用于晶振的频率调整方法、装置、存储介质及电子设备
阅读说明：本技术 用于晶振的频率调整方法、装置、存储介质及电子设备 (Frequency adjustment method and device for crystal oscillator, storage medium and electronic equipment ) 是由 邓祝明 许百成 于 2018-06-27 设计创作，主要内容包括：本公开涉及一种用于晶振的频率调整方法、装置、存储介质及电子设备。该方法包括：获取当前频偏估计；对所述当前频偏估计进行平滑处理,得到平滑后的频偏估计；对所述当前频偏估计的方差进行平滑处理,得到平滑后的频偏估计方差；根据所述平滑后的频偏估计和所述平滑后的频偏估计方差,确定频偏调整量。由此,在不同的频偏估计条件下,均能够稳健、有效地将晶振的频率偏差控制在较小的范围内,提高了系统吞吐率和性能。(The disclosure relates to a frequency adjustment method and device for a crystal oscillator, a storage medium and an electronic device. The method comprises the following steps: obtaining current frequency offset estimation; smoothing the current frequency offset estimation to obtain a smoothed frequency offset estimation; smoothing the variance of the current frequency offset estimation to obtain a smoothed frequency offset estimation variance; and determining a frequency offset adjustment amount according to the smoothed frequency offset estimation and the smoothed frequency offset estimation variance. Therefore, under different frequency offset estimation conditions, the frequency deviation of the crystal oscillator can be stably and effectively controlled within a small range, and the throughput rate and the performance of the system are improved.)
技术领域
本公开涉及通信领域，具体地，涉及一种用于晶振的频率调整方法、装置、存储介质及电子设备。
背景技术
在无线终端中，通常都会用晶振来产生系统的工作时钟，但晶振输出频率因受环境变化的影响而存在一定的频率偏差，从而影响系统的接收性能。例如，频率偏差在正交频分(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)系统中会引入载波间干扰(Inter Carrier Interference，ICI)，这无疑会增大误码率、减少系统的吞吐量，使得系统的性能受到严重影响。因此，需要将晶振输出的时钟频率精度控制在一定的范围之内，通常情况下，无线终端均采用自动频率控制技术(Automatic Frequency Control，AFC)来实现对晶振频率的精确控制。具体来说，AFC技术主要是通过调整晶振的偏置电压来精确控制晶振的输出频率的。由于影响频偏估计的精度的因素较多，例如，频偏估计的确定方法、信道条件(信噪比，多径，移动速度)等，因此，如何在各种不同的频偏估计条件下，采用恰当的AFC策略，以在调整速度和调整稳定性之间达到最佳平衡，是无线终端面临的关键问题。
发明内容
为了克服现有技术中存在的问题，本公开提供一种用于晶振的频率调整方法、装置、存储介质及电子设备。
为了实现上述目的，本公开提供一种用于晶振的频率调整方法，包括：
获取当前频偏估计；
对所述当前频偏估计进行平滑处理，得到平滑后的频偏估计；
对所述当前频偏估计的方差进行平滑处理，得到平滑后的频偏估计方差；
根据所述平滑后的频偏估计和所述平滑后的频偏估计方差，确定频偏调整量。
可选地，通过以下公式来对所述当前频偏估计进行平滑处理，得到平滑后的频偏估计：
其中，
可选地，通过以下公式来对所述当前频偏估计进行平滑处理，得到平滑后的频偏估计：
其中，
可选地，通过以下公式来对所述当前频偏估计的方差进行平滑处理，得到平滑后的频偏估计方差：
其中，
可选地，通过以下公式来对所述当前频偏估计的方差进行平滑处理，得到平滑后的频偏估计方差：
其中，
可选地，所述根据所述平滑后的频偏估计和所述平滑后的频偏估计方差，通过以下公式来确定频偏调整量：
其中，fadj为所述频偏调整量；
可选地，所述方法还包括：
根据所述频偏调整量，对所述晶振进行频偏调整。
本公开还提供一种用于晶振的频率调整装置，包括：
获取模块，用于获取当前频偏估计；
第一平滑模块，用于对所述获取模块获取到的所述当前频偏估计进行平滑处理，得到平滑后的频偏估计；
第二平滑模块，用于对所述获取模块获取到的所述当前频偏估计的方差进行平滑处理，得到平滑后的频偏估计方差；
确定模块，用于根据所述第一平滑模块得到的所述平滑后的频偏估计和所述第二平滑模块得到的所述平滑后的频偏估计方差，确定频偏调整量。
可选地，所述第一平滑模块用于通过以下公式来对所述获取模块获取到的所述当前频偏估计进行平滑处理，得到平滑后的频偏估计：
其中，
可选地，所述第一平滑模块用于通过以下公式来对所述获取模块获取到的所述当前频偏估计进行平滑处理，得到平滑后的频偏估计：
其中，
可选地，所述第二平滑模块用于通过以下公式来对所述获取模块获取到的所述当前频偏估计的方差进行平滑处理，得到平滑后的频偏估计方差：
其中，
可选地，所述第二平滑模块用于通过以下公式来对所述获取模块获取到的所述当前频偏估计的方差进行平滑处理，得到平滑后的频偏估计方差：
其中，
可选地，所述确定模块用于根据所述第一平滑模块得到的所述平滑后的频偏估计和所述第二平滑模块得到的所述平滑后的频偏估计方差，通过以下公式来确定频偏调整量：
其中，fadj为所述频偏调整量；为所述平滑后的频偏估计；condA、condB、condC为影响上述频偏调整量的取值的条件；
可选地，所述装置还包括：
调整模块，用于根据所述确定模块确定出的所述频偏调整量，对所述晶振进行频偏调整。
本公开还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本公开提供的上述用于晶振的频率调整方法的步骤。
本公开还提供一种电子设备，包括：
存储器，其上存储有计算机程序；
处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现本公开提供的上述用于晶振的频率调整方法的步骤。
在上述技术方案中，首先对获取到的当前频偏估计和当前频偏估计的方差进行平滑处理，以获得平滑后的频偏估计和平滑后的频偏估计方差；之后，根据该平滑后的频偏估计和平滑后的频偏估计方差确定出用于调整晶振的输出频率的频偏调整量。这样，在不同的频偏估计条件下，均能够稳健、有效地将晶振的频率偏差控制在较小的范围内，提高了系统吞吐率和性能。
本公开的其他特征和优点将在随后的
具体实施方式
部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是根据一示例性实施例示出的一种用于晶振的频率调整方法的流程图。
图2是根据另一示例性实施例示出的一种用于晶振的频率调整方法的流程图。
图3是根据一示例性实施例示出的一种用于晶振的频率调整装置的框图。
图4是根据另一示例性实施例示出的一种用于晶振的频率调整装置的框图。
图5是根据一示例性实施例示出的一种电子设备的框图。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
图1是根据一示例性实施例示出的一种用于晶振的频率调整方法的流程图。如图1所示，该方法可以包括以下步骤。
在步骤101中，获取当前频偏估计。
