專利名稱：頻差測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種移動(dòng)通信系統(tǒng)，特別涉及一種在TDD(時(shí)分雙工)移動(dòng)通信系統(tǒng)中的頻差測(cè)量方法。
背景技術(shù)：
通常，在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，在通過(guò)頻率產(chǎn)生器產(chǎn)生的預(yù)定的頻率上發(fā)送側(cè)發(fā)射而接收側(cè)接收信號(hào)。因?yàn)轭l率產(chǎn)生器的特性根據(jù)環(huán)境因素而變化以及來(lái)自移動(dòng)通信終端的移動(dòng)而產(chǎn)生的多普勒效應(yīng)，發(fā)射/接收的信號(hào)的頻率和預(yù)先確定的頻率不同這樣，為了防止移動(dòng)通信系統(tǒng)的性能惡化，移動(dòng)通信系統(tǒng)的接收側(cè)需要通過(guò)最小化在傳輸頻率和接收頻率之間的差值來(lái)接收信號(hào)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是至少解決上述問(wèn)題和/或缺點(diǎn)并至少提供下面所述的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的另一目的是提供一種頻差測(cè)量方法和設(shè)備，通過(guò)基于預(yù)先確定的取樣間隔計(jì)算相位改變值，其能夠基于相位改變值精確的測(cè)量在傳輸頻率和接收頻率之間的平均頻差值。
為至少整體或部分的實(shí)現(xiàn)這些和其它優(yōu)點(diǎn)并且根據(jù)本發(fā)明的目的，如在這里廣泛的和具體的描述的，提供了一種頻差測(cè)量方法，該方法包括基于預(yù)先確定的取樣間隔計(jì)算解調(diào)的信號(hào)的相位改變值；并且基于計(jì)算的相位改變值確定在傳輸頻率和接收頻率之間的平均頻差值。為至少實(shí)現(xiàn)這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)并且根據(jù)本發(fā)明的目的，如在這里廣泛的和具體的描述的，還提供了一種移動(dòng)通信系統(tǒng)中的頻差測(cè)量方法，其用于確定在傳輸頻率和接收頻率之間的差值，該方法包括解調(diào)接收的信號(hào)，提取解調(diào)的信號(hào)的相位分量，基于預(yù)先確定的取樣間隔計(jì)算提取的相位分量的相位改變值；測(cè)量對(duì)應(yīng)于計(jì)算的相位改變值的頻差值，并且平均所測(cè)量的頻差值和確定獲得的平均值為在傳輸頻率和接收頻率之間的平均頻差值。
為至少實(shí)現(xiàn)這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)并且根據(jù)本發(fā)明的目的，如在這里廣泛的和具體的描述的，還提供了一種移動(dòng)通信系統(tǒng)，包括用于接收輸入信號(hào)并且輸出解調(diào)信號(hào)的解調(diào)器，用于基于預(yù)先確定的時(shí)間間隔計(jì)算解調(diào)的信號(hào)的相位改變值，以及基于計(jì)算的相位改變確定在傳輸頻率和接收頻率之間的平均頻差值的頻差測(cè)量單元。
本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、目的和特征將在隨后的說(shuō)明中部分地描述，經(jīng)過(guò)以下檢驗(yàn)或從本發(fā)明的實(shí)踐中學(xué)習(xí)，上述優(yōu)點(diǎn)、目的和特征對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)可以如所附權(quán)利要求中所特別指出的來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。


將參考下面的附圖詳細(xì)描述本發(fā)明，其中相似的數(shù)字表示相似的元件，其中圖1是具有AFC(自動(dòng)頻率控制)結(jié)構(gòu)的普通頻差測(cè)量設(shè)備的示意性方框圖；圖2是示出了解調(diào)的信號(hào)的相位改變的圖；圖3是示出了計(jì)算相位改變值的原理的圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的頻差測(cè)量方法的流程圖；和圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的計(jì)算相位改變值的原理的圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是具有AFC(自動(dòng)頻率控制)結(jié)構(gòu)的一般頻差測(cè)量設(shè)備的示意性的方框圖。
如圖1所示，該頻差測(cè)量設(shè)備包括用于基于振蕩頻率解調(diào)通過(guò)天線接收的信號(hào)并且輸出基帶信號(hào)的解調(diào)器110；用于產(chǎn)生輸入到解調(diào)器110的振蕩頻率的頻率產(chǎn)生器120；以及用于計(jì)算從解調(diào)器110輸入的信號(hào)的頻率和振蕩頻率之間的差的頻差測(cè)量單元130。優(yōu)選的，將頻率產(chǎn)生器120構(gòu)造為VCO(壓控振蕩器)。但是，本發(fā)明并不限定于此。
下面將參考圖2和3描述如上所述構(gòu)造的設(shè)備的頻差測(cè)量方法。
發(fā)送側(cè)在傳輸頻率ft上傳播(carry)并發(fā)送數(shù)據(jù)s(t)，而接收側(cè)通過(guò)使用接收頻率fr.解調(diào)接收的信號(hào)。在傳輸頻率ft和接收頻率fr之間的差值可以由下面所示的等式(1)定義fd＝ft-fr-------------------------------------------(1)在這個(gè)情況中，當(dāng)傳輸頻率ft和接收頻率fr彼此相同時(shí)，接收側(cè)可以成功的接收數(shù)據(jù)s(t)。
但是，如果傳輸頻率ft和接收頻率fr不相同，則接收側(cè)將接收數(shù)據(jù)s(t)·ej2πfdt，而不是s(t)。
這樣，當(dāng)發(fā)送側(cè)和接收側(cè)使用已知的信號(hào)，比如導(dǎo)頻信號(hào)作為數(shù)據(jù)s(t)時(shí)，接收側(cè)可以計(jì)算解調(diào)信號(hào)的相位改變值ej2πfdt，并且基于獲得的相位改變值測(cè)量在傳輸頻率ft和接收頻率fr之間的差值fd。
首先，接收側(cè)從解調(diào)的信號(hào)中提取相位分量，而不提取數(shù)據(jù)s(t)，如下面的等式(2)所示i(tn)=ej2πfdtn,]]>在這里n＝1，2，…，N-------------------------(2)
通過(guò)參考示出了解調(diào)信號(hào)的相位改變的圖的圖2，下面將描述相位分量的相位改變。
如圖2所示，解調(diào)信號(hào)的ej2πfdt的相位值2πfdt被大致顯示為根據(jù)時(shí)間軸是線性的。基于相位分量的相位改變值，接收側(cè)可以測(cè)量在傳輸頻率ft和接收頻率fr之間的差值fd，下面將參考圖3描述計(jì)算相位分量的相位改變值的原理。
圖3是示出了計(jì)算相位改變的原理的圖。如圖3所示，通過(guò)下面所示的等式(3)計(jì)算在互相鄰接的信號(hào)中的相位改變值r(tn)=i(tn)·i*(tn+1)=ej2πfdtn·e-j2πfdtn+1=ej2πfdtn·e-j2πfd(tn+1)=e-j2πfd--(3)]]>基于由下面所示的等式(4)計(jì)算的相位改變值獲得頻差值fdn=12πtan-1(imag(r(tn))real(r(tn)))---(4)]]>因此，因?yàn)榛诘仁?4)測(cè)量了N個(gè)頻差值，如下面的圖5所示，接收側(cè)將測(cè)量的N個(gè)頻差值平均，由此將平均值測(cè)量為在傳輸頻率和接收頻率之間的平均頻差值Fd=1NΣn=0Nfdn--(5)]]>在頻差測(cè)量方法中，在傳輸頻率和接收頻率之間的平均頻差值是基于測(cè)量的N個(gè)頻差值中的第一個(gè)和最后一個(gè)頻差值的。
這可以由等式來(lái)簡(jiǎn)化。例如，可以如下面所示的來(lái)表示用于測(cè)量平均差值的N個(gè)相位值
