專(zhuān)利名稱(chēng)：在信息傳輸系統(tǒng)的基站的接收機(jī)中調(diào)整頻率偏移的方法
技術(shù)狀況本發(fā)明涉及在信息傳輸系統(tǒng)的基站的接收機(jī)中調(diào)整頻率偏移的方法，在該信息傳輸系統(tǒng)中以時(shí)分復(fù)用把信息發(fā)送到多個(gè)用戶(hù)站并且以具有多重訪問(wèn)的時(shí)分復(fù)用實(shí)現(xiàn)信息從用戶(hù)到基站的傳輸。
從DE 196 35 533 A1中公開(kāi)了一個(gè)點(diǎn)到多點(diǎn)無(wú)線(xiàn)傳輸系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中在基站和多個(gè)用戶(hù)站之間以時(shí)分復(fù)用(TDM/TDMA)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。原則上很相似地建立基站和用戶(hù)站，并且基站和用戶(hù)站在其發(fā)送路徑上擁有一個(gè)調(diào)制器、一個(gè)或多個(gè)中頻(ZF)級(jí)和一個(gè)高頻(RF)級(jí)，與此類(lèi)似基站和用戶(hù)站在其接收路徑上具有一個(gè)RF級(jí)、一個(gè)或多個(gè)ZF級(jí)和一個(gè)解調(diào)器。ZF和RF級(jí)、調(diào)制器和解調(diào)器分別擁有一個(gè)由參考頻率控制的變換器。由本機(jī)振蕩器在相應(yīng)的頻率情況下提供參考頻率使用。
在上述TDM/TDMA信息傳輸系統(tǒng)中基站以連續(xù)的、關(guān)于時(shí)間復(fù)用的數(shù)據(jù)流的形式把信息提供給多個(gè)用戶(hù)站。每一個(gè)存在的用戶(hù)站在獨(dú)特分配給該用戶(hù)站的時(shí)隙中把其數(shù)據(jù)發(fā)送給基站。從基站方面在預(yù)定的時(shí)間表之后不同用戶(hù)站的數(shù)據(jù)串到達(dá)。在基站中應(yīng)當(dāng)盡可能無(wú)錯(cuò)誤地解調(diào)各個(gè)到達(dá)的數(shù)據(jù)串。為此基站的接收機(jī)以盡可能高的準(zhǔn)確度鎖定到達(dá)的數(shù)據(jù)串的載頻是必要的。為此前提條件是，在由基站接收的數(shù)據(jù)串和基站的標(biāo)準(zhǔn)頻之間的頻率偏移盡可能小，理想為零。
因此本發(fā)明基于這個(gè)任務(wù)，給出開(kāi)始提到形式的方法，通過(guò)該方法可以以盡可能低的費(fèi)用在基站的接收機(jī)中調(diào)整頻率偏移。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)以具有權(quán)利要求1的特征由此解決上述任務(wù)，首先在每個(gè)用戶(hù)站中如此調(diào)節(jié)其解調(diào)器的參考頻率，即其輸出信號(hào)不具有載頻部分。然后從在相關(guān)用戶(hù)站中的解調(diào)器的如此調(diào)整的參考頻率中和從所有在該用戶(hù)站和在基站中固定預(yù)先確定的變換器參考頻率中在該條件下計(jì)算出在該用戶(hù)站中調(diào)制器的參考頻率，即在基站的解調(diào)器的輸出信號(hào)中出現(xiàn)的、表明頻率偏移的載頻為零。最后用戶(hù)站的解調(diào)器上的參考頻率調(diào)整為計(jì)算出的值。
為了在基站的接收中調(diào)整存在的頻率偏移，僅僅在各個(gè)用戶(hù)站中把調(diào)制器的參考頻率調(diào)節(jié)為一個(gè)這樣的值，以簡(jiǎn)單的方式方法從已知量中數(shù)值計(jì)算出該值。
