CN111010359A

CN111010359A - 基于pbch的定时和频偏估计方法、装置及终端设备

Info

Publication number: CN111010359A
Application number: CN201911314393.2A
Authority: CN
Inventors: 陈美燕
Original assignee: Ziguang Zhanrui (chongqing) Technology Co Ltd
Current assignee: Ziguang Zhanrui (chongqing) Technology Co Ltd
Priority date: 2019-12-19
Filing date: 2019-12-19
Publication date: 2020-04-14
Anticipated expiration: 2039-12-19
Also published as: CN111010359B

Abstract

本公开涉及一种基于PBCH的定时和频偏估计方法、装置及终端设备，该方法包括根据包含物理广播信道PBCH的子帧数据，得到包含PBCH的正交频分复用OFDM符号数据；通过对多个所述OFDM符号数据进行多线程并行处理，得到功率时延谱PDP结果；根据所述PDP结果，得到定时估计结果。本公开实施例中，通过对多个包含PBCH的OFDM符号数据进行多线程并行处理，得到定时和频偏估计结果；能够在开始接收下一个有效样本时，处理完上一个样本的数据，而不会拖尾；从而提高数据处理效率，保证有效连续地处理含PBCH的样本。

Description

基于PBCH的定时和频偏估计方法、装置及终端设备

技术领域

本公开涉及通信技术领域，尤其涉及一种基于物理广播信道(physicalbroadcast channel，PBCH)的定时和频偏估计方法、装置及终端设备。

背景技术

增强型机器类型通信(enhanced machine type of communication，eMTC)系统中PBCH重复特性，导致子帧内的含PBCH的正交频分复用(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing，OFDM)符号增多；然而，相关技术中采用串行计算进行定时和频偏估计，导致处理速度慢，无法在开始接收下一个有效样本时，处理完上一个样本的数据，从而造成数据堆积，影响处理效率。

发明内容

有鉴于此，本公开提出了一种基于PBCH的定时和频偏估计方法、装置及终端设备。

根据本公开的一方面，提供了一种基于PBCH的定时和频偏估计方法，包括：

根据包含物理广播信道PBCH的子帧数据，得到包含PBCH的正交频分复用OFDM符号数据；

通过对多个所述OFDM符号数据进行多线程并行处理，得到功率时延谱(PowerDelay Profile，PDP)结果；

根据所述PDP结果，得到定时估计结果。

在一种可能的实现方式中，所述通过对多个所述OFDM符号数据进行多线程并行处理，得到PDP结果，包括：

通过对多个所述OFDM符号数据进行第一多线程并行处理，得到第一频域信道响应；

通过对多个所述第一频域信道响应进行第二多线程并行处理，得到PDP结果。

在一种可能的实现方式中，所述第一多线程并行处理、第二多线程并行处理复用同一物理模块。

在一种可能的实现方式中，所述通过对多个所述OFDM符号数据进行第一多线程并行处理，得到第一频域信道响应，包括：

通过对所述OFDM符号数据进行快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform，FFT)，得到频域数据；

根据所述频域数据，得到第二频域信道响应；

通过对所述第二频域信道响应进行插值处理，得到第一频域信道响应。

在一种可能的实现方式中，所述通过对多个所述第一频域信道响应进行第二多线程并行处理，得到PDP结果，包括：

通过对所述第一频域信道响应进行序列扩展，得到扩展数据；

通过对所述扩展数据进行快速傅里叶逆变换(Inverse Fast FourierTransform，IFFT)处理，得到时域冲激响应；

根据所述时域冲激响应，得到PDP结果。

在一种可能的实现方式中，所述根据包含PBCH的子帧数据，得到包含PBCH的OFDM符号数据，包括：

根据驻留小区的地址、循环前缀(Cyclic Prefix，CP)类型，重构PBCH信号；

根据所述PBCH信号，得到包含PBCH的子帧数据；

通过对所述子帧数据进行筛选，得到包含PBCH的OFDM符号数据。

在一种可能的实现方式中，所述通过对所述子帧数据进行筛选，得到包含PBCH的OFDM符号数据，包括：

在频分双工(Frequency Division Duplexing，FDD)模式下，过滤子帧9和/或子帧0数据中的前三个OFDM符号数据，得到包含PBCH的OFDM符号数据；

在时分双工(Time Division Duplexing，TDD)模式下，过滤子帧0和/或子帧5数据中的前三个OFDM符号数据，得到包含PBCH的OFDM符号数据。

