本申请涉及通信技术领域， 特别涉及一种频偏估计的方法和设备。 发明背景

随着移动通信系统的快速发展， 支持多种制式的终端（如支持 GSM ( Global System of Mobile communication , 全球移动通讯系统 )、 WCDMA( Wideband Code Division Multiple Access,宽带码分多址）、 LTE ( Long Term Evolution , 长期 演 进 ） 、 TD-SCDMA ( Time Division- Synchronous Code Division Multiple Access,时分同步码分多址 ) 等多种制式的终端）得到了迅速发展， 在对终端进行射频一致性相关测 试之前， 需要确定终端发射信号的载波频率与设定频率 的偏差， 并基于 此通知终端调整载波频率， 使得该终端调整载波频率之后的发射信号在 接收端进行下变频、 滤波等处理后， 能够被正确还原。 发明内容

本申请的例子提供了一种频偏估计的方法和设 备， 以在大频偏的情 况下， 提高频偏估计的准确性。

本申请的技术方案如下。

一种频偏估计的方法， 包括： 获得接收数据；

通过频偏大小 f_step对所述接收数据进行去频偏处理；

对去频偏处理后的接收数据与本地参考信号进 行滑动相关， 获得滑 动相关峰值；

判断所述滑动相关峰值是否不小于门限值 corr_threshold;

如果判断所述滑动相关峰值小于门限值 corr_threshold, 返回执行通 过频偏大小 f_step对所述接收数据进行去频偏处理的步骤；

如果判断所述滑动相关峰值不小于门限值 corr_threshold, 则利用所 述滑动相关峰值对应索引 maxjndex对所述接收数据进行同步， 对同步 后接收数据进行频偏估计， 获得载波频率与设定频率的偏差。

一种频偏估计的设备， 包括接口， 存储器， 以及与所述存储器通信 第一获得指令， 用于指示从所述接口获得接收数据；

处理指令， 用于指示通过频偏大小 f_step对所述接收数据进行去频 偏处理；

第二获得指令， 用于指示对去频偏处理后的接收数据与本地参 考信 号进行滑动相关， 获得滑动相关峰值；

判断指令， 用于指示判断所述滑动相关峰值是否不小于门 限值 corr_threshold;

第三获得指令， 用于当根据所述判断指令判断所述滑动相关峰 值不 小于所述门限值 corr_threshold时，指示利用所述滑动相关峰值对� ��索引 maxjndex对所述接收数据进行同步，对同步后接� ��数据进行频偏估计， 获得载波频率与设定频率的偏差。

根据本申请的上述技术方案， 通过预先对接收数据进行去频偏处 理， 使得在大频偏的情况下， 能够准确进行定时同步， 提高定时估计的 准确性， 并大幅提高频偏估计的范围。 附图简要说明

图 1是 AFC处理流程示意图；

图 2A是理想无频偏时的滑动相关结果示意图；

图 2B是 5kHz频偏时的滑动相关结果示意图；

图 2C是 10kHz频偏时的滑动相关结果示意图；

图 3是本申请一个例子提供的一种频偏估计的方� �流程示意图； 图 4是本申请一个例子中对一段数据统计频偏值� �响下， 相关峰值 的变化曲线示意图；

图 5是本申请一个例子提供的一种频偏估计的设� �结构示意图。 图 6 是本申请一个例子提供的另外一种频偏估计的 设备结构示意 图。

实施本发明的方式

为了确定载波频率与设定频率的偏差，可采用 AFC( Auto Frequency

Calibration, 自动频率校准） 方式得到载波频率与设定频率的偏差， 如 图 1所示， 为 AFC处理流程示意图， 该方式包括以下步骤：

步骤 101 , 获得接收数据。

步骤 102, 利用时域滑动相关进行定时估计。 其中， 定时估计方法 包括频域均衡估计、 时域相关估计和最大似然估计； 频域均衡估计是将 接收到的导频信号进行均衡后， 对两列相邻导频进行共轭相关， 得到相 邻导频的相位差， 根据相位和定时偏差的对应关系确定同步误差 ； 时域 相关估计是利用导频与本地参考信号进行滑动 相关， 通过寻找相关结果 最大值及最大值的索引确定同步误差； 最大似然估计是利用时域相关， 求取最大似然估计确定同步误差。