Φ0＝2πfdt0，Φ1＝2πfdt1，Φ2＝2πfdt2，…，ΦN＝2πfdtN------(6)在相位值中在互相鄰接的信號(hào)之間的相位差也可以表示如下Φ0-Φ1＝2πfdt0-2πfdt1Φ1-Φ2＝2πfdt1-2πfdt2Φ2-Φ3＝2πfdt2-2πfdt3--------------------------------------(7)ΦN-1-ΦN＝2πfdtN-1-2πfdtN在這個(gè)情況中，計(jì)算的相位改變值的總和可以表示為下面的等式(8)(Φ0-Φ1)+(Φ1-Φ2)+(Φ2-Φ3)+…+(ΦN-1-ΦN)＝Φ0-ΦN--(8)這樣，接收側(cè)將等式(8)的結(jié)果如下面的等式(9)所示的平均，由此可以將平均值確定為在傳輸頻率和接收頻率之間的平均頻差值Φ0-ΦNN=2πfd(t0-tN)N---------(9)]]>但是，因?yàn)樵谄骄辔桓淖冎档倪^(guò)程中消去了中間值，并且僅基于第一個(gè)和最后一個(gè)相位值來(lái)確定在傳輸頻率和接收頻率之間的平均頻差值，所確定的平均頻差值不如所需的那樣精確。
通過(guò)基于預(yù)先確定的取樣間隔計(jì)算相位改變值，一種頻差測(cè)量方法能夠更為精確的基于相位改變值測(cè)量在傳輸頻率和接收頻率之間的平均頻差值，下面根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并參考附圖詳細(xì)描述該方法。
通常，在FDD(頻分雙工)方法的移動(dòng)通信系統(tǒng)中，上行鏈路頻率和與上行鏈路頻率不同的下行鏈路頻率被用于通信。當(dāng)使用下行鏈路的特定信道時(shí)，基站可以將已知信號(hào)發(fā)射到終端。在這個(gè)情況中，終端可以在任意時(shí)間通過(guò)使用足量的信號(hào)來(lái)測(cè)量頻差。例如，在使用FDD方法的W-CDMA(寬帶-碼分多址)系統(tǒng)中，移動(dòng)通信系統(tǒng)可以使用CPICH(共用導(dǎo)頻信道)。該CPICH是基站通過(guò)其發(fā)射信號(hào)到終端的信道。
因此，當(dāng)終端使用CPICH來(lái)測(cè)量頻差時(shí)，它可以根據(jù)展寬增益使用具有高SNR(信噪比)的信號(hào)，或可使用的150碼元(＝38400時(shí)隙)10毫秒(ms)。
另外，在TDD(時(shí)分雙工)方法的移動(dòng)通信系統(tǒng)中，劃分用于通信的上行鏈路和下行鏈路的傳輸時(shí)間。就是說(shuō)，由于在上行鏈路時(shí)間過(guò)程中不允許下行鏈路，時(shí)間被限制為基站發(fā)射已知信號(hào)到終端。例如，在使用TDD的TD-SCDMA(時(shí)分-同步CDMA)方法的移動(dòng)通信系統(tǒng)中，因?yàn)槭褂孟滦墟溌返目捎脮r(shí)間被限定，移動(dòng)通信系統(tǒng)可以僅使用當(dāng)連接話務(wù)信道時(shí)發(fā)射的訓(xùn)練序列(midamble)信號(hào)。但是，當(dāng)使用12.2Kbps信道時(shí)，訓(xùn)練序列信號(hào)占據(jù)的比率僅僅是2.11％(在6800時(shí)隙中的144時(shí)隙)并且僅應(yīng)該使用具有低SNR的信號(hào)。
這樣，對(duì)于TD-SCDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)需要一種精確地測(cè)量頻差值的方法和設(shè)備，其使用相對(duì)低質(zhì)量和少量的信號(hào)。
下面將描述用于在基于TDD的移動(dòng)通信系統(tǒng)中精確地測(cè)量在傳輸頻率和接收頻率之間的頻差的方法的實(shí)施例。
圖4是一流程圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的頻差測(cè)量方法的實(shí)施例。如圖4所示，頻差測(cè)量方法包括解調(diào)接收的信號(hào)并且提取該解調(diào)信號(hào)的相位分量(S41)；基于預(yù)先確定的時(shí)間間隔計(jì)算提取的相位分量的相位改變值(S42)；測(cè)量對(duì)應(yīng)于相位改變值的頻率改變值(S43)，并且平均測(cè)量的頻率改變值并確定平均值為在傳輸頻率和接收頻率之間的平均頻差值(S44)。