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

根据所述定时估计结果，对所述子帧数据进行定时纠正，得到纠正后的OFDM符号数据；

通过对所述纠正后的OFDM符号数据进行多线程并行处理，得到频偏估计结果。

在一种可能的实现方式中，所述通过对所述纠正后的OFDM符号数据进行多线程并行处理，得到频偏估计结果，包括：

通过对所述纠正后的OFDM符号数据进行第三多线程并行处理，得到第三频域信道响应；

通过对所述第三频域信道响应进行第四多线程并行处理，得到PDP结果；

根据所述PDP结果，得到频偏估计结果。

在一种可能的实现方式中，所述第三多线程并行处理、第四多线程并行处理复用同一物理模块。

根据本公开的另一方面，提供了一种基于PBCH的定时和频偏估计装置，包括：

数据接收模块，用于根据包含物理广播信道PBCH的子帧数据，得到包含PBCH的正交频分复用OFDM符号数据；

数据并行处理模块，用于通过对多个所述OFDM符号数据进行多线程并行处理，得到功率时延谱PDP结果；

定时估计模块，用于根据所述PDP结果，得到定时估计结果。

在一种可能的实现方式中，所述数据并行处理模块，包括：

第一并行处理子模块，用于通过对多个所述OFDM符号数据进行第一多线程并行处理，得到第一频域信道响应；

第二并行处理子模块，用于通过对多个所述第一频域信道响应进行第二多线程并行处理，得到PDP结果。

在一种可能的实现方式中，所述第一并行处理子模块，包括：

FFT单元，用于通过对所述OFDM符号数据进行快速傅里叶变换FFT，得到频域数据；

第二频域信道响应单元，用于根据所述频域数据，得到第二频域信道响应；

第一频域信道响应单元，用于通过对所述第二频域信道响应进行插值处理，得到第一频域信道响应。

在一种可能的实现方式中，所述第二并行处理子模块，包括：

数据扩展单元，用于通过对所述第一频域信道响应进行序列扩展，得到扩展数据；

IFFT单元，用于通过对所述扩展数据进行快速傅里叶逆变换IFFT处理，得到时域冲激响应；

PDP计算单元，用于根据所述时域冲激响应，得到PDP结果。

在一种可能的实现方式中，所述数据接收模块，包括：

信号重构单元，用于根据驻留小区的地址、循环前缀CP类型，重构PBCH信号；

子帧数据求取单元，用于根据所述PBCH信号，得到包含PBCH的子帧数据；

数据筛选单元，用于通过对所述子帧数据进行筛选，得到包含PBCH的OFDM符号数据。

在一种可能的实现方式中，所述数据筛选单元，包括：

第一数据筛选子单元，用于在频分双工FDD模式下，过滤子帧9和/或子帧0数据中的前三个OFDM符号数据，得到包含PBCH的OFDM符号数据；

第二数据筛选子单元，用于在时分双工TDD模式下，过滤子帧0和/或子帧5数据中的前三个OFDM符号数据，得到包含PBCH的OFDM符号数据。

在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：

定时纠正模块，用于根据所述定时估计结果，对所述子帧数据进行定时纠正，得到纠正后的OFDM符号数据；

频偏估计模块，用于通过对所述纠正后的OFDM符号数据进行多线程并行处理，得到频偏估计结果。

在一种可能的实现方式中，所述频偏估计模块，包括：

第三并行处理子模块，用于通过对所述纠正后的OFDM符号数据进行第三多线程并行处理，得到第三频域信道响应；

第四并行处理子模块，用于通过对所述第三频域信道响应进行第四多线程并行处理，得到PDP结果；

频偏估计子模块，用于根据所述PDP结果，得到频偏估计结果。

根据本公开的另一方面，提供了一种终端设备，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为执行上述方法。

根据本公开的另一方面，提供了一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其中，所述计算机程序指令被处理器执行时实现上述方法。

本公开实施例中，通过对多个包含PBCH的OFDM符号数据进行多线程并行处理，得到定时和频偏估计结果；能够在开始接收下一个有效样本时，处理完上一个样本的数据，而不会拖尾；从而提高数据处理效率，保证有效连续地处理含PBCH的样本。

根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。

图1示出相关技术中利用PBCH进行定时估计和频偏估计的流程图；

图2示出FDD模式常规CP中配置PBCH的示意图；

图3示出FDD模式扩展CP中配置PBCH的示意图；

图4示出TDD模式常规CP中配置PBCH的示意图；

图5示出TDD模式扩展CP中配置PBCH的示意图；

图6示出根据本公开一实施例的基于PBCH的定时和频偏估计方法的流程图；

图7示出了根据本公开一实施例的第一多线程并行处理的时序示意图；

图8示出了根据本公开一实施例的对第二频域信道响应进行频域插值的示意图；

图9示出了根据本公开一实施例的频域插值处理器的结构示意图；

图10示出了根据本公开一实施例的第二多线程并行处理的时序示意图；

图11示出根据本公开一实施例的基于PBCH的定时和频偏估计方法的流程图；

图12示出了根据本公开一实施例的进行时域插值的示意图；

图13示出了根据本公开一实施例的时域插值处理器的结构示意图；

图14示出了根据本公开一实施例的进行时域插值的时序示意图；

图15示出根据本公开一实施例的基于PBCH的定时和频偏估计装置的结构图；

图16示出根据本公开一实施例的用于基于PBCH的定时和频偏估计的终端设备的框图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。

