述频偏值映射表保存到多模通信模块的非易失性存储器中;
确定多模通信模块待加入的网络,查询多模通信模块中保存的频偏值映射表获取对应待加入的网络的时钟频偏值,将该时钟频偏值作为该多模通信模块在该网络的初始频偏值进行频偏校准,使多模通信模块自身的时钟频率与待加入的网络的时钟频率同步。
14.根据权利要求13所述的多频段多网络共存场景的初始频偏校准方法,其特征在于,所述方法还包括:
在多频段多网络共存组网成功之后,对多模通信模块中保存的频偏值映射表进行周期性的更新。
15.根据权利要求14所述的多频段多网络共存场景的初始频偏校准方法,其特征在于,所述方法还包括:
若网络中的多模通信模块需要重新入网,则查询该多模通信模块中保存的频偏值映射表获取对应网络的时钟频偏值,将该时钟频偏值作为该多模通信模块重新入网的初始频偏值进行频偏校准。
16.根据权利要求14所述的多频段多网络共存场景的初始频偏校准方法,其特征在于,所述方法还包括:
在动态路由维护过程中若多模通信模块启动代理变更组成新的网络拓扑,则查询该多模通信模块中保存的频偏值映射表获取对应变更后网络的时钟频偏值,将该时钟频偏值作为该多模通信模块在变更后网络的初始频偏值进行频偏校准。
17.一种多模通信模块,包括控制单元、本地时钟以及多个通信单元,多个通信单元分别对应多个通信模式,其特征在于,所述多模通信模块还包括:
频偏估计单元,用于:
监听各个通信单元在对应通信模式下接收的信标帧,根据信标帧中的信标时间戳确定各个通信单元在对应通信模式下的频偏瞬时值;
保存各个通信单元在对应通信模式下最新的频偏瞬时值,形成频偏数据矩阵;
根据不同通信模式对频偏的敏感度确定各通信模式对应的频偏敏感度权重因子;
对频偏数据矩阵中对应各通信模式的频偏瞬时值赋予对应的频偏敏感度权重因子,根据引入频偏敏感度权重因子的频偏数据矩阵计算多模通信的时钟频偏估计值;
所述频偏估计单元具体用于通过移动的频偏值保存窗口分别保存n个通信模式下最新的m个时刻的频偏瞬时值,得到频偏数据矩阵。
18.根据权利要求17所述的多模通信模块,其特征在于,所述频偏估计单元提取第n通信模式下t时刻信标帧中的信标时间戳和t-1时刻信标帧中的信标时间戳,以及获取第n通信模式下t时刻信标帧同步时对应的本地时钟值和t-1时刻信标帧同步时对应的本地时钟值;
计算第n通信模式下t时刻信标帧中的信标时间戳与t-1时刻信标帧中的信标时间戳的差值得到信标时间差,以及计算第n通信模式下t时刻信标帧同步时对应的本地时钟值与t-1时刻信标帧同步时对应的本地时钟值的差值得到本地时钟差;
计算信标时间差与本地时钟差的差值,将该差值与本地时钟差的比值确定为第n通信模式下的频偏瞬时值。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310028096.1A CN115913441B (zh) | 2023-01-09 | 2023-01-09 | 多模通信模块时钟频偏联合估计方法及初始频偏校准方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310028096.1A CN115913441B (zh) | 2023-01-09 | 2023-01-09 | 多模通信模块时钟频偏联合估计方法及初始频偏校准方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115913441A CN115913441A (zh) | 2023-04-04 |
CN115913441B true CN115913441B (zh) | 2023-05-23 |
Family
ID=85753611
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310028096.1A Active CN115913441B (zh) | 2023-01-09 | 2023-01-09 | 多模通信模块时钟频偏联合估计方法及初始频偏校准方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115913441B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117895973B (zh) * | 2024-03-15 | 2024-05-24 | 北京智芯微电子科技有限公司 | 多模通信模块的测试方法、系统、并发测试设备与芯片 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113612717A (zh) * | 2021-08-11 | 2021-11-05 | 深圳市欧瑞博科技股份有限公司 | 频偏校准方法、装置、电子设备及存储介质 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102098250A (zh) * | 2011-01-26 | 2011-06-15 | 意法·爱立信半导体(北京)有限公司 | 一种多模终端的频偏处理方法及装置 |
CN102791009B (zh) * | 2011-05-17 | 2017-07-11 | 深圳市中兴微电子技术有限公司 | 多模终端及其跨制式切换时的时间同步方法 |
CN106534033B (zh) * | 2016-12-06 | 2019-11-05 | 西安电子科技大学 | 一种多径信道下ofdm/oqam时频联合同步方法 |
CN110445739B (zh) * | 2019-08-13 | 2022-02-01 | 北京智芯微电子科技有限公司 | 采样频偏的补偿方法及装置 |
-
2023
- 2023-01-09 CN CN202310028096.1A patent/CN115913441B/zh active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113612717A (zh) * | 2021-08-11 | 2021-11-05 | 深圳市欧瑞博科技股份有限公司 | 频偏校准方法、装置、电子设备及存储介质 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN115913441A (zh) | 2023-04-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10594470B2 (en) | Systems and methods of clock synchronization between devices on a network | |
JP4810169B2 (ja) | 無線通信ネットワークにおいて送信機の送信クロックと受信機の受信クロックとを同期させるための方法 | |
US9900795B2 (en) | Wireless base station that determines frequency error | |
CN101005314B (zh) | 用于无线通信系统的基站同步 | |
US8630598B2 (en) | Methods and apparatus for measuring and/or using transmitter and/or receiver IQ imbalance information and/or DC offset information | |
US20130329721A1 (en) | Apparatus, method and computer program for determining a frequency offset | |
CN115913441B (zh) | 多模通信模块时钟频偏联合估计方法及初始频偏校准方法 | |
RU2463741C2 (ru) | Способы и устройство для измерения двусторонней задержки в мобильной станции | |
JP2010528495A (ja) | 移動端末において時間変化を決定する方法 | |
KR20090045320A (ko) | 무선 통신 시스템 내의 인근 기지국들의 사이에 동기화를 위한 방법 및 장치 | |
CN102457371A (zh) | 时间同步方法和相关设备及系统 | |
CN101567705A (zh) | 一种移动终端及其上行通道的本振频率的调整方法 | |
WO2010099202A2 (en) | Dynamic temperature calibration of a frequency reference | |
KR20110112052A (ko) | 이동통신 시스템에서 주파수 오프셋 추정을 위한 장치 및 방법 | |
US11728943B2 (en) | Methods and apparatuses for communicating position reference signals | |
CN103117980A (zh) | 用于正交频分复用接收机的快速数字自动频率控制方法 | |
CN115833987B (zh) | 多频段多网络共存场景的初始频偏校准方法及系统 | |
CN115459871A (zh) | 时间同步方法、网络设备和存储介质 | |
US11632733B2 (en) | System, apparatus and method for acquisition of signals in wireless systems with adverse oscillator variations | |
US20100020903A1 (en) | Method and device for processing the dc offset of a radiofrequency reception subsystem | |
KR100817015B1 (ko) | Mb-ofdm 통신시스템에서 클럭 주파수 추적 방법 및장치 | |
Xu et al. | Phase Offset Calibration in Multi-Channel Radio-Frequency Transceivers | |
US20240134411A1 (en) | Timing synchronization system with error measurement | |
JP2023143854A (ja) | 多重同期ソースを利用したスモールセル同期システムおよびその制御方法 | |
Lu et al. | Utilization of an IEEE 1588 Timing Reference Source in the iNET RF Transceiver |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |