一种通信设备的数据处理方法及通信设备的制作方法
【专利摘要】本申请实施例给出了一种通信设备的数据处理方法及通信设备，其中的方法具体包括：根据设定的基准信道带宽及所述基准信道带宽对应的第一采样频率，产生通信设备的实际带宽对应的第二采样时钟；其中，所述第二采样时钟的频率与所述第一采样频率的比值等于或接近所述实际带宽与所述基准信道带宽的比值；依据所述实际带宽及其对应的所述第二采样时钟的频率，采用所述基准信道带宽对应的通信设备中数据处理模块进行通信过程中通信数据的数据处理。本申请实施例能够提高频带资源的利用率和传输速率。
【专利说明】一种通信设备的数据处理方法及通信设备
【技术领域】
[0001] 本申请涉及长期演进（LTE，Long Term Evolution)【技术领域】，特别是涉及一种通信 设备的数据处理方法及通信设备。
【背景技术】
[0002] LTE 系统是由第三代合作伙伴计划（3GPP，The3rd Generation Partnership Project)组织制定的通用移动通信系统（UMTS，Universal Mobile Telecommunications System)技术标准的长期演进。
[0003] LTE 系统引入了 正交频分复用（0FDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing，）等关键传输技术，OFDM的关键技术之一是调制和解调，分别通过逆快速傅 里叶变换（IFFT)与快速傅里叶变换（FFT)来实现。在实际应用中为降低运算复杂度，通常 要求FFT的长度N是2 n(n为正整数），系统采样频率Fs与FFT的长度N之间的关系为：Fs = N*f，其中，Λ f表示两个相邻子载波间的频率间隔（以下简称子载波间隔）。现有的LTE 协议规定了 15KHz的子载波间隔，这样，当N = 2048时，Fs = 30. 72MHz。
[0004] 现有的LTE协议规定了 6种不同的协议信道带宽，分别为1. 4ΜΗζ、3ΜΗζ、5ΜΗζ、 10MHz、15MHz和20MHz，也即除上述6种协议信道带宽外，现有的LTE系统并不支持其他信 道带宽。
[0005] 当LTE系统中实际可利用的带宽（以下简称实际带宽）W并非上述6种协议信道带 宽中之一时，按照LTE协议，现有的方案只能采用上述6种协议信道带宽中小于W的一种。 例如，实际带宽W为8MHz，则现有的方案只能选择5MHz作为信道带宽，考虑到保护频带的宽 度，此种情况下系统的传输带宽是低于5MHz的，其远远小于实际带宽W，这无疑浪费了频带 资源。
【发明内容】
[0006] 本申请实施例所要解决的技术问题是提供一种通信设备的数据处理方法及通信 设备，能够提高频带资源的利用率和传输速率。
[0007] 为了解决上述问题，本申请公开了一种通信设备的数据处理方法，包括：
[0008] 根据设定的基准信道带宽及所述基准信道带宽对应的第一采样频率，产生通信设 备的实际带宽对应的第二采样时钟；其中，所述第二采样时钟的频率与所述第一采样频率 的比值等于或接近所述实际带宽与所述基准信道带宽的比值；
[0009] 依据所述实际带宽及其对应的所述第二采样时钟的频率，采用所述基准信道带宽 对应的通信设备中数据处理模块进行通信过程中通信数据的数据处理。
[0010] 本申请还公开了一种通信设备，包括：
[0011] 时钟产生装置，用于根据设定的基准信道带宽及所述基准信道带宽对应的第一采 样频率，产生通信设备的实际带宽对应的第二采样时钟；其中，所述第二采样时钟的频率与 所述第一采样频率的比值等于或接近所述实际带宽与所述基准信道带宽的比值；及
[0012] 数据处理装置，用于依据所述实际带宽及其对应的所述第二采样时钟的频率，采 用所述基准信道带宽对应的通信设备中数据处理模块进行通信过程中通信数据的数据处 理。
[0013] 与现有技术相比，本申请实施例包括以下优点：
[0014] 本申请实施例根据设定的基准信道带宽及该基准信道带宽对应的第一采样频率， 产生通信设备的实际带宽对应的第二采样时钟，其中，所述第二采样时钟的频率与所述第 一采样频率的比值等于或接近所述实际带宽与所述基准信道带宽的比值；而将上述第二采 样时钟应用于通信过程中通信数据的数据处理，就可以将信源数据处理为符合该实际带宽 要求的结果数据；