步骤 103, 根据定时估计结果对接收数据进行同步。

步骤 104, 利用同步结果进行频偏估计， 得到载波频率与设定频率 的偏差。

需要注意的是， 在得到载波频率与设定频率的偏差过程中， 频偏估 计与定时估计是相互影响的， 因此在进行频偏估计之前需要进行准确的 定时估计。

由于随着频偏的增大， 相关峰值会逐渐下降， 因此在频偏较大的情 况下， AFC方式进行定时估计时定时误差较大； 以 20M带宽 LTE信号 为例， 图 2A为理想无频偏时的滑动相关结果示意图， 图 2B为 5kHz频 偏时的滑动相关结果示意图， 图 2C为 10kHz频偏时的滑动相关结果示 意图； 从图 2A-图 2C中可看出， 频偏越大则定时误差越大； 进一步的， 由于定时估计无法进行准确的定时同步， 因此会给频偏估计引入误差， 导致频偏估计结果非常不准确。

第一个例子

针对上述技术方案中，定时估计不准确导致频 偏估计不准确的缺陷， 本申请的第一个例子提供了一种频偏估计的方 法， 通过预先对接收数据 进行去频偏处理， 以在大频偏的情况下， 可以准确的确定终端发射信号 的载波频率与设定频率的偏差； 进一步的， 通过预先对接收数据进行去 频偏处理， 可以预先确定出频偏范围， 即在一定范围内进行频偏估计即 可， 从而扩大了最终的频偏估计范围； 如图 3所示， 该频偏估计的方法 可以包括以下步骤：

步骤 301 , 获得接收数据。

步骤 302, 通过频偏大小 f_step对接收数据进行去频偏处理； 其中， 该频偏大小 f_step可以根据实际经验值进行选取， 且在选取该频偏大小 f_step时， 需要保证在 f_step频率范围内， 时域滑动相关方式能够准确 定时。 f_step为所用频偏估计算法能正确估计出频偏的 一个值， 这个值 根据各种算法的不同而不同， 该值可以为频偏估计算法对应的估计频偏 的最大值， 也可以根据实现需要小于该最大值。

步骤 303 , 对去频偏处理后的接收数据与本地参考信号进 行滑动相 关（如时域滑动相关）， 获得滑动相关峰值。

步骤 304, 判断滑动相关峰值是否不小于门限值 corr_threshold; 如 果滑动相关峰值不小于门限值 corr_threshold, 则执行步骤 305; 如果滑 动相关峰值小于门限值 corr_threshold, 则执行步骤 302。

本申请的上述例子中， 对于某些制式， 由信号特点决定滑动相关值 在不同频偏时的相对变化较小， 从而出现超过准确定时的频偏范围也能 满足门限值判断的情况， 为避免该情况的错判， 还可利用相关结果左右 对称的特点进一步判断定时是否准确； 基于此， 在判断滑动相关峰值不 小于门限值 corr_threshold之后，还可计算滑动相关峰值两侧� ��置对应的 两个 、的 t匕值 data ( max_index-i ) /data ( max_index+i ), 并 )断 t匕值 data ( max_index-i ) / data ( max_index+i ) 的绝对值是否在 1附近， 如果是， 则执行步骤 305; 如果否， 则执行步骤 302。

其中， i为滑动相关峰值偏移的样点数， max_index为滑动相关峰值 对应的索引, data ( max_index-i )表示 max_index-i位置的滑动相关值 , 且 data ( max_index+i )表示 max_index+i位置的滑动相关值。

进一步的， 由于比值门限（即 1 ) 为滑动相关峰值左右两侧位置对 应的两个点的比值范围， 理想情况下相关曲线是对称的， 比值门限为 1 ; 在实际应用中， 以此作为进一步判断是否为正确位置的依据， 此时选取 比值门限为 1 ± " , "为比值的允许误差； 基于此， 判断滑动相关峰值不 小于门限值 corr_threshold之后，还可计算滑动相关峰值两侧� ��置对应的 两个 、的 t匕值 data ( max_index-i ) /data ( max_index+i ), 并 )断 t匕值 data ( max_index-i ) / data ( max_index+i )是否位于 1- o与 1+ o之间； 如果 是， 则执行步骤 305; 如果否， 执行步骤 302

本申请的该例子中， 如果确定滑动相关峰值大于等于门限值 corr_threshold, 则确定滑动相关峰值对应的索引 max_index为接收数据 对齐点， 并记录当前去掉的频偏值 f_offset, 频偏值 f_offset为频偏大小 f_step乘以次数 m, m为整数, 且 m为执行通过频偏大小 f_step对接收 数据进行去频偏处理的次数。

本申请的该例子中， 还需要根据某较大频偏范围内， 频偏值对滑动 相关峰值的影响， 确定上述门限值 corr_ threshold , 且上述门限值 corr_threshold的确定方式， 具体包括但不限于：

步骤 a、 通过频偏因子 f_step_ref对接收数据进行去频偏处理； 该频 偏因子 f_step_ref是在某个大频偏范围内的以频率间隔 f_step_ref为步进 生成的， 且该大频偏范围包含频偏可能达到的最大值， 为 f_step_ref*N,

N为整数， 即该大频偏范围的最大值需要大于综测仪设定 的 AFC频偏估 计上限。

步骤 b、对去频偏处理后的接收数据与本地参考信� �进行滑动相关， 获得滑动相关峰值， 并将滑动相关峰值获得次数加 1

步骤 c、 判断滑动相关峰值获得次数是否等于 N, N为不小于 2的 正整数； 如果是， 则执行步骤 d, 如果否， 则执行步骤 a

步骤 d、 通过获得的 N次滑动相关峰值确定门限值 corr_threshold„ 在本申请的一个例子中， 步骤 d具体包括： 确定获得的 N次滑动相 关峰值中的最大滑动相关峰值 V 和次大滑动相关峰值 ^¥ ₂ , 并确定门 限值 corr_threshold为： 次大滑动相关峰值 + (最大滑动相关峰值-次大滑 动相关峰值、12 , 即 ^{¥ 2} + ( V ² ) ^{/ 2} ； 该门限值 corr_threshold为最大 滑动相关峰值与次大滑动相关峰值的中间位置 ， 且为了保证门限值 corr_threshold判断的准确性较高，门限值 corr_threshold不能与最大滑动 相关峰值过于接近。

以 20M的 LTE信号为例， 对一段数据统计频偏值影响时， 相关峰 值的变化曲线如图 4所示， 从图 4可以看出， 随着频偏的增大， 相关峰 值呈波动变化， 可以按照上述相关峰值门限确定原则选取相关 峰值门限 1 , 但门限 1 与最大值的相对变化较小； 当相关峰值门限的选取原则很 难同时满足时， 需要优先保证门限值与最大值有足够的间隔， 来正确辨 别峰值与门限的大小关系，因此最终相关峰值 门限确定为门限 2的位置。 此外， 对于满足门限要求的误判， 需要利用滑动相关峰值结果左右对称 的特点， 通过判断滑动相关峰值左右两侧位置对应数值 点比值的绝对 值， 将属于误判的峰值点排除。

步骤 305 , 利用滑动相关峰值对应索引 max_index对接收数据进行 同步， 对同步后接收数据进行频偏估计， 获得载波频率与设定频率的偏 差。

本申请的该例子中， 利用滑动相关峰值对应索 I max_index对接收 数据进行同步， 对同步后接收数据进行频偏估计， 获得载波频率与设定 频率的偏差， 具体包括： 步骤 1、确定滑动相关峰值对应索引 max_index 为接收数据对齐点； 步骤 2、 利用接收数据对齐点对接收数据进行同步， 信号的频偏范围为 [f_offset, f_offset+f_step] ; 步骤 3、 对同步后的接收数 据去频偏值 f_offset, 频偏值 f_offset为频偏大小 f_step乘以次数 m, m 为执行通过频偏大小 f_step对接收数据进行去频偏处理的次数； 步骤 4 对去频偏值 f_offset后的数据进行频偏估计，得到频偏值 f_est; 步骤 5 获得载波频率与设定频率的偏差为 f_offset+f_est 第二个例子

以下结合 TD-LTE系统中定时同步的确定过程以及频偏估计 过程进 行详细说明， 该过程可以包括以下步骤：

步骤 1、 通过如下公式计算去频偏因子。 f _n (f) = e-] . 在上述公式中， t为采样点 w的时间， 为采样时间间 隔； ·"为每次定时估计频偏， "为整数， 为频偏步进； ^Ν ,υ , 为采样点数。

