專利名稱：通信系統(tǒng)中估算信號誤差的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信，更具體地說，涉及一種通信系統(tǒng)中估算信號誤差的 方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
第三代(3G)無線系統(tǒng)所具有的增強(qiáng)性能和通信容量使得用于進(jìn)行語音、 數(shù)據(jù)和多媒體通信的移動用戶設(shè)備的使用數(shù)量不斷增多。例如，寬帶碼分多址 (WCDMA)是一種無線通信規(guī)范，其可通過使用復(fù)合調(diào)制(complex modulated)射頻(RF)信號傳送用戶通信量以及為移動用戶設(shè)備和基站操作 執(zhí)行一些關(guān)鍵協(xié)議功能，來增強(qiáng)性能。其中一種這樣的功能是移動用戶設(shè)備和基站建立連接過程中的初始時(shí)頻 同步。移動用戶設(shè)備若想與基站通信，應(yīng)先搜索可用的蜂窩單元并請求連接。 在搜索蜂窩單元的過程中，移動用戶設(shè)備搜索蜂窩單元和對應(yīng)的基站，確定下 行擾碼和該蜂窩單元的公共信道幀同步。移動用戶設(shè)備確定通常稱為物理同步 信道(SCH)的主同步信道(P-SCH)碼(PSC)的蜂窩時(shí)隙的時(shí)序，以便與 目標(biāo)蜂窩單元同步。移動用戶設(shè)備通常使用單一匹配濾波器來尋找P-SCH碼， 這是通過測定接收信號的濾波器峰值來實(shí)現(xiàn)的。為完成同步過程，在WCDMA 中，用戶設(shè)備可執(zhí)行幀同步和擾碼碼組識別的操作。移動用戶設(shè)備測定接收的 信號中PCS的輔助同步信道(S-SCH)碼(SSC)，并將其與所有可能的輔助 同步碼序列相關(guān)聯(lián)。幀同步是通過最大相關(guān)值來確定的。在實(shí)現(xiàn)時(shí)隙和幀同步 之后，移動用戶設(shè)備可執(zhí)行任何其他的所需操作，來完成網(wǎng)絡(luò)連接。為了能在上電操作過程中在建立連接時(shí)在移動用戶設(shè)備和基站之間實(shí)現(xiàn) 時(shí)間同步，移動用戶設(shè)備需要鎖定在基站提供的基準(zhǔn)頻率。在多數(shù)情況下，移 動用戶設(shè)備使用本地壓控振蕩器如晶振，其用于為設(shè)備的RF和模擬部分生成
載波頻率，以及為設(shè)備的數(shù)字部分生成基準(zhǔn)數(shù)字時(shí)鐘。當(dāng)使用高質(zhì)量晶振時(shí)， 晶振的頻率的不確定性或頻率偏差非常小，并且通過適當(dāng)?shù)男?zhǔn)操作，晶振可 生成合適的載波頻率和/或數(shù)字時(shí)鐘信號，以便在上電操作過程中進(jìn)行時(shí)間同 步。然而，高質(zhì)量晶振的成本和校準(zhǔn)操作的費(fèi)用非常高。在這點(diǎn)上，具有較大 頻率不確定性的低質(zhì)量晶振能夠滿足成本要求。然而使用低質(zhì)量晶振會增加鎖 定到基站提供的基準(zhǔn)頻率所需的時(shí)間。在某些情況下，增加的時(shí)間會造成很多 同步問題。在閱讀下文和附圖中的內(nèi)容后，通過將現(xiàn)有系統(tǒng)與本發(fā)明系統(tǒng)的一些方面 進(jìn)行比較，傳統(tǒng)和現(xiàn)有方法的限制和缺點(diǎn)對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將變得更 加清晰。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明涉及一種用于在通信系統(tǒng)中估算信號誤差的系統(tǒng)和/或方法，在至 少一張附圖中迸行了描述，并在權(quán)利要求中進(jìn)行了完整的說明。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種用于在通信系統(tǒng)中估算信號誤 差的方法，包括使用多個(gè)相關(guān)器來確定解調(diào)后的接收RF信號的頻率誤差，其中向所述多個(gè)相關(guān)器中的至少一個(gè)相關(guān)器提供不同于所述解調(diào)后的接收RF 信號的載波頻率的至少一個(gè)其它載波頻率。