eMTC是万物互联技术的一个重要分支，基于LTE协议演进而来，为了更加适合物与物之间的通信，也为了更低的成本，对LTE协议进行了裁剪和优；eMTC基于蜂窝网络进行部署，其用户终端设备通过支持1.4MHz的射频和基带带宽，可以直接接入现有的LTE网络。

图1示出相关技术中利用PBCH进行定时估计和频偏估计的流程图；如图1所示，首先利用eMTC系统中PBCH进行定时估计，具体包括以下步骤：

步骤101、重构本地PBCH信号；

步骤102、接收含PBCH的时域数据；

步骤103、对含PBCH的OFDM符号进行时频转换；

步骤104、计算PBCH位置的频域信道响应；

步骤105、使用频域插值获取全频域位置的频域信道响应；

步骤106、获取OFDM符号的PDP；

步骤107、将多个样本多个OFDM的功率进行累加；

步骤108、计算定时估计值。

在上述定时估计结束之后，然后利用定时估计值进行定时纠正后，求取频偏估计值；具体包括以下步骤：

步骤201、对接收含PBCH的时域数据进行定时纠正；

步骤202、计算PBCH位置的频域信道响应；

步骤203、使用频域插值获取全频域位置的频域信道响应；

步骤204、使用时域插值获取未映射PBCH的OFDM符号上全位置频域信道响应；

步骤205、获取OFDM符号的PDP；

步骤206、将多个样本多个资源单元(Resource Element，RE)的功率进行累加；

步骤207、计算频偏估计值。

在上述方案中，进行定时估计冲激响应定时(Impulse Response of Time，IRT)的过程中，从接收数据到数据时频转换FFT，再到频域信道冲激响应，再到计算IFFT以及PDP计算，这一过程步骤多，且OFDM符号多，串行计算的时间长；同时，根据定时估计IRT结果再进行频偏估计的自动频偏补偿机制(automatic frequency compensation，AFC)，后续步骤多，OFDM符号多，导致串行计算的时间更长。然而，由于eMTC系统中PBCH重复特性，子帧内的含PBCH的OFDM符号增多，若再按照上述方案进行处理，导致处理速度慢，无法在开始接收下一个有效样本时，处理完上一个样本的数据，导致数据堆积。

因此，为了解决上述问题，本公开实施例提供了一种基于PBCH的定时和频偏估计的技术方案，通过对多个包含PBCH的OFDM符号数据进行多线程并行处理，得到定时和频偏估计结果；能够在开始接收下一个有效样本时，处理完上一个样本的数据，而不会拖尾；从而提高数据处理效率，保证有效连续地处理含PBCH的样本。

本公开实施例中技术方案将基于eMTC系统特有设计的PBCH作为估计样本，其中PBCH在该系统不同模式下的配置如图2-图5所示。图2示出FDD模式常规CP中配置PBCH的示意图；图3示出FDD模式扩展CP中配置PBCH的示意图；图4示出TDD模式常规CP中配置PBCH的示意图；图5示出TDD模式扩展CP中配置PBCH的示意图；其中，频分双工FDD，是指上行链路和下行链路的传输分别在不同的频率上进行；时分双工TDD，是指发射和接收信号是在同一频率信道的不同时隙中进行的，彼此之间采用一定的保证时间予以分离。循环前缀CP，是将OFDM符号尾部的信号搬移到头部构成的，CP分为常规循环前缀和扩展循环前缀，常规循环前缀长度4.7μs，扩展循环前缀长度16.67μs，由于CP长度的不同，因此，在配置常规CP时，一个下行时隙包含7个OFDM符号(如图2、图4)；当配置扩展CP时，一个下行时隙包含6个OFDM符号(如图3、图5)。

图6示出根据本公开一实施例的基于PBCH的定时和频偏估计方法的流程图。如图6所示，该方法可以包括以下步骤：

步骤301、根据包含PBCH的子帧数据，得到包含PBCH的OFDM符号数据；

步骤302、通过对多个所述OFDM符号数据进行多线程并行处理，得到PDP结果；

步骤303、根据所述PDP结果，得到定时估计结果。

本公开实施例中，通过对多个包含PBCH的OFDM符号数据进行多线程并行处理，得到定时估计结果，提高了数据处理效率，能够有效连续的处理含PBCH的样本；尤其对于上述FDD模式中，接收数据子帧9后，再接收数据子帧0的场景，能够保证在子帧0开始接收前，将子帧9的数据处理完成，而不会拖尾。

