[发明专利]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

说明书

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。

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：