在本發(fā)明所述的方法中，所述解調(diào)后的接收RF信號包括寬帶碼分多址 (WCDMA)的主同步信道(PSC)碼。在本發(fā)明所述的方法中，本方法還包括在I和Q坐標(biāo)系中旋轉(zhuǎn)所述解調(diào) 后的接收RF信號的載波頻率，從而生成所述至少一個(gè)其它載波頻率。在本發(fā)明所述的方法中，本方法還包括為所述多個(gè)相關(guān)器中的每一個(gè)生成 相關(guān)性結(jié)果，并比較這些相關(guān)性結(jié)果以確定所述解調(diào)后的接收RF信號的所述 頻率誤差。在本發(fā)明所述的方法中，本方法還包括根據(jù)所述頻率誤差調(diào)整VCO頻率。 在本發(fā)明所述的方法中，本方法還包括根據(jù)所述頻率誤差調(diào)整旋轉(zhuǎn)器的旋 轉(zhuǎn)頻率。
在本發(fā)明所述的方法中，本方法還包括根據(jù)所述頻率誤差從多個(gè)旋轉(zhuǎn)器中 選擇一個(gè)旋轉(zhuǎn)器。在本發(fā)明所述的方法中，本方法還包括將來自所述多個(gè)相關(guān)器中至少一個(gè) 相關(guān)器的相關(guān)性結(jié)果存儲在存儲器的第一部分中，將來自所述多個(gè)相關(guān)器中其 余相關(guān)器的相關(guān)性結(jié)果存儲在所述存儲器其余部分的至少一部分中。在本發(fā)明所述的方法中，本方法還包括當(dāng)來自所述多個(gè)相關(guān)器中其余相關(guān) 器的所述相關(guān)性結(jié)果不再需要時(shí)，將數(shù)據(jù)而不是相關(guān)性結(jié)果存儲在所述存儲器 其余部分的所述至少一部分中。在本發(fā)明所述的方法中，所述多個(gè)相關(guān)器包括PSYNC相關(guān)器。 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種機(jī)器可讀存儲器，其中存儲有 計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序包含至少一個(gè)代碼段，該代碼段用于在通信系統(tǒng)中 估算信號誤差，所述至少一個(gè)代碼段可由機(jī)器執(zhí)行，控制所述機(jī)器使用多個(gè)相 關(guān)器確定解調(diào)后的接收RF信號的頻率誤差，其中向所述多個(gè)相關(guān)器中的至少 一個(gè)提供不同于所述解調(diào)后的接收RF信號的載波頻率的至少一個(gè)其它載波頻 率。在本發(fā)明所述的機(jī)器可讀存儲器中，所述解調(diào)后的接收RF信號包括寬帶 碼分多址(WCDMA)的主同步信道(PSC)碼。在本發(fā)明所述的機(jī)器可讀存儲器中，所述機(jī)器可讀存儲器還包括一段代 碼，用于在I和Q坐標(biāo)系中旋轉(zhuǎn)所述解調(diào)后的接收RF信號的載波頻率，從而 生成所述至少一個(gè)其它載波頻率。在本發(fā)明所述的機(jī)器可讀存儲器中，所述機(jī)器可讀存儲器還包括一段代 碼，用于為所述多個(gè)相關(guān)器中的每一個(gè)生成相關(guān)性結(jié)果，并比較這些相關(guān)性結(jié) 果，確定所述解調(diào)后的接收RF信號的所述頻率誤差。在本發(fā)明所述的機(jī)器可讀存儲器中，所述機(jī)器可讀存儲器還包括一段代 碼，用于根據(jù)所述頻率誤差調(diào)整VCO頻率。在本發(fā)明所述的機(jī)器可讀存儲器中，所述機(jī)器可讀存儲器還包括一段代 碼，用于根據(jù)所述頻率誤差調(diào)整旋轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)頻率。在本發(fā)明所述的機(jī)器可讀存儲器中，所述機(jī)器可讀存儲器還包括一段代 碼，用于根據(jù)所述頻率誤差從多個(gè)旋轉(zhuǎn)器中選擇一個(gè)旋轉(zhuǎn)器。在本發(fā)明所述的機(jī)器可讀存儲器中，所述機(jī)器可讀存儲器還包括一段代 碼，用于將來自所述多個(gè)相關(guān)器中至少一個(gè)相關(guān)器的相關(guān)性結(jié)果存儲在存儲器 的第一部分中，將來自所述多個(gè)相關(guān)器中其余相關(guān)器的相關(guān)性結(jié)果存儲在所述 存儲器其余部分的至少一部分中。