CN101990282A - 提高接收机性能的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通信技术领域，公开了一种提高接收机性能的方法及装置，所述方法包括：终端睡眠周期结束后，确定针对定时偏差的本次接收提前量；按照本次接收提前量确定接收数据的起始时间；在所述起始时间到达后接收下行链路数据。利用本发明，可以改善终端时钟***定时偏差对接收机性能的影响，并且能够适用于不同的应用环境。

Description

提高接收机性能的方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术，具体涉及一种提高接收机性能的方法及装置。

背景技术

和传统的2G/3G接入技术相比，TD-LTE(Time Division-Long TermEvolution，时分长期演进)技术在数据速率和带宽上有着若干个数量级的提高。30.72MHz的基本采样频率、100Mbps级别的数据速率，使得TD-LTE终端必须和eNodeB(演进基站)保持高度同步，这就对终端本地的定时精度提出了更为严格的要求；同时器件的工作频率和功耗也随之大幅提高。所以TD-LTE终端必须支持DRX(Discontinuous Reception，非连续接收)周期内的睡眠功能以满足终端的省电性能，DRX参数决定了终端在空闲状态时醒来监听寻呼信道消息的时间间隔。

如图1所示，是现有终端的时钟***逻辑框图：

终端的时钟***由工作时钟产生模块101、时钟管理子***102、物理层子***103、时钟校准电路104、以及两个时钟：32KHz时钟和20MHz时钟组成，其中，20MHz时钟为工作时钟，32KHz时钟是一个低频低功耗时钟。该时钟***的工作原理如下：

1.在终端决定进入睡眠状态时，由物理层子***103通知时钟管理子***102睡眠的开始时刻和持续时间；

2.时钟管理子***102关闭20MHz工作时钟，同时打开32KHz时钟，并记录这两个时钟的定时起点偏差，***进入低功耗状态；

3.睡眠周期结束后，时钟管理子***102打开20MHz时钟，同时启动时钟校准电路104；

4.时钟校准电路104根据睡眠开始时刻记录的定时偏差，对工作时钟进行校准，并将校准后的工作时钟供给物理层子***103；

5.物理层子***103设置射频模块101的Tx/Rx(发射/接收)事件，***进入正常工作状态。

在终端睡眠过程中，芯片的工作时钟关闭，仅以32K时钟维护低功耗、低精度的同步信号。由于体积、成本等因素，终端的时钟器件选型范围有限，在睡眠过程中，温度、电压等因素发生偏移时会产生较大的定时偏差，即使睡眠唤醒后通过硬件校准，也会产生一定的定时偏差，同步误差会带来算法性能的恶化，进而影响终端的接收机性能。

为此，现有技术中通常根据经验固定设置接收提前量的方法。由于OFDM信号的特点，增加提前接收的数据量，可以将信号的循环前缀(CP)包括进去，同步算法在做相关运算时会识别出信号的准确位置，进而达到纠正定时偏差的目的。

在实现本发明的过程中，发明人发现上述方法至少存在以下问题：固定设置接收提前量的方法缺乏灵活性和适应性，不能保证算法的性能，由于接收提前量的设置通常根据仿真、模拟或者实测得到，因此存在很大的盲目性，而且无法适应不同的应用环境。

发明内容

本发明实施例提供一种提高接收机性能的方法及装置，以改善终端时钟***定时偏差对接收机性能的影响，并且能够适用于不同的应用环境。

为此，本发明实施例提供如下技术方案：

一种提高接收机性能的方法，包括：

终端睡眠周期结束后，确定针对定时偏差的本次接收提前量；

按照本次接收提前量确定接收数据的起始时间；

在所述起始时间到达后接收下行链路数据。

优选地，所述确定针对定时偏差的本次接收提前量包括：

在第一个睡眠周期结束后，根据预先确定的最大接收提前量T_max，设置本次接收提前量T₁＝T_max；

在后续睡眠周期结束后，根据前一次确定的接收提前量T_i-1，确定本次接收提前量T_i，i表示睡眠周期次数。

优选地，所述最大接收提前量T_max是根据所述终端的时钟***性能确定的，具体包括：

根据最大非连续接收周期确定终端的最长睡眠时间；

根据所述最长睡眠时间确定所述时钟***硬件校准的最大定时偏差；

根据所述最大定时偏差确定最大接收提前量T_max。

优选地，所述根据前一次确定的接收提前量T_i-1，确定本次接收提前量T_i包括：

计算下行接收链路定时偏差估计值Δt、以及所述终端到达稳态工作后的定时偏差均值Δt₀；

按照以下公式确定本次接收提前量T_i：

T_i＝T_i-1-α*(T_i-1-T₀)/(1+β*Δt)，其中，α为敏感因子，1≤α≤T_max/(T_max-T₀)；β为稳定因子，β＝1/Δt₀；T₀为理想同步状态下所需的接收提前量。