從屬權(quán)利要求中得出本發(fā)明的有益改進(jìn)。
因此從該條件中計(jì)算出用戶(hù)站的調(diào)制器的參考頻率，即在基站中和在用戶(hù)站中調(diào)制器、解調(diào)器和中頻變換器的參考頻率的和為零，其中不僅在基站中而且也在用戶(hù)站中，在接收和發(fā)送路徑中RF變換器的參考頻率是相同的、可是是反相的。
主要在基站和在每個(gè)用戶(hù)站中由本機(jī)振蕩器通過(guò)本機(jī)振蕩頻率與相應(yīng)變換系數(shù)相乘形成適合于在調(diào)制器和解調(diào)器中的頻率變換和適合于一個(gè)或多個(gè)中頻變換器的參考頻率，由一個(gè)另外的本機(jī)振蕩器通過(guò)本機(jī)振蕩頻率與相應(yīng)的變換系數(shù)相乘產(chǎn)生RF變換器的參考頻率。
為了調(diào)整頻率偏移，從該條件中計(jì)算出各用戶(hù)站的調(diào)制器的變換系數(shù)，即由第一積和由第二積形成的和為零，通過(guò)基站的本機(jī)振蕩頻率與由調(diào)制器和解調(diào)器的變換系數(shù)與在接收和在發(fā)送路徑中中頻變換系數(shù)形成的和相乘形成第一積，通過(guò)用戶(hù)站本機(jī)振蕩頻率與由調(diào)制器和解調(diào)器的變換系數(shù)與在接收和在發(fā)送路徑中中頻變換系數(shù)形成的和相乘形成第二積。對(duì)此作為另外的條件遵循，不僅在基站中而且在用戶(hù)中在接收和發(fā)送路徑中RF變換器的變換系數(shù)從數(shù)值上是相同的，可是具有相反的符號(hào)。
在用戶(hù)站中主要從這個(gè)從基站到用戶(hù)站傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的符號(hào)率中推導(dǎo)出基站的本機(jī)振蕩器頻率。
圖下面根據(jù)在圖中描述的實(shí)施例詳細(xì)闡述本發(fā)明。圖示

圖1基站的原理電路2用戶(hù)站的原理電路圖。
實(shí)施例的說(shuō)明在圖1中描述了例如點(diǎn)到多點(diǎn)的無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)的基站的發(fā)送/接收電路。在該基站和多個(gè)用戶(hù)站之間進(jìn)行信息傳輸，其中基站發(fā)送連續(xù)時(shí)間復(fù)用(TDM)的數(shù)據(jù)流到用戶(hù)站，用戶(hù)站以具有多沖訪問(wèn)(TDMA)的時(shí)間復(fù)用在分配給該用戶(hù)站的、數(shù)據(jù)流的時(shí)隙中訪問(wèn)數(shù)據(jù)串。在基站方向上各用戶(hù)站同樣按照TDMA原理在固定分配的時(shí)隙中發(fā)送其數(shù)據(jù)。在圖1中描述了屬于基站的發(fā)送/接收天線(xiàn)AB。該天線(xiàn)可以在用戶(hù)站所處的多個(gè)空間部分中發(fā)送信息或者從這些多個(gè)空間部分接收由用戶(hù)站發(fā)送的信號(hào)。每個(gè)用戶(hù)站、在圖2中示范描述、擁有一個(gè)天線(xiàn)AC，該天線(xiàn)對(duì)準(zhǔn)基站并且可以從基站接收信號(hào)或者發(fā)送信號(hào)到基站。
由于在根據(jù)本發(fā)明中涉及頻率偏移的調(diào)整，在這個(gè)在圖1和2中描述的基站和用戶(hù)站中僅僅描述了產(chǎn)生并變換載頻的電路單元。不考慮另外對(duì)于信號(hào)處理所需的電路。