在本發(fā)明所述的機(jī)器可讀存儲器中，所述機(jī)器可讀存儲器還包括一段代 碼，用于當(dāng)來自所述多個(gè)相關(guān)器中其余相關(guān)器的所述相關(guān)性結(jié)果不再需要時(shí)， 將數(shù)據(jù)而不是相關(guān)性結(jié)果存儲在所述存儲器其余部分的所述至少一部分中。在本發(fā)明所述的機(jī)器可讀存儲器中，所述多個(gè)相關(guān)器包括PSYNC相關(guān)器。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種用于在通信系統(tǒng)中估算信號誤 差的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括使用多個(gè)相關(guān)器來確定解調(diào)后的接收RF信號的頻率 誤差的電路，其中向所述多個(gè)相關(guān)器中的至少一個(gè)提供不同于所述解調(diào)后的接 收RF信號的載波頻率的至少一個(gè)其它載波頻率。在本發(fā)明所述的系統(tǒng)中，所述解調(diào)后的接收RF信號包括寬帶碼分多址 (WCDMA)的主同步信道(PSC)碼。在本發(fā)明所述的系統(tǒng)中，所述系統(tǒng)還包括用于在I和Q坐標(biāo)系中旋轉(zhuǎn)所 述解調(diào)后的接收RF信號的載波頻率從而生成所述至少一個(gè)其它載波頻率的電 路。在本發(fā)明所述的系統(tǒng)中，所述系統(tǒng)還包括用于為所述多個(gè)相關(guān)器中的每一 個(gè)生成相關(guān)性結(jié)果并比較這些相關(guān)性結(jié)果以確定所述解調(diào)后的接收RF信號的所述頻率誤差的電路。在本發(fā)明所述的系統(tǒng)中，所述系統(tǒng)還包括用于根據(jù)所述頻率誤差調(diào)整 VCO頻率的電路。在本發(fā)明所述的系統(tǒng)中，所述系統(tǒng)還包括用于根據(jù)所述頻率誤差調(diào)整旋轉(zhuǎn) 器的旋轉(zhuǎn)頻率的電路。在本發(fā)明所述的系統(tǒng)中，所述系統(tǒng)還包括用于根據(jù)所述頻率誤差從多個(gè)旋 轉(zhuǎn)器中選擇一個(gè)旋轉(zhuǎn)器的電路。在本發(fā)明所述的系統(tǒng)中，所述系統(tǒng)還包括用于將來自所述多個(gè)相關(guān)器中至
少一個(gè)相關(guān)器的相關(guān)性結(jié)果存儲在存儲器的第一部分中并將來自所述多個(gè)相 關(guān)器中其余相關(guān)器的相關(guān)性結(jié)果存儲在所述存儲器其余部分的至少一部分中的電路。在本發(fā)明所述的系統(tǒng)中，所述系統(tǒng)還包括用于當(dāng)來自所述多個(gè)相關(guān)器中其 余相關(guān)器的所述相關(guān)性結(jié)果不再需要時(shí)，將數(shù)據(jù)而不是相關(guān)性結(jié)果存儲在所述 存儲器其余部分的所述至少一部分中的電路。在本發(fā)明所述的系統(tǒng)中，所述多個(gè)相關(guān)器包括PSYNC相關(guān)器。 本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)以及本發(fā)明多個(gè)實(shí)施例的架構(gòu)和操作將在下文 中參考對應(yīng)的附圖進(jìn)行詳細(xì)描述。


圖1是依據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的通信系統(tǒng)的示意圖，其中，WCDMA移 動設(shè)備嘗試與基站建立同步以估算信號誤差；圖2是依據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例在通信系統(tǒng)中用于估算信號誤差的系統(tǒng)的 示意圖；圖3是依據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的ACD/CMF模塊的示意圖； 圖4是依據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)器的示意圖；圖5a-5d分別是依據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例使用Fv①對來自基站的RF信號進(jìn) 