[0015] 第一，相对于现有的方案只能采用上述6种协议信道带宽中小于实际带宽W的一 种作为信道带宽，本申请实施例产生的第二采样时钟使得通信设备能够支持包括实际带宽 和协议信道带宽在内的各种带宽的能力，例如上述8M、10M及各种带宽，从而通信设备能够 灵活利用当前可利用的实际带宽，能够大大提高频带资源的利用率；并且，依据香农定理规 定的数据传输速率与传输带宽的正比关系，本申请实施例还能够提高传输速率；
[0016] 第二，对于通信设备而言，其可以采用所述基准信道带宽对应的数据处理模块进 行通信过程中的数据处理以实现上述实际带宽，由于所述基准信道带宽对应的数据处理模 块为通信设备中的已有模块，故本申请实施例无需对通信设备进行过多的硬件改动，因此 具有开发设计简单、开发周期短的优点；
[0017] 第三，由于CP用于填充0FDM符号之间的空隙，故CP长度应为采样周期的整数倍， 而在实现上述实际带宽的过程中，采样时钟的变化引起了采样周期的变化，故在实际带宽 小于基准信道带宽的情况下，本申请实施例还能够增加 CP长度，从而能够增加所能覆盖的 小区范围。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1是本申请实施例提供的通信设备的数据处理方法的流程图；
[0019] 图2是本申请实施例提供的LTE基站中下行链路的数据处理模块的结构示意图；
[0020] 图3是本申请实施例提供的实际带宽为8M时的有用信号所占用带宽的示意图；
[0021] 图4是本申请实施例提供的LTE终端中上行链路的数据处理模块的结构示意图；
[0022] 图5是本申请实施例提供的基站的数据处理方法的流程图；
[0023] 图6是本申请实施例提供的终端的数据处理方法的流程图；
[0024] 图7是本申请实施例提供的通信设备的结构图；
[0025] 图8是本申请实施例提供的基站的结构图；
[0026] 图9是本申请实施例提供的终端的结构图。
【具体实施方式】
[0027] 为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实 施方式对本申请作进一步详细的说明。
[0028] 通信设备实施例
[0029] 参照图1，给出了本申请实施例提供的通信设备的数据处理方法的流程图，该方法 具体可以包括：
[0030] 步骤101、根据设定的基准信道带宽及上述基准信道带宽对应的第一采样频率，产 生通信设备的实际带宽对应的第二采样时钟；其中，上述第二采样时钟的频率与上述第一 采样频率的比值等于或接近上述实际带宽与上述基准信道带宽的比值；
[0031] 目前，LTE系统的0FDM调制过程中的子载波间隔选择取决于频谱效率和抗频偏能 力的折中。在一定的信道带宽下，子载波间隔越小，系统频谱效率越高。但同时，过小的子 载波间隔对多普勒频移和相位噪声过于敏感，会影响系统性能。因此，如果不考虑FFT变换 的复杂度，子载波间隔的选择原则，应该是在保持足够的抗频偏能力的条件下采用尽可能 小的子载波间隔。在高速移动（350km/h)情况下，只要子载波间隔大于11kHz，多普勒频移 就不会造成严重的性能下降。
[0032] 而由于 15kHz 可以使 UMTS 陆面无线接入（UTRA，Universal Terrestrial Radio Access)系统和演进的UTRA系统（E-UTRA，Evolved UTRA)系统具有相同的码片速率，从而 从某种程度上降低开发成本，因此现有的LTE协议最终决定在单播系统中采用15kHz的子 载波间隔，相应的0FDM符号的长度为66. 67 μ s (不包括CP)。也即，15kHz为现有的LTE协 议选择的最佳子载波间隔，而本领域技术人员则是严格遵守LTE协议规定，依据15kHz的子 载波间隔和N确定采样频率，例如，当N= 2048时，采样频率Fs = 30. 72MHz。即使在面对 上述系统的传输带宽远远小于实际带宽W所导致的频带资源浪费的问题时，本领域技术人 员也是按照上述常规技术确定采样频率。
[0033] 而本专利的发明人注意到，香农采样定理指出，只要离散系统的奈奎斯特频率高 于采样信号的最高频率或带宽，就可以避免混叠现象，将上述香农采样定理应用至通信过 程，则信道带宽与采样频率之间可以存在正比关系，通常，采样频率越高，则信道带宽越大， 反之，采样频率越低，则信道带宽越小。