在一种可能的实现方式中，在步骤301中，根据包含PBCH的子帧数据，得到包含PBCH的OFDM符号数据，可以包括：根据驻留小区的地址、循环前缀CP类型，重构PBCH信号；根据所述PBCH信号，得到包含PBCH的子帧数据；通过对所述子帧数据进行筛选，得到包含PBCH的OFDM符号数据。

举例来说，在小区驻留成功后，根据小区ID号，CP类型等信息，重构本地PBCH，获取各个OFDM符号对应的本地PBCH信号LocalPBCH；然后，接收某一子帧的时域数据RecPBCH(FDD模式下接收子帧0/9，TDD模式下接收子帧0/5)，进而对上述时域数据RecPBCH进行筛选，得到包含PBCH的OFDM符号数据，并将该数据保存在存储器1中。

需要说明的是，在将某一子帧的时域数据中所有包含PBCH的OFDM符号数据存入存储器1中后，对存储的数据进行步骤302的处理；同时，等待下一子帧的数据，并存入该存储器1中。例如：当FDD模式时，接收完子帧9数据放入存储器1中，进行步骤302中多线程并行处理；同时等待下一个子帧0的有效数据，再存放在同一个存储器1中，这样，可以在保证在接收下一子帧的数据前，上一子帧的数据已经处理完毕；同时，该存储器1最大只需具备1.4M带宽对应的有效接收数据大小空间，即可满足需求，从而有效减少资源开销。

在一种可能的实现方式中，所述通过对所述子帧数据进行筛选，得到包含PBCH的OFDM符号数据，包括：在频分双工FDD模式下，过滤子帧9和/或子帧0数据中的前三个OFDM符号数据，得到包含PBCH的OFDM符号数据；在时分双工TDD模式下，过滤子帧0和/或子帧5数据中的前三个OFDM符号数据，得到包含PBCH的OFDM符号数据。

考虑到在eMTC系统中PBCH的重复特性，如图2-5所示，上述FDD模式下接收的子帧0/9及TDD模式下接收的子帧0/5中各子帧第一时隙的前3个OFDM符号均未映射PBCH(如：图2中的子帧9中第一个时隙的前三个符号OFDM0、OFDM1、OFDM2均未映射PBCH)，因此，为了提高数据处理效率，对上述时域数据RecPBCH进行进一步筛选，得到有效的OFDM数据，即在FDD模式和TDD模式下均不接收前三个OFDM符号(例如：图2中的子帧9中第一个时隙的前三个符号OFDM0、OFDM1、OFDM2)，将该子帧中剩余的11个OFDM符号作为有效数据(即包含PBCH的OFDM符号数据)。

在一种可能的实现方式中，在步骤302中，所述通过对多个所述OFDM符号数据进行多线程并行处理，得到PDP结果，可以包括：通过对多个所述OFDM符号数据进行第一多线程并行处理，得到第一频域信道响应；通过对多个所述第一频域信道响应进行第二多线程并行处理，得到PDP结果。

本公开实施例中，在进行定时IRT时，通过第一多线程并行处理，隐藏频域信道响应计算以及其频域插值的计算时间于FFT中；通过第二多线程并行处理，隐藏PDP的计算时间于IFFT中，从而只需FFT与IFFT的时间，即可完成整个IRT过程，有效提高了数据处理效率。

在一种可能的实现方式中，所述通过对多个所述OFDM符号数据进行第一多线程并行处理，得到第一频域信道响应，可以包括：通过对所述OFDM符号数据进行快速傅里叶变换FFT，得到频域数据；根据所述频域数据，得到第二频域信道响应；通过对所述第二频域信道响应进行插值处理，得到第一频域信道响应。

图7示出了根据本公开一实施例的第一多线程并行处理的时序示意图；如图7所示，每个OFDM符号数据按照FFT_In(即依次对first ofdm、second ofdm…last ofdm开始进行FFT)顺序串行执行，FFT_n到FFT_out(即依次得到first ofdm、second ofdm…last ofdm的FFT结果)需要一定的延时delay1，FFT_out的同时求取频域信道响应hls及频域信道响应插值fh_hls，并将结果放入存储器2中，这样，整个运行时间为fft_in的时间加上delay1的时间，有效节约了数据处理的时间，提高了处理效率。