行解調(diào)的效果示意圖，其中Fvco為從RF信號載波頻率偏移得到的； 圖6是依據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的PSYNC相關(guān)器的示意圖； 圖7是依據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的P-SCH數(shù)據(jù)處理過程的流程圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明本發(fā)明的特定實(shí)施例涉及一種用于在通信系統(tǒng)中估算誤差信號(error signal)的方法和系統(tǒng)。本發(fā)明的示范性方面包括使用多個(gè)相關(guān)器來確定接收 的RF信號的頻率誤差(frequency error),其中，向一個(gè)或多個(gè)相關(guān)器提供接 收的RF信號的載波頻率，而向其余的相關(guān)器提供一個(gè)或多個(gè)其他的載波頻率。
提供給其余的接收相關(guān)器的載波頻率不同于接收的RF信號的載波頻率。接收 的RF信號可包括寬帶碼分多址(WCDMA)的主同步信道(PSC)碼。接收 的RF信號的載波頻率可在I和Q坐標(biāo)系中進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，生成所述的其他載波頻率。可為多個(gè)相關(guān)器中的每一個(gè)生成相關(guān)性結(jié)果，生成的結(jié)果將進(jìn)行比較，以 確定接收的RF信號的頻率誤差。確定的頻率誤差可用于調(diào)整VCO頻率?；?者，確定的頻率誤差還可用于調(diào)整旋轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)頻率，或從多個(gè)旋轉(zhuǎn)器(每一 個(gè)都具有固定的旋轉(zhuǎn)頻率)中選擇一個(gè)選擇旋轉(zhuǎn)器。依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例， 來自 一個(gè)或多個(gè)相關(guān)器的相關(guān)性結(jié)果可存儲在存儲器的第一部分中，來自其余 相關(guān)器的相關(guān)性結(jié)果可存儲在存儲器的其余部分中。圖1是依據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的通信系統(tǒng)的示意圖，其中，WCDMA移 動設(shè)備嘗試與基站建立同步，以估算信號誤差。如圖1所示，其中展示了載波 頻率為Fc的基站100和WCDMA移動設(shè)備101 。在運(yùn)行過程中，移動設(shè)備101會在初始蜂窩單元搜索過程中嘗試與基站 100建立同步。移動設(shè)備101可能并不知道基站100的載波頻率。因此，在初 始同步過程中，移動設(shè)備101可選擇一個(gè)初始頻率，該初始頻率處于基站IOO 載波頻率的特定容限內(nèi)。移動設(shè)備101隨后可使用該初始頻率將基站信號降頻 解調(diào)至基帶頻率。移動設(shè)備101隨后便可確定初始頻率和基站100載波頻率之 間的誤差。該誤差可用于調(diào)整移動設(shè)備101所使用的初始頻率，以便進(jìn)行隨后 的操作。圖2是依據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的在通信系統(tǒng)中用于估算信號誤差的系統(tǒng) 的示意圖。如圖2所示，其中展示了RF/模擬部分，其包括天線201、 RF模塊 204、壓控振蕩器(VCO) 203和晶振202。圖2中還展示了基帶處理器(BB) 部分，其包括模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器/切片(chip)匹配濾波器(ADC/CMF)模 塊205、旋轉(zhuǎn)器206和207、 PSYNC相關(guān)器208、 209和210、誤差估算器模 塊211和處理器212。圖2可以是WCDMA移動設(shè)備101的一部分。天線201可包括適當(dāng)?shù)倪壿嫼?或電路，用于與至少一個(gè)基站100通信。 與基站100的通信包括通過WCDMA要求所指定的物理同步信道(SCH)接