[0034] 本申请实施例的核心构思之一在于，利用传输带宽与采样频率之间的正比关系改 变现有的协议信道带宽，具体而言，根据设定的基准信道带宽及上述基准信道带宽对应的 第一采样频率，产生实际带宽对应的第二采样时钟，其中，上述第二采样时钟的频率与上述 第一采样频率的比值等于或接近上述实际带宽与上述基准信道带宽的比值；而将上述第二 采样时钟应用于通信过程中的数据处理，就可以将信源数据处理为符合该实际带宽要求的 结果数据。
[0035] 本申请实施例可以适用于基站、终端等通信设备，以使得基站和终端等通信设备 能够支持包括实际带宽和协议信道带宽在内的各种带宽的能力。本申请实施例可以适用于 LTE、码分多址（CDMA, Code Division Multiple Access)等任意通信系统的通信过程，本申 请实施例主要以LTE通信过程为例进行说明，其它通信系统的通信过程相互参照即可。
[0036] 本申请实施例中，实际带宽可用于表示可用的系统带宽，该实际带宽具体可以包 括上行带宽和下行带宽，可供基站和终端共同使用，其中的上行带宽和下行带宽可以一致， 也可以不一致，可由本领域技术人员根据实际情况确定。
[0037] 本申请实施例可以适用于任何一种实际带宽，以下仅以8M的实际带宽为例进行 说明，其它实际带宽相互参照即可。
[0038] 对于 8M 的实际带宽，可以 1. 4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz 和 20MHz 中任一作为 基准信道带宽。在本申请的一种可选实施例中，上述基准信道带宽可以为与实际带宽最接 近的协议信道带宽。例如，与8M最接近的协议信道带宽为10M。
[0039] 依据现有的LTE协议，10M对应的第一采样频率为30. 72MHz，此种情况下，上述实 际带宽与上述基准信道带宽的比值为〇. 8,那么，上述第二采样时钟的频率可以等于或接近 30. 72MX0. 8。在实际应用中，由于硬件的局限性，不一定可以产生与上述30. 72MX0. 8完 全相同的第二采样时钟，故本申请实施例也适用于接近30. 72MX0. 8的第二采样时钟。
[0040] 本申请实施例可以提供如下依据上述基准信道带宽及其对应的第一采样频率，产 生实际带宽对应的第二采样时钟的技术方案：
[0041] 技术方案一、
[0042] 技术方案一可以通过配置上述基准信道带宽对应的第一时钟模块中寄存器的参 数，对上述第一时钟模块中振荡器产生的第一采样时钟进行倍频和/或分频，以产生上述 第二采样时钟。
[0043] 本申请实施例中，采样时钟可以理解为带有一定频率的交变信号，而时钟模块可 以理解为用于产生一定频率的交变信号的电路，在具体实现中，时钟模块可以通过振荡器 来实现其功能，其中的振荡器具体可以包括晶体振荡器和时钟振荡器等等。
[0044] 上述基准信道带宽对应的第一时钟模块为通信设备中的已有模块，而技术方案一 采用与该第一时钟模块产生上述第二采样时钟，无需对通信设备进行硬件改动，只需通过 配置上述第一时钟模块中寄存器的参数即可产生上述第二采样时钟。
[0045] 并且，技术方案一通过配置上述第一时钟模块中寄存器的参数产生采样时钟的时 钟产生方式，能够使得通信设备中已有的第一时钟模块产生各种所需的采样时钟，从而使 得通信设备能够支持包括实际带宽和协议信道带宽在内的各种带宽的能力，例如上述8M、 10M及各种带宽，因此通信设备能够灵活利用当前可利用的实际带宽，能够大大提高频带资 源的利用率。
[0046] 技术方案二、
[0047] 技术方案二可以通过与上述基准信道带宽对应的第一时钟模块不同的第二时钟 模块，产生上述第二采样时钟。
[0048] 在实际应用中，可以重新设计上述第二时钟模块，并将已有通信设备中的第一时 钟模块更换为上述第二时钟模块，或者，也可以对包括上述第二时钟模块在内的整个通信 设备进行重新设计，从而使得通信设备能够支持包括实际带宽和协议信道带宽在内的各种 带宽的能力，例如上述8M、10M及各种带宽，因此通信设备能够灵活利用当前可利用的实际 带宽，能够大大提高频带资源的利用率。本申请实施例对技术方案二的【具体实施方式】不加 以限制。
[0049] 步骤102、依据上述实际带宽及其对应的上述第二采样时钟的频率，采用上述基准 信道带宽对应的通信设备中数据处理模块进行通信过程中通信数据的数据处理。