下面將更詳細(xì)的描述頻差測(cè)量方法。首先，接收側(cè)從消去了數(shù)據(jù)s(t)的解調(diào)的信號(hào)中提取相位分量，如下面的等式(10)所表示(S41)i(tn)=ej2πfdtn,]]>在這里n＝1，2，…，N------------------------------------(10)圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的計(jì)算提取的相位分量的相位改變值的原理的圖。如圖5所示，下面的等式(11)表示的相位改變值是在具有預(yù)先確定的取樣間隔的相位分量之間計(jì)算的(S42)r(tn)=i(tn)·i*(tn+k)=ej2πfdtn·e-j2πfdtn+k=ej2πfdtn·e-j2πfd(tn+k)=e-j2πkfd--(11)]]>通過(guò)下面的等式(12)使用計(jì)算的相位改變值測(cè)量頻差值fdn=12πktan-1(imag(r(tn))real(r(tn)))---(12)]]>因此，基于測(cè)量的頻差值測(cè)量N個(gè)頻差值，使得接收側(cè)將測(cè)量的N個(gè)頻差值平均，并且確定所獲得的平均值為在傳輸頻率和接收頻率之間的平均頻差值，如下面的等式(13)所表示的Fd=1N-kΣn=0N-kfdn--(13)]]>以這種方式，頻差測(cè)量方法可以基于在相位分量之間的相位改變值測(cè)量在傳輸頻率和接收頻率之間的平均頻差值，其中不同相位分量之間的距離等于或大于預(yù)先確定的取樣間隔，例如，用于測(cè)量平均頻差值的N個(gè)相位值可以由下面的等式(14)表示Φ0＝2πfdt0，Φ1＝2πfdt1，Φ2＝2πfdt2，…，ΦN＝2πfdtN-------(14)
在距離等于或大于預(yù)先確定的取樣間隔的相位分量之間的相位差值可以由下面的等式(15)表示Φ0-Φk＝2πfdt0-2πfdtkΦ1-Φk+1＝2πfdt1-2πfdtk+1Φ2-Φk+2＝2πfdt2-2πfdtk+2…… -------------------(15)ΦN-k-2-ΦN-2＝2πfdtN-k-2-2πfdtN-2ΦN-k-1-ΦN-1＝2πfdtN-k-1-2πfdtN-1ΦN-k-ΦN＝2πfdtN-k-2πfdtN計(jì)算的相位改變值的總和可由下面的等式(16)表示(Φ0-Φk)+(Φ1-Φk+1)+(Φ2-Φk+2)+···+(Φk-1-Φ2k-1)+(Φk-Φ2k)+]]>(Φk+1-Φ2k+1)+···+(ΦN-2k-ΦN-k)+(ΦN-2k+1-ΦN-k+1)+···+(ΦN-k-1-ΦN-1)]]>+(ΦN-k-ΦN)=Σn=0k-1Φn-Σi=N-k+1NΦi-----(16)]]>因此，接收側(cè)可以通過(guò)平均等式(16)的結(jié)果來(lái)確定在傳輸頻率和接收頻率之間的平均頻差值。這時(shí)，因?yàn)榻邮諅?cè)可以根據(jù)等式(16)的“k”值使用和k(+)項(xiàng)目和k(-)項(xiàng)目一樣多的相位值，接收側(cè)可以相對(duì)準(zhǔn)確的確定頻差值。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的頻差測(cè)量方法和設(shè)備至少具有下面的優(yōu)點(diǎn)。
例如，基于預(yù)先確定的取樣間隔計(jì)算相位改變值，基于該改變值可以準(zhǔn)確的確定在傳輸頻率和接收頻率之間的平均頻差值。這樣，接收側(cè)可以從發(fā)送側(cè)準(zhǔn)確地接收數(shù)據(jù)，使得移動(dòng)通信系統(tǒng)的性能能得到改善。
前述實(shí)施例和優(yōu)點(diǎn)僅僅是示例性的，并且不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定。本發(fā)明的教導(dǎo)可以很容易的應(yīng)用到其它類型的設(shè)備。本發(fā)明的描述意在說(shuō)明，而不用于限定權(quán)利要求的范圍。很多替代、修改和變更對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。