举例来说，首先可以按照有效OFDM地址的对应关系，在上述存储器1中依次选取对应的有效的OFDM符号数据进行128点的FFT运算，即在128个cycle周期顺序将该有效数据进行FFT处理，在一定延时delay1之后，128个cycle输出FFT结果，即得到频域数据FreqPBCH。每输出一个FFT结果，则同时进行一次求取频域信道响应HLS运算，示例性地，可以利用上述FreqPBCH与LocalPBCH计算各PBCH资源单元映射位置的第二频域信道响应FH_INITAL(即FH_INITAL＝LocalPBCH*conj(FreqPBCH)，其中，conj表示求复数的共轭)，并将该信道响应结果按照OFDM的顺序放入存储器2中。

需要说明的是，由于某些PBCH对应的OFDM符号部分频域位置需要映射小区特定参考信号(cell-specific reference signals，CRS)等资源，导致该OFDM符号PBCH并没有占据全部资源单元，为获取该OFDM符号频域全频域信道响应FH_FINTER，需要将这些空缺的频域信道冲激响应进行补充；因此，在上述进行HLS运算的同时，按照频域插值的规律进行插值，并输出插值fh_hls结果，将差值后的最终的HLSinter结果(即第一频域信道响应)按照OFDM的顺序放入存储器2中。

图8示出了根据本公开一实施例的对第二频域信道响应进行插值的示意图；如图8所示，可以通过利用相邻的FH_INITAL插值获取得到FH_FINTER，即利用图8中椭圆区域中与白色资源单元相连的单元的FH_INITAL进行插值处理，得到白色资源单元的FH_FINTER，这样，对各个OFDM各个天线端口PORT均进行上述相同的插值处理，从而得到全频域位置的频域信道响应(即第一频域信道响应)。

示例性地，为了提高插值处理的效率，可以采用频域插值处理器对第二频域信道响应中空缺的频域信道响应进行补充，图9示出了根据本公开一实施例的频域插值处理器的结构示意图；如图9所示，该插值处理器包括乘法器、加法器和4个移位寄存器；其中，移位寄存器用于寄存数据(即图8中椭圆区域中与白色资源单元相连的四个资源单元的FH_INITAL)，而且能在时钟信号的作用下使上述四个资源单元的FH_INITAL依次左移或右移(即得到shift_Reg0、shift_Reg1、shift_Reg2、shift_Reg3)，从而实现数据的串行—并行转换；加法器设置在所述乘法器与移位寄存器之间，用于对上述shift_Reg0、shift_Reg1、shift_Reg2、shift_Reg3进行加法运算；乘法器用于对加法器输出的结果，与插值因子Factor(1/n)进行乘法运算，得到响应插值结果fh_hls(即白色资源单元的FH_FINTER)。

在一种可能的实现方式中，所述通过对多个所述第一频域信道响应进行第二多线程并行处理，得到PDP结果，可以包括：通过对所述第一频域信道响应进行序列扩展，得到扩展数据；通过对所述扩展数据进行快速傅里叶逆变换IFFT处理，得到时域冲激响应；根据所述时域冲激响应，得到PDP结果。

图10示出了根据本公开一实施例的第二多线程并行处理的时序示意图；如图10所示，将上述得到的各ofdm对应的第一频域信道响应按照IFFT_In顺序串行执行，IFFT_In到IFFT_out(即依次得到first ifft、second ifft…last ifft的IFFT结果)需要一定的延时delay2，IFFT_out的同时进行PDP运算，并将PDP结果放入存储器3中，这样，整个运行时间为ifft_in的时间加上delay2的时间，有效节约了数据处理的时间，提高了处理效率。

举例来说，首先按照OFDM的地址的对应关系，在存储器2中依次选取含PBCH的OFDM各个PORT对应的FH_FINTER，其他位置补0，即尾部添0至128点；然后，在128个cycle周期顺序对各OFDM各个PORT进行128点的IFFT运算，在一定延时delay2之后，128个cycle输出IFFT结果，即OFDM各个PORT对应的时域冲激响应；每输出一个IFFT结果，就进行一次PDP运算，即PDP_ofdm,port＝power(IFFT(HLSInter,128))；并将上述得到的PDP结果PDP_ofdm,port顺序放入存储器3中，从而得到多个样本多个OFDM的PDP。

在一种可能的实现方式中，所述第一多线程并行处理、第二多线程并行处理复用同一物理模块。本公开实施例中在进行第一多线程并行处理和第二多线程并行处理时，使用同一个基础物理处理模块，这样，可以在提高速度的同时减少资源开销。

在一种可能的实现方式中，在步骤303中，根据所述PDP结果，得到定时估计结果，可以包括：将上述存储在存储器3中的该样本多个OFDM多个端口的功率进行累加，即

(其中，pbchofdm_num-1表示符号的数目，port_num-1表示端口的数目)，多个样本再进行多个样本之间的叠加，然后根据一定选择策略，确定定时估计值。示例性地，可以通过求取上述得到的PDP累加值的平均值，并通过峰值判断定时估计的位置；若定时估计出现在循环前缀区间，则提前定时；若定时估计出现在OFDM数据符号区间，则定时滞后。