优选地，根据终端接收算法对于定时偏差的敏感性，设置所述T₀和敏感因子α。

优选地，根据终端的工作状态设置所述稳定因子β。

一种提高接收机性能的装置，包括：

提前量确定单元，用于在终端睡眠周期结束后，确定针对定时偏差的本次接收提前量；

起始时间确定单元，用于按照本次接收提前量确定接收数据的起始时间；

数据接收单元，用于在所述起始时间到达后接收下行链路数据。

优选地，所述提前量确定单元包括：

第一确定单元，用于在第一个睡眠周期结束后，根据预先确定的最大接收提前量T_max，设置本次接收提前量T₁＝T_max；

第二确定单元，用于在后续睡眠周期结束后，根据前一次确定的接收提前量T_i-1，确定本次接收提前量T_i，i表示睡眠周期次数。

优选地，所述装置还包括：

最大接收提前量确定单元，用于根据所述终端的时钟***性能确定最大接收提前量T_max，所述最大接收提前量确定单元包括：

最长睡眠时间确定单元，用于根据最大非连续接收周期确定终端的最长睡眠时间；

最大定时偏差确定单元，用于根据所述最长睡眠时间确定所述时钟***硬件校准的最大定时偏差；

第三确定单元，用于根据所述最大定时偏差确定最大接收提前量T_max。

优选地，所述第二确定单元包括：

第一计算子单元，用于计算下行接收链路定时偏差估计值Δt；

第二计算子单元，用于计算所述终端到达稳态工作后的定时偏差均值Δt₀；

第三计算子单元，用于按照以下公式确定本次接收提前量T_i：

T_i＝T_i-1-α*(T_i-1-T₀)/(1+β*Δt)，其中，α为敏感因子，1≤α≤T_max/(T_max-T₀)；β为稳定因子，β＝1/Δt₀；T₀为理想同步状态下所需的接收提前量。

优选地，所述装置还包括：

第一设置单元，用于根据终端接收算法对于定时偏差的敏感性，设置所述T₀和敏感因子α。

优选地，所述装置还包括：

第二设置单元，用于根据终端的工作状态设置所述稳定因子β。

本发明实施例提高接收机性能的方法及装置，针对现有技术通过固定设置接收提前量纠正定时偏差缺乏灵活性和适应性的缺点，在终端每次睡眠周期结束后，自适应地调整针对定时偏差的本次接收提前量，纠正终端睡眠过程中产生的定时偏差，从而有效地改善了终端时钟***定时偏差对接收机性能的影响，具有很好的灵活性和适应性。

进一步地，只在每次睡眠结束后的第一次接收中采用最大的接收提前量，在后续的睡眠结束后，结合每次接收过程中的定时偏差输出确定当前的接收提前量，然后快速收敛，运算复杂度和接收提前量随之快速下降，从而可以自动灵活地适应终端睡眠唤醒初期、稳态工作以及最优状态等阶段。由于自适应地确定接收提前量，因而可以适用于不同的应用环境，提高终端接收机性能。

附图说明

图1是现有终端的时钟***逻辑框图；

图2是本发明实施例提高接收机性能的方法的流程图；

图3是是本发明实施例中确定最大接收提前量的流程图；

图4是本发明实施例提高接收机性能的装置的一种结构示意图；

图5是本发明实施例提高接收机性能的装置的另一种结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。

本发明实施例提高接收机性能的方法及装置，针对现有技术通过固定设置接收提前量纠正定时偏差缺乏灵活性和适应性的缺点，在终端每次睡眠周期结束后，自适应地调整针对定时偏差的本次接收提前量，纠正终端睡眠过程中产生的定时偏差。具体地，在第一个睡眠周期结束后，根据预先确定的最大接收提前量，设置本次接收提前量；在后续睡眠周期结束后，根据前一次确定的接收提前量，确定本次接收提前量。