步骤 2、 假设接收信号（即接收数据）为 ^s(t 、， 则通过如下公式对接 收信号进行去频偏处理。

步骤 3、 通过如下公式对去频偏后接收数据与本地参考 信号进行滑 动相关。

步骤 4、 通过如下公式获得滑动相关峰值以及滑动相关 峰值对应的

) = max( r ( ) 步骤 5、 利用滑动相关峰值门限和滑动相关峰值左右对 称的特点: 判断滑动相关峰值的有效性； 其中， 如 , 则定时位置 timing_position= Wmax； = · ^η ； 否则， 重复上述步骤 2-步骤 4; 在上述公式中， ^Z '为参考信号， 为相关峰值偏移的样点数， 为判 断相关峰值的门限， -'和 -分别为从相关峰值偏移 个样点数的相关 结果比值绝对值的低门限和高门限， ^为定时完成时接收信号去掉的 频偏， n为整数。 步骤 6、 对接收信号 同步， 结果为 (0。 步骤 7、 对 ^去频偏 。 , 得到 。 步骤 8、 对信号^^^^)进行频偏估计， 得到频偏值 。

步骤 9、 载波频率与设定频率的偏差最终结果为 L ^{+ f} 。

综上所述， 本申请的该例子中， 定时估计利用多次循环的方法， 提 高了其支持的频偏范围， 计算量增加了 " -1倍； 频偏估计在原有算法基 础上， 范围增加了 而没有带来频偏估计算法复杂度的提升。

第三个例子

本申请的第三个例子还提供了一种频偏估计的 设备， 如图 5所示， 该设备包括：

第一获得模块 11 , 用于获得接收数据；

处理模块 12, 用于通过频偏大小 f_step对所述接收数据进行去频偏 处理；

第二获得模块 13 ,用于对去频偏处理后的接收数据与本地参考� �号 进行滑动相关， 获得滑动相关峰值；

判断模块 14 , 用于判断滑动相关峰值是否不小于门限值 corr_threshold;

第三获得模块 15 , 用于当所述判断模块 14判断所述滑动相关峰值 不小于门限值 corr_threshold 时， 利用所述滑动相关峰值对应索引 max_index对所述接收数据进行同步，对同步后接 收数据进行频偏估计， 获得载波频率与设定频率的偏差。

所述判断模块 14,还用于计算所述滑动相关峰值两侧位置对应 的两 个点的比值 data ( max_index-i ) /data ( max_index+i ), 并判断所述比值 data ( max_index-i ) I data ( max_index+i )是否位于 1- o与 1+ o之间； 其中， o为允许误差， i为滑动相关峰值偏移的样点数。

该频偏估计设备还包括： 确定模块 16, 用于通过如下步骤确定所述 门限值 corr_threshold; 步骤 a、通过频偏因子 f_step_ref对所述接收数据 进行去频偏处理； 步骤 b、 对去频偏处理后的接收数据与本地参考信号 进行滑动相关， 获得滑动相关峰值， 并将滑动相关峰值获得次数加 1 ; 步骤 c、 判断滑动相关峰值获得次数是否等于 N, N为不小于 2的正整 数； 如果是， 执行步骤 d, 否则执行步骤 a; 步骤 d、 通过获得的 N次滑 动相关峰值确定门限值 corr_thresholdo

所述确定模块 16,进一步用于确定获得的 N次滑动相关峰值中的最 大滑动相关峰值以及次大滑动相关峰值， 并确定所述门限值 corr_threshold为： 次大滑动相关峰值 + (最大滑动相关峰值 -次大滑动相 关峰值 ) /2。

所述第三获得模块 15 , 具体用于确定所述滑动相关峰值对应索引 max_index 为接收数据对齐点； 并利用所述接收数据对齐点对所述接收 数据进行同步； 对同步后的接收数据去频偏值 f_offset; 并对去频偏值 f_offset后的数据进行频偏估计， 得到频偏值 f_est; 以及， 获得载波频 率与设定频率的偏差为 f_offset+f_est。

该例子中， 所述频偏值 f_offset 的确定方式为： 确定所述频偏值 f_offset为所述频偏大小 f_step乘以次数 m, 所述次数 m为执行通过频 偏大小 f_step对所述接收数据进行去频偏处理的次数。 其中， 本申请装置的各个模块可以集成于一体， 也可以分离部署。 上述模块可以合并为一个模块， 也可以进一步拆分成多个子模块。