在基站的發(fā)送路徑(圖1)中由調(diào)制器的變換器UBM把調(diào)制信號(hào)x加調(diào)制到載頻上，該載頻與第一固有本機(jī)振蕩器LO1的與變換系數(shù)a相乘的頻率一致。來(lái)自變換器UBM的頻率fBMT被供給第一中頻變換器UBZ1T。該變換器獲得第一本機(jī)振蕩器LO1的與變換系數(shù)b相乘的頻率作為參考頻率。第一ZF變換器UBZ1T的輸出載頻fBI1T到達(dá)第二ZF變換器UBZ2T。由與第一本機(jī)振蕩器LO1的與變換系數(shù)c相乘的頻率控制該第二ZF變換器UBZ2T。在信息傳輸系統(tǒng)中與所描述的實(shí)施理有偏差，也可能僅僅存在一個(gè)唯一的中頻級(jí)或存在多于二個(gè)的中頻級(jí)。
第二ZF變換器UBZ2T的輸出載頻fBI2T到達(dá)RF變換器UBRT的輸入端。這個(gè)RF變換器的參考頻率是第二固有本機(jī)振蕩器LO2的以變換系數(shù)d加載的頻率。在RF變換器UBRT的輸出端上提供發(fā)射頻率fBRT使用。
在接收路徑中存在一個(gè)RF變換器UBRR，接收頻率fBRR被供給該RF變換器。該RF變換器的參考頻率還是由第二本機(jī)振蕩器LO2產(chǎn)生的、與變換系數(shù)d′相乘的頻率。RF變換器UBRR的輸出載頻fBI2R處于ZF變換器UBZ2R的輸入端上。由第一本機(jī)振蕩器LO1的與變換系數(shù)c′相乘的頻率控制該ZF變換器UBZ2R。與在發(fā)送路徑中類(lèi)似在接收路徑中也存在一個(gè)另外的ZF變換器UBZ1R。該變換器UBZ1R借助于來(lái)自第一本機(jī)振蕩器LO1并且與變換系數(shù)b′相乘的頻率把由前面的ZF變換器UBZ2R提供的載頻fBI1R轉(zhuǎn)換為中頻fBMR。該ZF變換器后面是解調(diào)器的一個(gè)變換器UBD，其解調(diào)在中頻級(jí)中降低的接收信號(hào)。該變換器UBD為此獲得由本機(jī)振蕩器LO1產(chǎn)生的并且與變換系數(shù)a′相乘的頻率作為參考頻率。在該變換器UBD的輸出端上提供已調(diào)制的基帶信號(hào)x′使用。
在這個(gè)在圖2中描述的用戶(hù)站中具有變換器UCM的調(diào)制器處在發(fā)送路徑中，該變換器把調(diào)制信號(hào)y′加調(diào)制于載頻上。為此調(diào)制器的變換器UCM獲得一個(gè)參考頻率，其與第一固有本基振蕩器LO4的與一個(gè)變換系數(shù)h′相乘的頻率一致。來(lái)自變換器UCM的載頻fCMT被供給第一中頻變換器UCZ1T。該ZF變換器UCZ1T獲得第一本機(jī)振蕩器LO4與變換系數(shù)g′相乘的頻率作為參考頻率。第一ZF變換器UCZ1T的輸出頻率fCI1T到達(dá)第二ZF變換器UCZ2T。由第一本機(jī)振蕩器LO4的與變換系數(shù)f′相乘的頻率控制該變換器UCZ2T。正如聯(lián)系基站已經(jīng)實(shí)施的，可能與描述的用戶(hù)站的實(shí)施例有偏差也可能僅僅存在一個(gè)中頻級(jí)或也可能存在多于二個(gè)的中頻級(jí)。
第二ZF變換器UCZ2T的輸出頻率fCI2T到達(dá)RF變換器UCRT的輸入端。該RF變換器的參考頻率是第二固有本機(jī)振蕩器LO3的以變換系數(shù)e′加載的頻率。在RF變換器的UCRT的輸出端上提供發(fā)射載頻fCRT使用。
在用戶(hù)站的接收路徑中存在一個(gè)RF變換器UCRR，接收載頻fCRR被供給該RF變換器。該RF變換器的參考頻率還是由第二本機(jī)振蕩器LO3產(chǎn)生的、與變換系數(shù)e相乘的頻率。RF變換器UCRR的輸出載頻fCI2R處于ZF變換器UCZ2R的輸入端上。由第一本機(jī)振蕩器LO4的與變換系數(shù)f相乘的頻率控制該變換器UCZ2R。與在發(fā)送路徑中類(lèi)似，在接收路徑中也存在一個(gè)另外的ZF變換器UCZ1R。該變換器UCZ1R借助于來(lái)自第一本機(jī)振蕩器LO4并乘以變換系數(shù)g的頻率把由前面ZF變換器UCZ2R提供的載頻fCI2R變換為中頻fCMR。該中頻級(jí)后面是具有變換器UCD的解調(diào)器，其解調(diào)在中頻級(jí)中降低的接收信號(hào)。變換器UCD獲得由第一本機(jī)振蕩器LO4產(chǎn)生的并與變換系數(shù)h相乘的頻率作為參考頻率。在變換器UCD的輸出端上提供解調(diào)的接收信號(hào)y使用。