图11示出根据本公开一实施例的基于PBCH的定时和频偏估计方法的流程图；如图11所示，在一种可能的实现方式中，所述方法还可以包括以下步骤：

步骤304、根据所述定时估计结果，对所述子帧数据进行定时纠正，得到纠正后的OFDM符号数据；

步骤305、通过对所述纠正后的OFDM符号数据进行多线程并行处理，得到频偏估计结果。

这样，通过对定时纠正后的多个包含PBCH的OFDM符号数据进行多线程并行处理，得到频偏估计结果，提高了数据处理效率，能够有效连续的处理含PBCH的样本；能够保证在子帧0开始接收前，将子帧9的数据处理完成，而不会拖尾。

在一种可能的实现方式中，所述通过对所述纠正后的OFDM符号数据进行多线程并行处理，得到频偏估计结果，包括：通过对所述纠正后的OFDM符号数据进行第三多线程并行处理，得到第三频域信道响应；通过对所述第三频域信道响应进行第四多线程并行处理，得到PDP结果；根据所述PDP结果，得到频偏估计结果。

本公开实施例，在进行频偏估计AFC时，根据计算特点，通过第三多线程并行处理，隐藏频域信道响应计算以及其频域插值的计算时间于FFT中，通过第四多线程并行处理，隐藏时域插值的计算时间、PDP的计算时间于IFFT中，从而只需FFT与IFFT的时间，即可完成整个AFC过程，有效提高了数据处理效率。

在一种可能的实现方式中，所述第三多线程并行处理、第四多线程并行处理复用同一物理模块。这样，在进行第三多线程并行处理和第四多线程并行处理时，可以使用同一个基础物理模块，可以在提高速度的同时减少资源开销。其中，第三多线程并行处理、第四多线程并行处理的处理方式可参照上述第一多线程并行处理、第二多线程并行处理的处理方式。

举例来说，首先利用上述的定时估计结果对原始接收的数据进行定时纠正，得到定时纠正后的OFDM符号数据SOFTIRT_RecPBCH，然后，通过第三多线程并行处理，在进行FFT的同时，使用SOFTIRT_RecPBCH与各个OFDM符号对应的本地PBCH信号LocalPBCH计算得到各个PBCH资源单元映射位置的频域信道响应，即FH_INITAL‘＝LocalPBCH*conj(SORTIRT_RecPBCH)(其中，conj表示求复数的共轭)，并同时通过频域插值得到FH_FINTER’。进而，通过第四多线程并行处理，使用时域插值获取未映射PBCH的OFDM符号上全位置频域信道响应，将同一频域索引不同的OFDM符号组成一个序列并尾部添0至128点，同时通过IFFT得到该频域单元的时域信道冲激响应，与此同时，计算功率PDP_re，port，即PDP_re，port＝power(IFFT(HLSInter,128))。最后，将该样本各个PORT各个资源单元的功率进行累加(多个样本再进行多个样本之间的累加)，即

(其中，pbchore_num-1表示资源单元的数目，port_num-1表示端口的数目)，进而根据一定选择策略，可以确定频偏估计值。

需要说明的是，由于某些OFDM符号需要映射主同步信号(PrimarySynchronization Signal，PSS)/辅同步信号(Secondary Synchronization Signal，SSS)等信号，导致该符号并未映射PBCH信号，因此，可以在进行IFFT之前，进行时域插值处理。图12示出了根据本公开一实施例的进行时域插值的示意图；如图12所示，可以通过左右映射PBCH信号的OFDM符号的频域信道冲激响应，从而获取该未携带PBCH的OFDM符号全频域位置信道冲激响应。

图13示出了根据本公开一实施例的时域插值处理器的结构示意图；如图13所示，该插值处理器包括乘法器、加法器和2个寄存器；乘法器将寄存器存储的shift_Reg0(即左边或右边相邻的OFDM符号的频域信道冲激响应)与对应的距离因子0作乘法，将寄存器存储的shift_Reg1(即左边或右边相邻的OFDM符号的频域信道冲激响应)与对应的距离因子1作乘法；并将两个乘法运算得到的乘积通过加法器相加，得到th_hls(即未携带PBCH的OFDM符号的频域信道冲激响应)。图14示出了根据本公开一实施例的进行时域插值的时序示意图。如图14所示，若需要进行HLS时域插值，则在上述进行IFFT的同时进行时域插值，具体地，按照th_start串行执行OFDM符号的时域插值，在执行完一个OFDM符号的时域插值之后(如，通过Re0_fdm_n与Re0_fdm_m得到Re0_inter)，开始执行ifft_star，即同时执行上述IFFT。