收數(shù)據(jù)。在這點(diǎn)上，WCDMA移動設(shè)備101可通過主同步信道(P-SCH)接收 主同步碼(PSC)，通過輔助同步信道(S-SCH)接收輔助同步碼(SSC)。網(wǎng) 絡(luò)發(fā)送同步碼給WCDMA移動設(shè)備101，指出時(shí)隙和幀時(shí)序。P-SCH信道可 用于與支持WCDMA的用戶設(shè)備(例如WCDMA移動設(shè)備101)建立初始網(wǎng) 絡(luò)同步。RF模塊204可包括適當(dāng)?shù)倪壿?、電路?或代碼，用于將從天線201收到 的RF信號解調(diào)至基帶信號，該基帶信號將發(fā)往基帶處理器200，以便進(jìn)一步 處理。RF模塊204可使用VCO203生成的Fvco來解調(diào)收到的RF信號。VCO 203可包括適當(dāng)?shù)倪壿?、電路?或代碼，用于生成輸出信號，使得RF模塊204 使用該輸出信號對接收自天線201的RF信號進(jìn)行解調(diào)。該信號的頻率FVTO 需要處于特定的容限內(nèi)，以便RF模塊204能夠進(jìn)行合適的操作。VCO203可 使用晶振202來生成具有頻率Fvco的信號。需要通過處理器212來調(diào)整VCO 203，以便RF模塊204可解調(diào)多個(gè)載波頻率。ADC/CMF模塊205可包括適當(dāng)?shù)倪壿嫛㈦娐泛?或代碼，用于對解調(diào)后的 RF信號/RF模塊204生成的基帶信號進(jìn)行數(shù)字化，還包括適當(dāng)?shù)倪壿?、電?和/或代碼，用于對數(shù)字化的基帶信號進(jìn)行匹配濾波。ADC/CMF模塊可對解調(diào) 后的RF信號/基帶信號進(jìn)行數(shù)字化，輸出數(shù)字化信號的同相(I)和正交(Q) 形式(統(tǒng)稱為(I/Q))，發(fā)往旋轉(zhuǎn)器模塊206和207?；鶐幚砥?00可包括適 當(dāng)?shù)倪壿?、電路?或代碼，用于對數(shù)字化的基帶信號進(jìn)行進(jìn)一步的處理。旋轉(zhuǎn)器模塊206和207可包括適當(dāng)?shù)倪壿?、電路?或代碼，用于對接收 自ADC/CMF 205的信號進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。通過在I/Q域內(nèi)對接收自ADC/CMF 200 的I/Q數(shù)據(jù)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)器206和207可有效偏移接收自ADC/CMF 205的 信號的頻譜。偏移的量可由處理器212預(yù)先編程寫入旋轉(zhuǎn)器206和207中。例 如，可對旋轉(zhuǎn)器206和207其中之一預(yù)先編程，使其輸出頻率高于初始基帶頻 率，對另一旋轉(zhuǎn)器預(yù)先編程，使其輸出頻率低于初始基帶頻率。旋轉(zhuǎn)器206 和207的輸出仍為I/Q格式，隨后將發(fā)往PSYNC相關(guān)器208和210，以便進(jìn) 行進(jìn)一步的處理。PSYNC相關(guān)器208、 209和210可包括適當(dāng)?shù)倪壿?、電路?或代碼，用
于處理來自主同步信道的主同步碼，以便同步蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的WCDMA移動設(shè) 備和基站。PSYNC相關(guān)器208和210可分別從旋轉(zhuǎn)器206和207接收I/Q數(shù)據(jù)。PSYNC相關(guān)器208、 209和210可生成在5120個(gè)時(shí)間位置搜索某一頻率 柵格點(diǎn)的搜索結(jié)果值。當(dāng)駐留在指定頻率上時(shí)，PSYNC相關(guān)器208、 209和 210可為收到的主同步碼生成信號峰值PMAx和本底噪聲(floor noise)平均值 PN。這一過程可針對多個(gè)載波頻率重復(fù)執(zhí)行?；鶐幚砥?00可使用信號峰值PMAX和本地噪聲平均值PN來檢測主同步碼，并與蜂窩網(wǎng)絡(luò)建立初始同步。