在本公开中，该方法可以应用于自动频率控制系统(即，AFC系统)。该当前频偏估计可以为用户终端与基站之间在当前时刻获取到的瞬时频率偏差的估计值。示例地，可以通过差分频偏估计算法、基于最大似然估计的频偏估计算法、基于最小二乘法的频偏估计算法等来获取当前频偏估计。由于当前频偏估计的具体获取方式属于本领域技术人员公知的，在本公开中不再赘述。
另外，为了减少当前频偏估计的抖动，保证AFC系统和晶振信号的平稳性，以提升系统性能，在上述步骤101获取到当前频偏估计后，可以对该当前频偏估计以及该当前频偏估计的方差分别进行平滑处理。具体来说，可以通过以下步骤102和步骤103来进行相应的平滑处理。
在步骤102中，对当前频偏估计进行平滑处理，得到平滑后的频偏估计。
在一种实施方式中，在获取到当前频率估计后，可以根据最近一次平滑后的频偏估计来对该当前频偏估计进行平滑处理，其中，AFC系统可以按照固定周期或者实时来获取当前频偏估计，上述最近一次平滑后的频偏估计可以是通过对上次获取到的瞬时频偏估计进行平滑处理得到的。
具体来说，可以在AFC系统中设置相应的第一存储模块，以存储上述最近一次平滑后的频偏估计；这样，在每次获取到当前频偏估计后，通过访问该第一存储模块即可读取到该最近一次平滑后的频偏估计，之后，可以根据该最近一次平滑后的频偏估计，对当前频偏估计进行平滑处理。
示例地，可以通过以下等式(1)来对上述当前频偏估计进行平滑处理，得到平滑后的频偏估计：
其中，
在本公开中，上述预设历史时刻可以是最近一次频偏调整时刻，也可以早于该最近一次频偏调整时刻，还可以晚于该最近一次频偏调整时刻，在本公开中不作具体限定。并且，上述固定周期可以是用户设定的，也可以是默认的，在本公开中也不作具体限定。
在另一种实施方式中，AFC系统可以根据预设历史时刻至当前时刻获取到的多个频偏估计(即用于确定晶振频偏调整的参考频偏估计)，来对上述步骤101获取到的当前频偏估计进行平滑处理。
具体来说，在AFC系统中可以设置有相应的第二存储模块，这样，AFC系统在每次获取到当前时刻的瞬时频偏估计后，可以将其存储在上述第二存储模块中。这样，AFC系统在获取到当前频偏估计后，通过访问该第二存储模块即可读取到预设历史时刻至当前时刻获取到的多个频偏估计，之后，可以通过对该多个频偏估计求平均来得到平滑后的频偏估计，即完成了对当前频偏估计的平滑处理操作。
示例地，可以通过以下等式(2)来对当前频偏估计进行平滑处理，以得到平滑后的频偏估计
其中，
返回图1，在步骤103中，对当前频偏估计的方差进行平滑处理，得到平滑后的频偏估计方差。
在一种实施方式中，AFC系统在获取到当前频偏估计后，可以先确定该当前频偏估计的方差，之后，对该当前频偏估计的方差进行平滑处理。具体来说，AFC系统可以根据最近一次平滑后的频偏估计方差来对当前频偏估计的方差进行平滑处理，其中，该最近一次平滑后的频偏估计方差是通过对最近一次获取到的频偏估计值的方差进行平滑处理而得到的。并且，可以在AFC系统中设置相应的第三存储模块，以存储上述最近一次平滑后的频偏估计方差；这样，AFC系统在每次获取到当前频偏估计的方差后，通过访问该第三存储模块即可读取到最近一次平滑后的频偏估计方差，之后，可以根据该最近一次平滑后的频偏估计方差对上述当前频偏估计的方差进行平滑处理。
示例地，可以通过以下等式(3)来对上述当前频偏估计的方差进行平滑处理，以得到平滑后的频偏估计方差：
其中，
在另一种实施方式中，在获取到当前频偏估计后，可以先获取预设历史时刻至当前时刻获取到的多个频偏估计的方差，然后，根据该多个频偏估计的方差来对上述当前频偏估计的方差进行平滑处理。
具体来说，可以在AFC系统中设置相应的第四存储模块，这样，AFC系统在每次获取到当前时刻的瞬时频偏估计的方差后，可以将其存储在该第四存储模块中。这样，AFC系统在获取到当前频偏估计后，通过访问该第四存储模块即可读取到预设历史时刻至当前时刻获取到的多个频偏估计的方差，之后，通过对该多个频偏估计的方差求平均来得到平滑后的频偏估计方差，即完成了对当前频偏估计的方差的平滑处理操作。
示例地，可以通过以下等式(4)来对上述当前频偏估计的方差进行平滑处理，以得到平滑后的频偏估计方差
其中，为预设历史时刻至当前时刻获取到的第i个频偏估计的方差；
返回图1，在步骤104中，根据平滑后的频偏估计和平滑后的频偏估计方差，确定频偏调整量。
在上述步骤102获取到平滑后的频偏估计和步骤103获取到平滑后的频偏估计方差后，可以根据二者来确定用于调整晶振的输出频率的频偏调整量。