需要说明的是，尽管以上述实施例作为示例介绍了基于PBCH的定时和频偏估计方法如上，但本领域技术人员能够理解，本公开应不限于此。事实上，用户完全可根据个人喜好和/或实际应用场景灵活设定各实施方式，只要符合本公开的技术方案即可。

这样，通过对多个包含PBCH的OFDM符号数据进行多线程并行处理，得到定时和频偏估计结果；能够在开始接收下一个有效样本时，处理完上一个样本的数据，而不会拖尾；从而提高数据处理效率，保证有效连续地处理含PBCH的样本。

图15示出根据本公开一实施例的基于PBCH的定时和频偏估计装置的结构图。如图15所示，该装置可以包括：数据接收模块41，用于根据包含物理广播信道PBCH的子帧数据，得到包含PBCH的正交频分复用OFDM符号数据；数据并行处理模块42，用于通过对多个所述OFDM符号数据进行多线程并行处理，得到功率时延谱PDP结果；定时估计模块43，用于根据所述PDP结果，得到定时估计结果。

在一种可能的实现方式中，所述数据并行处理模块，包括：第一并行处理子模块，用于通过对多个所述OFDM符号数据进行第一多线程并行处理，得到第一频域信道响应；第二并行处理子模块，用于通过对多个所述第一频域信道响应进行第二多线程并行处理，得到PDP结果。

在一种可能的实现方式中，所述第一并行处理子模块，包括：FFT单元，用于通过对所述OFDM符号数据进行快速傅里叶变换FFT，得到频域数据；第二频域信道响应单元，用于根据所述频域数据，得到第二频域信道响应；第一频域信道响应单元，用于通过对所述第二频域信道响应进行插值处理，得到第一频域信道响应。

在一种可能的实现方式中，所述第二并行处理子模块，包括：数据扩展单元，用于通过对所述第一频域信道响应进行序列扩展，得到扩展数据；IFFT单元，用于通过对所述扩展数据进行快速傅里叶逆变换IFFT处理，得到时域冲激响应；PDP计算单元，用于根据所述时域冲激响应，得到PDP结果。

在一种可能的实现方式中，所述数据接收模块，包括：信号重构单元，用于根据驻留小区的地址、循环前缀CP类型，重构PBCH信号；子帧数据求取单元，用于根据所述PBCH信号，得到包含PBCH的子帧数据；数据筛选单元，用于通过对所述子帧数据进行筛选，得到包含PBCH的OFDM符号数据。

在一种可能的实现方式中，所述数据筛选单元，包括：第一数据筛选子单元，用于在频分双工FDD模式下，过滤子帧9和/或子帧0数据中的前三个OFDM符号数据，得到包含PBCH的OFDM符号数据；第二数据筛选子单元，用于在时分双工TDD模式下，过滤子帧0和/或子帧5数据中的前三个OFDM符号数据，得到包含PBCH的OFDM符号数据。

在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：定时纠正模块，用于根据所述定时估计结果，对所述子帧数据进行定时纠正，得到纠正后的OFDM符号数据；频偏估计模块，用于通过对所述纠正后的OFDM符号数据进行多线程并行处理，得到频偏估计结果。

在一种可能的实现方式中，所述频偏估计模块，包括：第三并行处理子模块，用于通过对所述纠正后的OFDM符号数据进行第三多线程并行处理，得到第三频域信道响应；第四并行处理子模块，用于通过对所述第三频域信道响应进行第四多线程并行处理，得到PDP结果；频偏估计子模块，用于根据所述PDP结果，得到频偏估计结果。

需要说明的是，尽管以上述实施例作为示例介绍了基于PBCH的定时和频偏估计装置如上，但本领域技术人员能够理解，本公开应不限于此。事实上，用户完全可根据个人喜好和/或实际应用场景灵活设定各实施方式，只要符合本公开的技术方案即可。

图16示出根据本公开一实施例的用于基于PBCH的定时和频偏估计的终端设备800的框图。例如，终端设备800可以是移动电话，计算机，数字广播终端，消息收发设备，游戏控制台，平板设备，医疗设备，健身设备，个人数字助理等。

参照图16，终端设备800可以包括以下一个或多个组件：处理组件802，存储器804，电源组件806，多媒体组件808，音频组件810，输入/输出(I/O)的接口812，传感器组件814，以及通信组件816。

处理组件802通常控制终端设备800的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。处理组件802可以包括一个或多个处理器820来执行指令，以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外，处理组件802可以包括一个或多个模块，便于处理组件802和其他组件之间的交互。例如，处理组件802可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件808和处理组件802之间的交互。

存储器804被配置为存储各种类型的数据以支持在终端设备800的操作。这些数据的示例包括用于在终端设备800上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，视频等。存储器804可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。