附图只是本申请例子的示意图， 附图中的模块或流程并不一定是实 施本申请所必须的。

上述装置中的模块可以按照上述例子的描述分 布于上述例子的装置 中， 也可以进行相应变化位于不同于上述例子的一 个或多个装置中。 上 述例子中的模块可以合并为一个模块， 也可以进一步拆分成多个子模 块。

上述本申请例子中的序号仅仅为了描述， 不代表例子的优劣。

本申请还提供了一种机器可读的存储介质， 存储用于使一机器执行 如本文所述的频偏估计方法的指令。 具体地， 可以提供配有存储介质的 系统或者装置， 在该存储介质上存储着实现上述例子中任一例 子的功能 的软件程序代码， 且使该系统或者装置的计算机（或 CPU或 MPU )读 出并执行存储在存储介质中的程序代码。 任何一项例子的功能， 因此程序代码和存储程序代码的存储介质构成 了 本申请的一部分。

例如， 图 6是本申请一个例子提供的另外一种频偏估计� �设备结构 示意图。 如图 6所示， 该频偏估计设备 60可包括存储器 601 , 以及与所 述存储器 601通信的一个或多个处理器， 以及接口 603。 这里为了筒化 描述， 假设只有一个处理器 602, 该存储器 601 中存储可由所述处理器 602执行的第一获得指令 6011 , 处理指令 6012, 第二获得指令 6013 , 判断指令 6014和第三获得指令 6015。

所述第一获得指令 6011用于指示通过所述接口 603获得接收数据。 所述处理指令 6012, 用于指示通过频偏大小 f_step对所述接收数据 进行去频偏处理。

所述第二获得指令 6013 ,用于指示对去频偏处理后的接收数据与本 地参考信号进行滑动相关， 获得滑动相关峰值；

所述判断指令 6014,用于指示判断滑动相关峰值是否不小于门� ��值 corr_threshold。

所述第三获得指令 6015 , 用于当根据所述判断指令 6014判断所述 滑动相关峰值不小于门限值 corr_threshold时，指示利用所述滑动相关峰 值对应索引 maxjndex对所述接收数据进行同步， 对同步后接收数据进 行频偏估计， 获得载波频率与设定频率的偏差。

所述判断指令 6014,还用于指示计算所述滑动相关峰值两侧位� ��对 应的两个点的比值 data ( max_index-i ) /data ( max_index+i ), 并判断所 述比值 data ( max_index-i ) I data ( max_index+i )是否位于 1- o与 1+ α 之间； 其中， α为允许误差， i为滑动相关峰值偏移的样点数。

该存储器 601进一步用于存储确定指令 6016,用于指示通过如下步 骤确定所述门限值 corr_threshold; 步骤 a、通过频偏因子 f_step_ref对所 述接收数据进行去频偏处理； 步骤 b、 对去频偏处理后的接收数据与本 地参考信号进行滑动相关， 获得滑动相关峰值， 并将滑动相关峰值获得 次数加 1 ; 步骤 c、 判断滑动相关峰值获得次数是否等于 N, N为不小于 2的正整数； 如果是， 执行步骤 d, 否则执行步骤 a; 步骤 d、 通过获得 的 N次滑动相关峰值确定门限值 corr_threshold。

所述确定指令 6016,进一步用于指示确定获得的 N次滑动相关峰值 中的最大滑动相关峰值以及次大滑动相关峰值 ， 并确定所述门限值 corr_threshold为： 次大滑动相关峰值 + (最大滑动相关峰值 -次大滑动相 关峰值 ) /2。

所述第三获得指令 6015 ,具体用于指示确定所述滑动相关峰值对应 索引 max_index为接收数据对齐点； 并利用所述接收数据对齐点对所述 接收数据进行同步； 对同步后的接收数据去频偏值 f_offset; 并对去频偏 值 (^861后的数据进行频偏估计， 得到频偏值 f_est; 以及， 获得载波 频率与设定频率的偏差为 f_offset+f_est。

该例子中， 所述频偏值 f_offset 的确定方式为： 确定所述频偏值 f_offset为所述频偏大小 f_step乘以次数 m, 所述次数 m为执行通过频 偏大小 f_step对所述接收数据进行去频偏处理的次数。

根据本申请的上述技术方案， 通过预先对接收数据进行去频偏处 理， 使得在大频偏的情况下， 能够准确进行定时同步， 提高定时估计的 准确性， 并大幅提高频偏估计的范围。