示例地，可以通过以下等式(5)和等式(6)来确定上述频偏调整量：
其中，fadj为所述频偏调整量；condA、condB、condC为影响上述频偏调整量的取值的条件；γ为预设的比值阈值；Δt为所述预设历史时刻与所述当前时刻之间的时间间隔；ε为预设的时间间隔阈值；η为预设的数量阈值。
在本公开中，上述condA、condB、condC可以为布尔变量，它们的取值如下：
当平滑后的频偏估计的平方与平滑后的频偏估计的方差大于预设的比值阈值时(即，当
当condA、condB、condC同时为真时，即当condA&&condB&&condC为真时，频偏调整量fadj的取值为上述步骤102确定出的平滑后的频偏估计
另外，上述平滑因子、预设的比值阈值、预设的时间间隔阈值以及预设的数量阈值可以是用户设定的值，也可以是默认的经验值，在本公开中不作具体限定。在一种实施方式中，用户可以根据信噪比来确定上述预设的数量阈值，一般情况下，该预设的数量阈值随信噪比的增大而相对减小，示例地，在窄带物联网(Narrow-Band Internet of Things，NB-IoT)中，可以根据以下等式(7)来确定上述预设的数量阈值η：
其中，r为信噪比。
此外，上述平滑因子α的取值范围可以为(0,1]，并且，该平滑因子α可以是用户根据实际情况设定的，也可以是默认的(示例地，
在上述技术方案中，首先对获取到的当前频偏估计和当前频偏估计的方差进行平滑处理，以获得平滑后的频偏估计和平滑后的频偏估计方差；之后，根据该平滑后的频偏估计和平滑后的频偏估计方差确定出用于调整晶振的输出频率的频偏调整量。这样，在不同的频偏估计条件下，均能够稳健、有效地将晶振的频率偏差控制在较小的范围内，提高了系统吞吐率和性能。
图2是根据另一示例性实施例示出的一种用于晶振的频率调整方法的流程图。如图2所示，上述方法还可以包括以下步骤。
在步骤105中，根据频偏调整量，对晶振进行频偏调整。
在本公开中，在上述步骤104获取到频偏调整量后，可以将该频偏调整量转换为晶振的偏置电压信号，晶振受控调节输出频率，从而调节AFC系统的工作时钟。
图3是根据一示例性实施例示出的一种用于晶振的频率调整装置的框图。参照图3，该装置300可以包括：获取模块301，用于获取当前频偏估计；第一平滑模块302，用于对所述获取模块301获取到的所述当前频偏估计进行平滑处理，得到平滑后的频偏估计；第二平滑模块303，用于对所述获取模块302获取到的所述当前频偏估计的方差进行平滑处理，得到平滑后的频偏估计方差；确定模块304，用于根据所述第一平滑模块301的所述平滑后的频偏估计和所述第二平滑模块302得到的所述平滑后的频偏估计方差，确定频偏调整量。
可选地，所述第一平滑模块302可以用于以上等式(1)来对所述获取模块301获取到的所述当前频偏估计进行平滑处理，得到平滑后的频偏估计。
可选地，所述第一平滑模块302可以用于通过以上等式(2)来对所述获取模块301获取到的所述当前频偏估计进行平滑处理，得到平滑后的频偏估计。
可选地，所述第二平滑模块303可以用于通过以上等式(3)来对所述获取模块302获取到的所述当前频偏估计的方差进行平滑处理，得到平滑后的频偏估计方差。
可选地，所述第二平滑模块303可以用于通过以上等式(4)来对所述获取模块301获取到的所述当前频偏估计的方差进行平滑处理，得到平滑后的频偏估计方差。
可选地，所述确定模块304可以用于根据所述第一平滑模块302得到的所述平滑后的频偏估计和所述第二平滑模块303得到的所述平滑后的频偏估计方差，通过以上等式(5)和(6)来确定频偏调整量。
图4是根据另一示例性实施例示出的一种用于晶振的频率调整装置的框图。参照图4，上述装置300还可以包括：调整模块305，用于根据所述确定模块304确定出的所述频偏调整量，对所述晶振进行频偏调整。
关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
本公开还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述用于晶振的频率调整方法的步骤。
图5是根据一示例性实施例示出的一种电子设备500的框图，该电子设备500可以被提供为一种用于晶振的频率调整装置。如图5所示，该电子设备500可以包括：处理器501，存储器502。该电子设备500还可以包括多媒体组件503，输入/输出(I/O)接口504，以及通信组件505中的一者或多者。