如果考慮下行鏈路，也就是說(shuō)從基站到用戶(hù)站的數(shù)據(jù)傳輸，則從基站的發(fā)送路徑的輸入頻率x和變換器UBM、UBZ1T、UBZ2T、UBRT的參考頻率和用戶(hù)站的接收路徑的變換器UCRR、UCZ2R、UCZ1R和UCD的參考頻率中根據(jù)等式(1)得出輸出頻率y。
x+LO1·a+LO1·b+LO1·c+LO2·d+LO3·e+LO4·f+LO4·g+LO4·h＝y(tǒng) (1)對(duì)于下行鏈路，這是從用戶(hù)站到基站的數(shù)據(jù)傳輸方向，從用戶(hù)站的發(fā)送路徑的輸入頻率y′和用戶(hù)站的發(fā)送路徑的變換器UCM、UCZ1T、UCZ2T、UCRT的參考頻率和基站的接收路徑的變換器UBRR、UBZ2r、UBZ1R和UBD的參考頻率中根據(jù)等式(2)在解調(diào)器的輸出端上得出載波頻率x′。
y′+LO4·h′+LO4·g′+LO4·f′+LO3·e′+LO2·d′+LO1·c′+LO1·b′+LO1·a′＝x′ (2)從等式(1)和(2)中得出x′-x＝LO1·(a+b+c+a′+b′+c′)+LO2·(d+d′)+LO3·(e+e′)+LO4·(f+g+h+f′+g′+h′)+y′-y(3)由于基站和用戶(hù)站的發(fā)送頻率x和y′是基帶信號(hào)并且因此定義為0，從等式(3)中得出等式(4)。
x′＝LO1·(a+b+c+a′+b′+c′)+LO2·(d+d′)+LO3·(e+e′)+LO4·(f+g+h+f′+g′+h′)-y (4)以此表明在基站中頻率偏移，解調(diào)器UBD的輸出信號(hào)x′除了基帶信號(hào)外還具有一個(gè)載頻部分。
目的是，如此調(diào)整頻率，在基站的解調(diào)器輸出端上出現(xiàn)的載頻部分的形式的頻率偏移變?yōu)榱?。一般由此調(diào)整該頻率偏移，即可以改變?cè)谟脩?hù)站中解調(diào)器變換器UCD和調(diào)制器變換器UCM變換系數(shù)h和h′，并且調(diào)節(jié)到所希望的值h′*和h*。通過(guò)處理器PZ實(shí)現(xiàn)變換系數(shù)h和h′的改變。為了調(diào)整頻率偏移處理器PZ把解調(diào)器的變換器UCD的變換系數(shù)h調(diào)節(jié)為一個(gè)如此的值h*，即y＝0，也就是說(shuō)在解調(diào)器變換器UCD的輸出信號(hào)中不再出現(xiàn)載頻部分。在該條件下，即y＝0，等式(4)可以變換為等式(5)。
x′＝LO1·(a+b+c+a′+b′+c′)+LO2·(d+d′)+LO3·(e+e′)+LO4·(f+g+h*+f′+g′+h′*)(5)為了調(diào)整頻率偏移，達(dá)到x′＝0的目標(biāo)，這意味著，在基站的解調(diào)器的輸出信號(hào)中不再存在載頻部分。如果滿(mǎn)足根據(jù)下面等式(6)、(7)和(8)的條件，則在等式(5)中x′＝0。在等式(6)和(7)中的條件表明，在基站和用戶(hù)站的發(fā)送與接收路徑中RF變換器的變換系數(shù)d、d′和e、e′數(shù)值上是同樣大，可是必須有相反的符號(hào)。也就是說(shuō)，在接收和發(fā)送路徑中變換器的參考頻率是相同的，可是必須有180°的相位差。
d＝-d′(6)
e＝-e′ (7)LO1·(a+b+c+a′+b′+c′)+LO4·(f+g+h*+f′+g′+h′*)＝0 (8)從等式(8)中得出由處理器PZ根據(jù)等式(9)新調(diào)節(jié)的、用戶(hù)站的調(diào)制器UCM的變換系數(shù)h′*。