在例如頻率搜索操作中，WCDMA移動設(shè)備101可使用PSYNC相關(guān)器208、 209 和210來檢測頻率。此外，PSYNC相關(guān)器208、 209和210可用于測試和確定 連接到VCO 203的晶振202的偏移頻率。誤差估算器211可包括適當(dāng)?shù)倪壿嫛㈦娐泛?或代碼，用于確定Fvco與用 來解調(diào)接收自天線201的RF信號的理想頻率之間的偏差到底有多大。誤差估 算器211可通過評估來自相關(guān)器208、 209和210的信號Pmax和Pm來碗定相 關(guān)器208、 209和210中每一個(gè)的相關(guān)性結(jié)果，以此來完成上述工作。誤差估 算器211隨后可通過插補(bǔ)該相關(guān)性結(jié)果來確定Fvo)的頻率誤差。該估算出的 頻率誤差隨后將用于調(diào)整VCO 203中的參數(shù)，從而具有未經(jīng)旋轉(zhuǎn)的輸入209 的PSYNC相關(guān)器最終成為最相關(guān)的PSYNC。在運(yùn)行過程中，通過天線201接收來自基站100的RF信號，并發(fā)往RF 模塊204?；赩CO 204生成的Fvco， RF模塊204將收到的RF信號解調(diào)至 基帶信號。解調(diào)后的信號可通過旋轉(zhuǎn)器206和207頻移至高于Fvco和低于 Fvcx)。使用Fvco解調(diào)的初始基帶信號和旋轉(zhuǎn)后的基帶信號將發(fā)往各個(gè)PSYNC 相關(guān)器208、 209和210。誤差估算器211確定PSYNC相關(guān)器208、 209和210 中的哪一個(gè)是最為相關(guān)的，并將這一信息發(fā)往處理器212。處理器212調(diào)整 VCO 203 ，直到直接連接到ADC/CDF模塊205的PSYNC相關(guān)器209成為最 為相關(guān)的相關(guān)器，然后處理結(jié)束。 一旦同步過程完成，PSYNC相關(guān)器208和 210將不再需要，這些資源可用于進(jìn)行其他操作。Fvo3的頻率偏差與晶振202和VCO 203的質(zhì)量直接有關(guān)。例如，如果使
用的是壓控溫度補(bǔ)償晶振(VCTXO)，貝鵬率偏差將相對較小。相比之下，若 使用的是非溫度補(bǔ)償VCO，則頻率偏差將會較大。然而，與非溫度補(bǔ)償VCO 相比，通常VCTXO相對較貴。通過復(fù)制初始基帶信號中心頻率上方和下方的 基帶信號，并使用多個(gè)PSYNC相關(guān)器來檢測主同步碼，能夠消除低質(zhì)量晶振 帶來的問題，并因此降低系統(tǒng)的成本。圖3是依據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的ACD/CMF模塊的示意圖。如圖3所示， 其中展示了對應(yīng)WCDMA移動設(shè)備101 —部分的數(shù)據(jù)路徑309，用于處理通 過主同步信道(P-SCH)接收的數(shù)據(jù)。在這點(diǎn)上，數(shù)據(jù)路徑309可對應(yīng)例如圖 1中描述的WCDMA移動設(shè)備101的一部分。數(shù)據(jù)路徑309可包括天線310、 放大器302、模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器303、切片匹配濾波器(CMF) 305、接收器 (Rx)自動增益控制器(AGC) 304、主同步信道(P-SCH)解擴(kuò)器306和匹 配濾波器307。天線310可包括適當(dāng)?shù)倪壿嫼?或電路，用于接收P-SCH數(shù)據(jù)和測定主同 步功率密度Ec、天線上的干擾功率密度級loc、接收路徑天線上的功率密度lor 和/或總RF功率或總接收功率頻譜密度lo，其中1o二loc+lor。放大器302可包括適當(dāng)?shù)倪壿?、電路?或代碼，用于基于由RxAGC304 提供的反饋信號來增加或降低接收信號的強(qiáng)度。A/D轉(zhuǎn)換器303可包括適當(dāng)?shù)?邏輯、電路和/或代碼，用于對放大器302的輸出進(jìn)行數(shù)字化，生成信號RXa2d。 信號RXa2d可包括例如8比特同相(I)和正交(Q)信號。CMF 305可包括適當(dāng)?shù)倪壿?、電路?或代碼，用于對A/D轉(zhuǎn)換器303生 成的輸出信號進(jìn)行匹配濾波。