其中，处理器501用于控制该电子设备500的整体操作，以完成上述的用于晶振的频率调整方法中的全部或部分步骤。存储器502用于存储各种类型的数据以支持在该电子设备500的操作，这些数据例如可以包括用于在该电子设备500上操作的任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据，例如，音频、视频、平滑因子、预设历史时刻、预设的时间间隔阈值、预设的数量阈值、预设的比值阈值、最近一次平滑后的频偏估计、最近一次平滑后的频偏估计方差、每次获取到的频偏估计等等。基于此，处理器501可以利用存储器502中的最近一次平滑后的频偏估计、最近一次平滑后的频偏估计方差、每次获取到的频偏估计等来执行上述步骤102、步骤103和步骤104，该存储器502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，例如静态随机存取存储器(Static Random AccessMemory，简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable ProgrammableRead-Only Memory，简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(Erasable ProgrammableRead-Only Memory，简称EPROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，简称PROM)，只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。多媒体组件503可以包括屏幕和音频组件。其中屏幕例如可以是触摸屏，音频组件用于输出和/或输入音频信号。例如，音频组件可以包括一个麦克风，麦克风用于接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器502或通过通信组件505发送。音频组件还包括至少一个扬声器，用于输出音频信号。I/O接口504为处理器501和其他接口模块之间提供接口，上述其他接口模块可以是键盘，鼠标，按钮等。这些按钮可以是虚拟按钮或者实体按钮。通信组件505用于该电子设备500与其他设备之间进行有线或无线通信。无线通信，例如Wi-Fi，蓝牙，近场通信(Near Field Communication，简称NFC)，2G、3G或4G，或它们中的一种或几种的组合，因此相应的该通信组件505可以包括：Wi-Fi模块，蓝牙模块，NFC模块。
另外，需要说明的是，上述处理器501还可以用于执行上述调整模块的功能，由于该调整模块的功能在上文中已经介绍过，在本公开中不再赘述。
在一示例性实施例中，电子设备500可以被一个或多个应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，简称DSP)、数字信号处理设备(Digital Signal Processing Device，简称DSPD)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，简称PLD)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述的用于晶振的频率调整方法。
在另一示例性实施例中，还提供了一种包括程序指令的计算机可读存储介质，该程序指令被处理器执行时实现上述的用于晶振的频率调整方法的步骤。例如，该计算机可读存储介质可以为上述包括程序指令的存储器502，上述程序指令可由电子设备500的处理器501执行以完成上述的用于晶振的频率调整方法。
本实施例的电子设备500，可以对获取到的当前频偏估计和当前频偏估计的方差进行平滑处理，以获得平滑后的频偏估计和平滑后的频偏估计方差；之后，根据该平滑后的频偏估计和平滑后的频偏估计方差确定出用于调整晶振的输出频率的频偏调整量。由此，在不同的频偏估计条件下，均能够稳健、有效地将晶振的频率偏差控制在较小的范围内，提高了系统吞吐率和性能。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。