如图2所示，是本发明实施例提高接收机性能的方法的流程图，包括以下步骤：

步骤201，终端睡眠周期结束后，确定针对定时偏差的本次接收提前量；

步骤202，按照本次接收提前量确定接收数据的起始时间；

步骤203，在所述起始时间到达后接收下行链路数据。

具体地，在上述步骤201中，对于第一个睡眠周期结束后，可以根据预先确定的最大接收提前量T_max，设置本次接收提前量T₁＝T_max，当然，也可以使T₁＜T_max；在后续睡眠周期结束后，可以根据前一次确定的接收提前量T_i-1，确定本次接收提前量T_i。从而可以利用下行同步过程的调整结果，动态调整每次睡眠结束后的接收提前量，通过有限次的迭代过程使时钟同步快速达到稳态。

可见，本发明实施例提高接收机性能的方法，针对现有技术通过固定设置接收提前量纠正定时偏差缺乏灵活性和适应性的缺点，在终端每次睡眠周期结束后，自适应地调整针对定时偏差的本次接收提前量，纠正终端睡眠过程中产生的定时偏差，从而有效地改善了终端时钟***定时偏差对接收机性能的影响，具有很好的灵活性和适应性。

在本发明实施例中，最大接收提前量T_max的确定可以通过离线分析确定。如图3所示，是本发明实施例中确定最大接收提前量的一种流程图，包括以下步骤：

步骤301，根据最大DRX周期确定终端的最长睡眠时间。

所述最大DRX周期可以根据协议的规定来确定，在确定终端的最长睡眠时间时，一方面要考虑测量的上报周期需求，另一方面还要根据时钟器件本身的特性，所述最长睡眠时间应该小于或者等于最大DRX。

步骤302，根据所述最长睡眠时间确定所述时钟***硬件校准的最大定时偏差。

所述时钟***硬件校准的最大定时偏差与时钟***的时钟校准电路采用的器件及外部环境等因素有关，具体地，可以根据器件性能、校准周期、温度偏差、电压偏压等因素来确定时钟***硬件校准的最大定时偏差。

比如，可以通过以下测试过程来确定：

构造测试环境：在规定的时间段内，对硬件平台(即终端的时钟***)实施最大温度偏差及最大电压偏差，由时钟校准电路根据睡眠开始时刻记录的定时偏差，对工作时钟进行校准。将校准后的时钟和绝对时钟对比，得到时钟***硬件校准的最大定时偏差。

步骤303，根据所述最大定时偏差确定最大接收提前量T_max。

具体地，可以根据终端接收算法的特性，评估最大定时偏差所带来的接收性能恶化程度，比如，先人为设置一个定时偏差E_max，在数据接收过程中不考虑该定时偏差的影响，通过接收算法统计出这种情况相对于正常情况，接收性能恶化程度。然后，参考性能恶化程度进一步推算出最大接收提前量T_max。

当然，本发明实施例中最大接收提前量T_max的确定并不仅限于上述流程，还可以采用其他方式来确定。

前面提到，在后续睡眠周期结束后，可以根据前一次确定的接收提前量T_i-1，确定本次接收提前量T_i。从而可以利用下行同步过程的调整结果，动态调整每次睡眠结束后的接收提前量，通过有限次的迭代过程使时钟同步快速达到稳态。

具体地，可以按以下过程来确定后续睡眠周期结束后的接收提前量T_i：

(1)计算下行接收链路定时偏差估计值Δt、以及所述终端到达稳态工作后的定时偏差均值Δt₀；

可以利用现有的接收算法得到下行接收链路定时偏差估计值Δt，并通过测量得到所述终端到达稳态工作后的定时偏差均值Δt₀；

(2)按照以下公式确定本次接收提前量T_i：

T_i＝T_i-1-α*(T_i-1-T₀)/(1+β*Δt)，其中，α为敏感因子，1≤α≤T_max/(T_max-T₀)；β为稳定因子，β＝1/Δt₀；T₀为理想同步状态(即Δt＝0)下所需的接收提前量；