[0050] 对于通信设备而言，其在LTE上下行通信过程中均需要进行相应的数据处理，而 本申请实施例可以采用上述基准信道带宽对应的数据处理模块进行通信过程中的数据处 理以实现上述实际带宽，由于上述基准信道带宽对应的数据处理模块为通信设备中的已有 模块，故本申请实施例无需对通信设备进行过多的硬件改动，因此具有开发设计简单、开发 周期短的优点；另外，本申请实施例中复用通信设备中已有数据处理模块的方式，能够使得 通信设备中已有的数据处理模块将信源数据处理为符合包括实际带宽和协议信道带宽在 内的各种带宽要求的结果数据，从而使得通信设备能够支持各种带宽能力。
[0051] 参照图2,示出了本申请实施例提供的LTE基站中下行链路的数据处理模块的结 构示意图，其采用0FDMA的接入方式，相应的结构具体可以包括：加校验码模块201、编码模 块202、交织模块203、加扰模块204、调制模块205、子载波映射模块206、IFFT模块207、加 循环前缀模块208和滤波器模块209 ;
[0052] 其中，加校验码模块201、编码模块202、交织模块203用于对信源数据进行比特 级处理，加扰模块204、调制模块205、子载波映射模块206、IFFT模块207、加循环前缀模块 208和滤波器模块209用于对信源数据进行符号级处理；
[0053] 并且，子载波映射模块206输出的数据在频域上占有上述实际带宽，这些符合实 际带宽要求的频域数据经IFFT模块207变换为时域数据，这些时域数据经循环前缀模块 208加上循环前缀加上保护间隔，以及经滤波器模块209滤除0FDM符号在实际频带之外的 杂散信号。
[0054] 假设基准信道带宽为10M，实际带宽为8M，步骤101产生的第二采样时钟的频率 CLK为24. 48MHz，那么子载波映射模块206所使用的子载波间隔可表示为Λ f = 1八（1/ CLK)*N)，假设N = 2048,那么，Λ f则为11. 953k，显然本申请实施例突破了现有LTE协议 规定的下行链路的15k的限制；
[0055] 假设资源块（RB，Resource Block)数量为50,子载波数为12,那么子载波映射模 块206输出的数据中有用信号占用的带宽大约为Λ f*子载波数*RB数=7. 1MHz带宽， (8-7. 1)MHz对应的其他频段为保护带，参照图3示出了实际带宽为8M时的有用信号所占用 带宽的示意图，其中有用信号占用的7. 1MHz的带宽远远大于现有方案中低于5MHz的传输 带宽，因此，本申请实施例能够大大提高频带资源的利用率。
[0056] 另外，按照目前的LTE协议，LTE系统上行链路、下行链路都采用了标准循环前缀 (Normal CP)和扩展循环前缀（Extended CP)两种循环前缀方案，其中，标准循环前缀的长 度为4. 69 μ m。循环前缀的长度决定了 0FDM系统的抗多径能力和覆盖能力标准循环前缀为 基本选项，扩展循环前缀由于能够忍受更大的无线传输延迟，覆盖的小区范围更大，可用于 大范围小区或多小区广播；
[0057] 由于CP用于填充0FDM符号之间的空隙，故CP长度应为采样周期的整数倍，而在 实现上述实际带宽的过程中，采样时钟的变化引起了采样周期的变化，故本申请实施例还 能够改变CP长度；例如，对于上述信道带宽从10M变为8M的示例，采样时钟从30. 72MHz变 为24. 48MHz，假设10M对应CP长度为4. 69 μ m，那么8M所对应CP长度为4. 69*30. 72/24. 48 =5. 89 μ m，显然本申请实施例能够增加 CP长度，从而能够增加所能覆盖的小区范围。
[0058] 另外，由于每个子帧内所包含的采样点数是固定的，故采样周期的变化也能够引 起子帧长度的变化；例如，对于上述信道带宽从10M变为8M的示例，采样时钟从30. 72MHz 变为24. 48MHz，假设10M对应子帧长度为LTE协议规定的lms，故8M所对应子帧长度为 1*30. 72/24. 48 = 1. 25ms。
[0059] 参照表1，示出了本申请实施例一种10M与8M信道带宽所对应系统参数的对比示 例。
[0060] 表 1
[0061]
【权利要求】