h′*＝-LO1/LO4·(a+b+c+a′+b′+c′)-(f+g+h*+f′+g′+h′*) (9)如果對(duì)于變換系數(shù)h′*滿(mǎn)足等式(9)，則徹底消除在基站中的頻率偏移，也就是說(shuō)在解調(diào)器UBD的輸出端上除了基帶信號(hào)外不再出現(xiàn)載頻部分。
雖然在等式(9)中出現(xiàn)的本機(jī)振蕩器頻率LO1和LO4已知名義值，可是不了解與理論值的實(shí)際偏差。在該前提條件下，基站發(fā)送一個(gè)符號(hào)率SRB，從本機(jī)振蕩器LO1的時(shí)鐘中推導(dǎo)出該符號(hào)率，適用SRB＝LO1/p(10)在基站中當(dāng)然根據(jù)等式(11)接收符號(hào)率SRC，該等式依賴(lài)于本機(jī)振蕩器LO4的時(shí)基。
SRC＝LO4/q(11)由于不能通過(guò)另外的本機(jī)振蕩器確定符號(hào)率，則適用SRB＝SRC (12)通過(guò)等式(10)、(11)和(12)對(duì)于系數(shù)p和q適用p/q＝LO1/LO4 (13)系數(shù)p是在基站中固定定義的值。用戶(hù)站中的處理器PZ已知該值。處理器PZ由此確定系數(shù)q，即其從接收信號(hào)y中推導(dǎo)出符號(hào)率SRC，根據(jù)等式(11)該符號(hào)率與處理器已知的本機(jī)振蕩器LO4的系統(tǒng)時(shí)鐘頻率成正比。
最后通過(guò)等式(13)從等式(9)中得出等式(14)，根據(jù)該等式處理器PZ計(jì)算出必須調(diào)整的變換系數(shù)h′*。在等式(14)中存在的變換系數(shù)a、b、c、a′、b′、c′、f、g、f′、g′是固定值并且處理器PZ已知。此外處理器為解調(diào)器事先確定新的變換系數(shù)h*。
h′*＝-p/q·(a+b+c+a′+b′+c′)-(f+g+h*+f′+g′+h′*) (14)在每個(gè)存在用戶(hù)站和基站之間實(shí)施前面闡述的頻率同步。
在基站中頻率偏移的說(shuō)明的闡述的優(yōu)點(diǎn)在于，本機(jī)振蕩器可以是固有的。此外變換系數(shù)的靈活計(jì)算是可能的，如此對(duì)于雙頻間隔的選擇給出適當(dāng)較大的余量。
權(quán)利要求
1.在信息傳輸系統(tǒng)的基站的接收機(jī)中調(diào)整頻率偏移的方法，在該信息傳輸系統(tǒng)中基站以時(shí)間復(fù)用把信息發(fā)送給多個(gè)用戶(hù)站并且以具有多重訪問(wèn)的時(shí)間復(fù)用實(shí)現(xiàn)從用戶(hù)站到基站的信息傳輸，其特征在于，-在每個(gè)用戶(hù)站中如此調(diào)節(jié)其解調(diào)器(UCD)的參考頻率，即該解調(diào)器的輸出信號(hào)(y)不具有載頻部分，-從在相關(guān)用戶(hù)站中的解調(diào)器(UCD)的如此調(diào)節(jié)的參考頻率和從所有在該用戶(hù)站中和在基站中固定預(yù)先確定的變換器參考頻率中，在該條件下計(jì)算出在該用戶(hù)站中調(diào)制器(UCM)的參考頻率，即在基站的解調(diào)器(UBD)的輸出信號(hào)(x′)中出現(xiàn)、表明頻率偏移的載頻為零，-用戶(hù)站的調(diào)制器(UCM)的參考頻率調(diào)節(jié)為計(jì)算出的值。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，從該條件中計(jì)算出用戶(hù)站的調(diào)制器(UCM)的參考頻率，即由在基站中和在用戶(hù)站中調(diào)制器(UBM、UCM)、解調(diào)器(UBD、UCD)和中頻變換器(UBZ1T、UBZ2T、UBZ1R、UBZ2R、UCZ1T、UCZ2T、UCZ1R、UCZ2R)的參考頻率形成的和為零，其中不僅在基站中而且在用戶(hù)站中RF變換器(UBRT、UBRR、UCRT、UCRR)在接收路徑和發(fā)送路徑中是同樣大的，可是是反相的。