權(quán)利要求
1.一種頻差測(cè)量方法，包括基于預(yù)先確定的取樣間隔確定解調(diào)信號(hào)的相位改變值；以及基于計(jì)算的相位改變值確定在傳輸頻率和接收頻率之間的平均頻差值。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該預(yù)先確定的取樣間隔對(duì)應(yīng)于所計(jì)算的相位改變值的數(shù)量。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，在預(yù)先確定的取樣間隔不重復(fù)取樣。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該平均頻差值是通過(guò)平均對(duì)應(yīng)于計(jì)算的相位改變值的平均頻差值并且確定獲得的平均值為在傳輸頻率和接收頻率之間的平均頻差值來(lái)確定的。
5.一種在移動(dòng)通信系統(tǒng)中的頻差測(cè)量方法，其用于確定在傳輸頻率和接收頻率之間的平均頻差值，該方法包括解調(diào)接收的信號(hào)；提取解調(diào)的信號(hào)的相位分量；基于預(yù)先確定的取樣間隔計(jì)算提取的相位分量的相位改變值；測(cè)量對(duì)應(yīng)于計(jì)算的相位改變值的頻差值；以及平均測(cè)量的頻差值并且確定獲得的平均值為在傳輸頻率和接收頻率之間的平均頻差值。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中該預(yù)先確定的取樣間隔對(duì)應(yīng)于提取的相位改變值的數(shù)量。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中在預(yù)先確定的取樣間隔不重復(fù)取樣。
8.如權(quán)利要求5所述的方法，其中該提取的相位分量是從移去了數(shù)據(jù)s(t)的調(diào)制的接收信號(hào)中提取的，并且其中該提取的相位分量表示為i(tn)=ej2πfdtn]]>其中n＝1，2，...，N，N是頻差值的數(shù)量，以及fd是差值。
9.如權(quán)利要求5所述的方法，其中每一計(jì)算的相位改變值表示為r(tn)=e-j2πfd]]>其中n＝1，2，...，N，N是頻差值的數(shù)量，以及fd是差值，而k是常數(shù)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中頻差值被表示為fdn=12πtan-1(imag(r(tn))real(r(tn))).]]>
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中該平均的測(cè)量的頻差值被表示為Fd=1NΣn=0Nfdn.]]>
12.如權(quán)利要求5所述的方法，其中該在傳輸頻率和接收頻率之間的平均頻差值是基于在其距離至少與預(yù)先確定的取樣間隔一樣長(zhǎng)的相位分量之間的相位改變值來(lái)確定的。
13.一種移動(dòng)通信系統(tǒng)，包括解調(diào)器，用于接收調(diào)制的輸入信號(hào)并且輸出解調(diào)信號(hào)；以及頻差測(cè)量單元，用于基于預(yù)先確定的時(shí)間間隔計(jì)算解調(diào)的信號(hào)的相位改變值，以及基于計(jì)算的相位改變確定在傳輸頻率和接收頻率之間的平均頻差值。
全文摘要
公開了一種在基于TDD(時(shí)分雙工)的移動(dòng)通信系統(tǒng)中測(cè)量頻差的方法。該頻差測(cè)量方法包括基于預(yù)先確定的取樣間隔計(jì)算解調(diào)的信號(hào)的相位改變值，并且基于計(jì)算的相位改變確定在傳輸頻率和接收頻率之間的平均頻差值。
文檔編號(hào)H03D7/00GK1578203SQ20041006219
公開日2005年2月9日 申請(qǐng)日期2004年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月4日
發(fā)明者金永宰 申請(qǐng)人:Lg電子株式會(huì)社