具体地，可以根据终端接收算法对于定时偏差的敏感性，设置所述T₀和敏感因子α，根据终端的工作状态设置所述稳定因子β。

本发明实施例提高接收机性能的方法，由于在终端第一次睡眠结束后，基于评估出的最大接收提前量T_max来确定本次的接收提前量，此时Δt＝∞，所以可以设置本次接收提前量T₁＝T_max，也就是说，本发明实施例的方法可以容纳最大定时偏差。另外，由于终端会持续地做下行链路接收定时偏差估计，并在此基础上做定时偏差控制，控制目标是使Δt＝0。此时接收定时偏差量T＝T_max-α*(T_max-T₀)，在极限的情况(即α＝1时)下，T＝T₀，控制的目标符合算法在理想同步状态下的需求；在一般的情况下，接收提前量T随着链路估计的偏差值Δt逐步收敛。也就是说，本发明实施例的方法可以满足最恶劣的误差情况，也符合理想同步情况的算法需求，并且随着定时偏差的缩小而逐步收敛。从而使运算复杂度和接收提前量随之快速下降，自动灵活地适应睡眠唤醒初期、稳态工作以及最优状态等阶段。根据不同的应用环境，通过参数优化可以在处理复杂度和收敛速度之间实现最佳平衡。

与固定接收提前量的现有方法相比，本发明实施例的方法有着明确的控制目标、安全的控制范围、并且与控制对象(定时偏差)紧密地结合，控制过程清晰准确，收敛速度随着敏感因子α的设置而可变，具有很强的灵活性。

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步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。

本发明实施例还提供一种提高接收机性能的装置，如图4所示，是该装置的一种结构示意图。

在该实施例中，所述装置包括：

提前量确定单元401，用于在终端睡眠周期结束后，确定针对定时偏差的本次接收提前量；

起始时间确定单元402，用于按照本次接收提前量确定接收数据的起始时间；

数据接收单元403，用于在所述起始时间到达后接收下行链路数据。

在本发明实施例，所述提前量确定单元401的一种优选结构包括：

第一确定单元411，用于在第一个睡眠周期结束后，根据预先确定的最大接收提前量T_max，设置本次接收提前量T₁＝T_max；

第二确定单元412，用于在后续睡眠周期结束后，根据前一次确定的接收提前量T_i-1，确定本次接收提前量T_i，i表示睡眠周期次数。

本发明实施例提高接收机性能的装置，针对现有技术通过固定设置接收提前量纠正定时偏差缺乏灵活性和适应性的缺点，在终端每次睡眠周期结束后，自适应地调整针对定时偏差的本次接收提前量，纠正终端睡眠过程中产生的定时偏差，从而有效地改善了终端时钟***定时偏差对接收机性能的影响，具有很好的灵活性和适应性。

如图5所示，是本发明实施例提高接收机性能的装置的另一种结构示意图。

与图4所示实施例不同的是，在该实施例中，所述装置还包括：最大接收提前量确定单元404，用于根据所述终端的时钟***性能确定最大接收提前量T_max。

所述最大接收提前量确定单元404的一种优选实施例包括：

最长睡眠时间确定单元441，用于根据非连续接收周期确定终端的最长睡眠时间；

最大定时偏差确定单元442，用于根据所述最长睡眠时间确定所述时钟***硬件校准的最大定时偏差；

第三确定单元443，用于根据所述最大定时偏差确定最大接收提前量T_max。

当然，本发明实施例中，所述最大接收提前量确定单元404并不仅限于上述结构，还可以有其他结构方式。

在本发明实施例中，所述第二确定单元412的一种优选结构包括：第一计算子单元、第二计算子单元和第三计算子单元。其中：

所述第一计算子单元，用于计算下行接收链路定时偏差估计值Δt；

所述第二计算子单元，用于计算所述终端到达稳态工作后的定时偏差均值Δt₀；

所述第三计算子单元，用于按照以下公式确定本次接收提前量T_i：

T_i＝T_i-1-α*(T_i-1-T₀)/(1+β*Δt)，其中，α为敏感因子，1≤α≤T_max/(T_max-T₀)；β为稳定因子，β＝1/Δt₀；T₀为理想同步状态下所需的接收提前量。