3.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，在基站中和在每個(gè)用戶(hù)站中由本機(jī)振蕩器(LO1、LO4)通過(guò)本機(jī)振蕩頻率與相應(yīng)的變換系數(shù)(a、b、c、a′、b′、c′、e、f、g、e′、f′、g′)相乘形成適合于在調(diào)制器(UBM、UCM)和解調(diào)器(UBD、UCD)中頻率變換和適合于一個(gè)或多個(gè)中頻變換器(UBZ1T、UBZ2T、UBZ1R、UBZ2R、UCZ2T、UCZ1T、UCZ2T、UCZ1R、UCZ2R)的參考頻率，并且由一個(gè)第二本機(jī)振蕩器(LO2、LO3)通過(guò)本機(jī)振蕩頻率與相應(yīng)的變換系數(shù)(d、d′、e、e′)形成產(chǎn)生RF變換器(UBRT、UBRR、UCRT、UCRR)的參考頻率。
4.按照權(quán)利要求3的方法，其特征在于，從該條件中計(jì)算出用戶(hù)站的調(diào)制器(UCM)的變換系數(shù)(h′*)，即由第一積和由第二積形成和為零，通過(guò)基站的本機(jī)振蕩器頻率(LO1)與由調(diào)制器(UBM)和解調(diào)器(UBD)的變換系數(shù)(a、a′)與在接收和發(fā)送路徑中中頻變換系數(shù)(b、c、b′、c′)形成的和相乘形成第一積，通過(guò)用戶(hù)站的本機(jī)振蕩器頻率(LO4)與由調(diào)制器(UCM)和解調(diào)器(UCD)的變換系數(shù)(h′、h)與在接收路徑和發(fā)送路徑中的中頻變換系數(shù)(f、g、f′、g′)形成的和相乘形成第二積，其中不僅在基站中而且在用戶(hù)站中RF變換器(UBRT、UBRR、UCRR、UCRT)的變換系數(shù)(d、d′、e、e′)在接收路徑和發(fā)送路徑中從數(shù)值上是相同大的，可是具有相反的符號(hào)。
5.按照權(quán)利要求4的方法，其特征在于，在用戶(hù)站中從這個(gè)從基站到用戶(hù)站傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的符號(hào)率中推導(dǎo)出基站的本機(jī)振蕩器頻率(LO1)。
全文摘要
本發(fā)明給出一種方法,該方法以盡可能低的費(fèi)用在基站的接收機(jī)中實(shí)施頻率偏移的顯著降低。為此在每個(gè)用戶(hù)站中如此調(diào)整其解調(diào)器(UCD)的參考頻率,即其輸出信號(hào)(y)不再具有載頻信號(hào)。從相關(guān)用戶(hù)站的解調(diào)器(UCD)的如此調(diào)節(jié)的參考頻率中和從所有在該用戶(hù)站中和在基站中固定預(yù)先確定的變換器參考頻率中在該條件下計(jì)算并調(diào)節(jié)在用戶(hù)站中調(diào)制器(UCM)的參考頻率,即在基站的解調(diào)器(UBD)的輸出信號(hào)(x′)中出現(xiàn)的載頻為零。
文檔編號(hào)H04L27/00GK1382320SQ00814682
公開(kāi)日2002年11月27日 申請(qǐng)日期2000年8月15日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月21日
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