1. 一种通信设备的数据处理方法，其特征在于，包括： 根据设定的基准信道带宽及所述基准信道带宽对应的第一采样频率，产生通信设备的 实际带宽对应的第二采样时钟；其中，所述第二采样时钟的频率与所述第一采样频率的比 值等于或接近所述实际带宽与所述基准信道带宽的比值； 依据所述实际带宽及其对应的所述第二采样时钟的频率，采用所述基准信道带宽对应 的通信设备中数据处理模块进行通信过程中通信数据的数据处理。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所述基准信道带宽及其对应的 第一采样频率，产生实际带宽对应的第二采样时钟的步骤，包括： 通过配置所述基准信道带宽对应的第一时钟模块中寄存器的参数，对所述第一时钟模 块中振荡器产生的第一采样时钟进行倍频和/或分频，以产生所述第二采样时钟；或者 通过与所述基准信道带宽对应的第一时钟模块不同的第二时钟模块，产生所述第二采 样时钟。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，所述设定的基准信道带宽为与所述实际带宽最接 近的协议信道带宽。
4. 根据权利要求1或2所述的方法，当所述通信设备为基站时，所述方法还包括：在小 区搜索过程中向终端发送基站小区的信道带宽参数，所述信道带宽参数中携带有当前信道 带宽。
5. 根据权利要求1或2所述的方法，当所述通信设备为终端时，在所述依据所述基准信 道带宽及其对应的第一采样频率，产生实际带宽对应的第二采样时钟的步骤之前，所述方 法还包括： 在小区搜索过程中接收来自基站的基站小区的信道带宽参数；所述信道带宽参数中携 带有当前信道带宽； 判断所述当前信道带宽与终端当前支持的信道带宽是否一致； 则所述根据设定的基准信道带宽及所述基准信道带宽对应的第一采样频率，产生通信 设备的实际带宽对应的第二采样时钟的步骤，包括：在所述当前信道带宽与终端当前支持 的信道带宽不一致时，以终端当前支持的信道带宽作为基准信道带宽，以所述当前信道带 宽作为实际带宽，并通过配置所述基准信道带宽对应的第一时钟模块中寄存器的参数，对 所述第一时钟模块中振荡器产生的第一采样时钟进行倍频和/或分频，以产生所述第二采 样时钟。
6. -种通信设备，其特征在于，包括： 时钟产生装置，用于根据设定的基准信道带宽及所述基准信道带宽对应的第一采样频 率，产生通信设备的实际带宽对应的第二采样时钟；其中，所述第二采样时钟的频率与所述 第一采样频率的比值等于或接近所述实际带宽与所述基准信道带宽的比值；及 数据处理装置，用于依据所述实际带宽及其对应的所述第二采样时钟的频率，采用所 述基准信道带宽对应的通信设备中数据处理模块进行通信过程中通信数据的数据处理。
7. 根据权利要求6所述的通信设备，其特征在于，所述时钟产生装置包括： 第一时钟产生模块，用于通过配置所述基准信道带宽对应的第一时钟模块中寄存器的 参数，对所述第一时钟模块中振荡器产生的第一采样时钟进行倍频和/或分频，以产生所 述第二采样时钟；或者 第二时钟产生模块，用于通过与所述基准信道带宽对应的第一时钟模块不同的第二时 钟模块，产生所述第二采样时钟。
8. 根据权利要求6或7所述的通信设备，其特征在于，所述基准信道带宽为与实际带宽 最接近的协议信道带宽。
9. 根据权利要求6或7所述的通信设备，其特征在于，当所述通信设备为基站时，所 述通信设备还包括：用于在小区搜索过程中向终端发送基站小区的信道带宽参数的发送装 置，所述信道带宽参数中携带有当前信道带宽。
10. 根据权利要求6或7所述的通信设备，其特征在于，当所述通信设备为终端时，所述 通信设备还包括： 接收装置，用于在小区搜索过程中接收来自基站的基站小区的信道带宽参数；所述信 道带宽参数中携带有当前信道带宽； 判断装置，用于判断所述当前信道带宽与终端当前支持的信道带宽是否一致； 则所述时钟产生装置，具体用于在所述当前信道带宽与终端当前支持的信道带宽不一 致时，以终端当前支持的信道带宽作为基准信道带宽，以所述当前信道带宽作为实际带宽， 并通过配置所述基准信道带宽对应的第一时钟模块中寄存器的参数，对所述第一时钟模块 中振荡器产生的第一采样时钟进行倍频和/或分频，以产生所述第二采样时钟。
【文档编号】H04L27/26GK104065608SQ201410242902
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年6月3日 优先权日:2014年6月3日
【发明者】李涛, 李俊杰, 叶晖, 宋磊 申请人:北京创毅视讯科技有限公司