在本发明实施例提供的提高接收机性能的装置中，还可进一步包括第一设置单元和第二设备单元，其中：

所述第一设置单元，用于根据终端接收算法对于定时偏差的敏感性，设置所述T₀和敏感因子α。

所述第二设置单元，用于根据终端的工作状态设置所述稳定因子β。

本发明实施例提高接收机性能的装置，由于在终端第一次睡眠结束后，基于评估出的最大接收提前量T_max来确定本次的接收提前量，此时Δt＝∞，所以可以设置本次接收提前量T₁＝T_max，也就是说，本发明实施例的方法可以容纳最大定时偏差。另外，由于终端会持续地做下行链路接收定时偏差估计，并在此基础上做定时偏差控制，控制目标是使Δt＝0。此时接收定时偏差量T＝T_max-α*(T_max-T₀)，在极限的情况(即α＝1时)下，T＝T₀，控制的目标符合算法在理想同步状态下的需求；在一般的情况下，接收提前量T随着链路估计的偏差值Δt逐步收敛。也就是说，本发明实施例的方法可以满足最恶劣的误差情况，也符合理想同步情况的算法需求，并且随着定时偏差的缩小而逐步收敛。从而使运算复杂度和接收提前量随之快速下降，自动灵活地适应睡眠唤醒初期、稳态工作以及最优状态等阶段。根据不同的应用环境，通过参数优化可以在处理复杂度和收敛速度之间实现最佳平衡。

以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体实施方式对本发明进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及设备；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (12)

1.一种提高接收机性能的方法，其特征在于，包括：

终端睡眠周期结束后，确定针对定时偏差的本次接收提前量；

按照本次接收提前量确定接收数据的起始时间；

在所述起始时间到达后接收下行链路数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定针对定时偏差的本次接收提前量包括：

在第一个睡眠周期结束后，根据预先确定的最大接收提前量T_max设置本次接收提前量T₁＝T_max；

在后续睡眠周期结束后，根据前一次确定的接收提前量T_i-1，确定本次接收提前量T_i，i表示睡眠周期次数。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述最大接收提前量T_max是根据所述终端的时钟***性能确定的，具体包括：

根据最大非连续接收周期确定终端的最长睡眠时间；

根据所述最长睡眠时间确定所述时钟***硬件校准的最大定时偏差；

根据所述最大定时偏差确定最大接收提前量T_max。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据前一次确定的接收提前量T_i-1，确定本次接收提前量T_i包括：

计算下行接收链路定时偏差估计值Δt、以及所述终端到达稳态工作后的定时偏差均值Δt₀；

按照以下公式确定本次接收提前量T_i：

T_i＝T_i-1-α*(T_i-1-T₀)/(1+β*Δt)，其中，α为敏感因子，1≤α≤T_max/(T_max-T₀)；β为稳定因子，β＝1/Δt₀；T₀为理想同步状态下所需的接收提前量。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据终端接收算法对于定时偏差的敏感性，设置所述T₀和敏感因子α。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据终端的工作状态设置所述稳定因子β。

7.一种提高接收机性能的装置，其特征在于，包括：

提前量确定单元，用于在终端睡眠周期结束后，确定针对定时偏差的本次接收提前量；

起始时间确定单元，用于按照本次接收提前量确定接收数据的起始时间；

数据接收单元，用于在所述起始时间到达后接收下行链路数据。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述提前量确定单元包括：

第一确定单元，用于在第一个睡眠周期结束后，根据预先确定的最大接收提前量T_max，设置本次接收提前量T₁＝T_max；

第二确定单元，用于在后续睡眠周期结束后，根据前一次确定的接收提前量T_i-1，确定本次接收提前量T_i，i表示睡眠周期次数。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

最大接收提前量确定单元，用于根据所述终端的时钟***性能确定最大接收提前量T_max，所述最大接收提前量确定单元包括：

最长睡眠时间确定单元，用于根据最大非连续接收周期确定终端的最长睡眠时间；

最大定时偏差确定单元，用于根据所述最长睡眠时间确定所述时钟***硬件校准的最大定时偏差；

第三确定单元，用于根据所述最大定时偏差确定最大接收提前量T_max。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第二确定单元包括：

第一计算子单元，用于计算下行接收链路定时偏差估计值Δt；

第二计算子单元，用于计算所述终端到达稳态工作后的定时偏差均值Δt₀；

第三计算子单元，用于按照以下公式确定本次接收提前量T_i：

T_i＝T_i-1-α*(T_i-1-T₀)/(1+β*Δt)，其中，α为敏感因子，1≤α≤T_max/(T_max-T₀)；β为稳定因子，β＝1/Δt₀；T₀为理想同步状态下所需的接收提前量。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，还包括：

第一设置单元，用于根据终端接收算法对于定时偏差的敏感性，设置所述T₀和敏感因子α。

12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，还包括：

第二设置单元，用于根据终端的工作状态设置所述稳定因子β。

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