电源组件806为终端设备800的各种组件提供电力。电源组件806可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为终端设备800生成、管理和分配电力相关联的组件。

多媒体组件808包括在所述终端设备800和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器(LCD)和触摸面板(TP)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中，多媒体组件808包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当终端设备800处于操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜系统或具有焦距和光学变焦能力。

音频组件810被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件810包括一个麦克风(MIC)，当终端设备800处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器804或经由通信组件816发送。在一些实施例中，音频组件810还包括一个扬声器，用于输出音频信号。

I/O接口812为处理组件802和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。

传感器组件814包括一个或多个传感器，用于为终端设备800提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件814可以检测到终端设备800的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如所述组件为终端设备800的显示器和小键盘，传感器组件814还可以检测终端设备800或终端设备800一个组件的位置改变，用户与终端设备800接触的存在或不存在，终端设备800方位或加速/减速和终端设备800的温度变化。传感器组件814可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件814还可以包括光传感器，如CMOS或CCD图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件814还可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，磁传感器，压力传感器或温度传感器。

通信组件816被配置为便于终端设备800和其他设备之间有线或无线方式的通信。终端设备800可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi，2G或3G，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件816经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，所述通信组件816还包括近场通信(NFC)模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术，红外数据协会(IrDA)技术，超宽带(UWB)技术，蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。

在示例性实施例中，终端设备800可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述方法。

在示例性实施例中，还提供了一种非易失性计算机可读存储介质，例如包括计算机程序指令的存储器804，上述计算机程序指令可由终端设备800的处理器820执行以完成上述方法。

本公开可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本公开的各个方面的计算机可读程序指令。

计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。

这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。

用于执行本公开操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本公开的各个方面。

这里参照根据本公开实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本公开的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。

这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。

也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。

附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims

1.一种基于PBCH的定时和频偏估计方法，其特征在于，包括：

通过对多个所述OFDM符号数据进行多线程并行处理，得到功率时延谱PDP结果；

根据所述PDP结果，得到定时估计结果。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过对多个所述OFDM符号数据进行多线程并行处理，得到PDP结果，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一多线程并行处理、第二多线程并行处理复用同一物理模块。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述通过对多个所述OFDM符号数据进行第一多线程并行处理，得到第一频域信道响应，包括：

通过对所述OFDM符号数据进行快速傅里叶变换FFT，得到频域数据；

根据所述频域数据，得到第二频域信道响应；

5.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述通过对多个所述第一频域信道响应进行第二多线程并行处理，得到PDP结果，包括：

通过对所述扩展数据进行快速傅里叶逆变换IFFT处理，得到时域冲激响应；

根据所述时域冲激响应，得到PDP结果。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据包含PBCH的子帧数据，得到包含PBCH的OFDM符号数据，包括：

根据驻留小区的地址、循环前缀CP类型，重构PBCH信号；

根据所述PBCH信号，得到包含PBCH的子帧数据；

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述通过对所述子帧数据进行筛选，得到包含PBCH的OFDM符号数据，包括：

在频分双工FDD模式下，过滤子帧9和/或子帧0数据中的前三个OFDM符号数据，得到包含PBCH的OFDM符号数据；

在时分双工TDD模式下，过滤子帧0和/或子帧5数据中的前三个OFDM符号数据，得到包含PBCH的OFDM符号数据。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述通过对所述纠正后的OFDM符号数据进行多线程并行处理，得到频偏估计结果，包括：

根据所述PDP结果，得到频偏估计结果。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第三多线程并行处理、第四多线程并行处理复用同一物理模块。

11.一种基于PBCH的定时和频偏估计装置，其特征在于，包括：

定时估计模块，用于根据所述PDP结果，得到定时估计结果。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述数据并行处理模块，包括：

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述第一多线程并行处理、第二多线程并行处理复用同一物理模块。

14.根据权利要求12或13所述的装置，其特征在于，所述第一并行处理子模块，包括：

15.根据权利要求12或13所述的装置，其特征在于，所述第二并行处理子模块，包括：

PDP计算单元，用于根据所述时域冲激响应，得到PDP结果。

16.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述数据接收模块，包括：

17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述数据筛选单元，包括：

18.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

19.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，所述频偏估计模块，包括：

20.根据权利要求19所述的装置，其特征在于，所述第三多线程并行处理、第四多线程并行处理复用同一物理模块。

21.一种终端设备，其特征在于，包括：

处理器；

用于存储处理器可执行指令的存储器；

其中，所述处理器被配置为执行所述存储器存储的可执行指令时实现权利要求1至权利要求10中任意一项所述的方法。

22.一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其特征在于，所述计算机程序指令被处理器执行时实现权利要求1至10中任意一项所述的方法。