CMF 305可用于生成至少一個(gè)信號，Rx AGC 304 使用該信號生成發(fā)往放大器302的反饋信號311 。CMF 305可生成信號RXCMF， 其包括例如7比特I/Q信號。P-SCH解擴(kuò)器306可包括適當(dāng)?shù)倪壿?、電路? 或代碼，用于對RXcMF信號進(jìn)行解擴(kuò)，生成輸入到匹配濾波器307的RXDs信 號。RXds信號可包括例如8比特I/Q信號。匹配濾波器307可包括適當(dāng)?shù)倪?輯、電路和減代碼，用于對RXDs信號進(jìn)行匹配濾波和相關(guān)操作，生成相關(guān)信 號，其可包括例如15比特I/Q信號?；緦⒃诿總€(gè)時(shí)隙內(nèi)重復(fù)P-SCH碼。根 據(jù)WCDMA標(biāo)準(zhǔn)， 一個(gè)時(shí)隙區(qū)間可包括2560個(gè)切片，每個(gè)切片的長度為1/3.84e6秒。在這點(diǎn)上，可生成5120個(gè)相關(guān)值，也就是為每個(gè)切片時(shí)間內(nèi)有2 個(gè)。生成的每個(gè)相關(guān)值假定為時(shí)隙的邊界。這樣一來，5120個(gè)相關(guān)值代表5120 個(gè)假設(shè)的時(shí)隙邊界，它們可位于2560片時(shí)間段內(nèi)的任意位置。圖4是依據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)器的示意圖。如圖4所示，其中展示 了系數(shù)生成器400、指數(shù)合成器(index synthesizer) 401、 sin/cos査找表402 和乘法器403。系數(shù)生成器400可包括適當(dāng)?shù)倪壿?、電路?或代碼，用于響應(yīng)旋轉(zhuǎn)頻率 選擇404，生成系統(tǒng)M和N。例如，旋轉(zhuǎn)頻率選擇l (1)對應(yīng)4KHz的旋轉(zhuǎn) 頻率。如果選擇了該值，則系數(shù)生成器可選擇適當(dāng)?shù)腗值和N值，以便旋轉(zhuǎn) 器可向信號中插入4KHz旋轉(zhuǎn)。這些值隨后將輸出到指數(shù)合成器。指數(shù)合成器401可包括適當(dāng)?shù)倪壿?、電路?或代碼，用于為查找表生成 指數(shù)，該指數(shù)隨時(shí)間變化，其變化頻率對應(yīng)于系數(shù)M、 N、 Clk^f和Inc/Dec信號的一個(gè)函數(shù)。例如，該指數(shù)的值可在值0、 1、 2.....33、 34、 35范圍內(nèi)循環(huán)，其變化速率為i^fe二M，C汰w/W，然后重復(fù)進(jìn)行。指數(shù)的值可用于從査 找表中選擇其中的值。Inc/Dec信號可用于改變旋轉(zhuǎn)的方向，這是通過將指數(shù) 輸出方向從增加改為減小來實(shí)現(xiàn)的。sin/cos查找表402可包括適當(dāng)?shù)倪壿?、電路?或代碼，用于存儲查找表 中的幾個(gè)值，并基于指數(shù)來計(jì)算這幾個(gè)值其中一個(gè)的sin和cos值。例如，査 找表可存儲值0.0、 2.5、 5.0、 ...40.0、 42.5、 45.0。例如，如果指數(shù)值為3 (3)， 則sin/cos査找表402將輸出cos (5。)和sin (5° )。乘法器403可包括適當(dāng)?shù)倪壿?、電路?或代碼，用于將sin和cos信號輸 入與I/Q數(shù)據(jù)輸入相乘，輸出相乘的結(jié)果。例如，乘法器403可將sin/cos査 找表402輸出的cos和sin值與ADC/CMF模塊300輸出的I/Q數(shù)據(jù)相乘。相 乘的結(jié)果作為連接到旋轉(zhuǎn)器208或210的PSYNC相關(guān)器的輸入。圖5a-5d分別是依據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例使用Fvco對來自基站的RF信號進(jìn) 行解調(diào)的效果示意圖，其中Fvco從RF信號載波頻率偏移得到。在運(yùn)行過程中， 圖2中的旋轉(zhuǎn)器206和207可從ADC/CMF 205 (圖2所示)中接收I/Q數(shù)據(jù)， 該I/Q數(shù)據(jù)表示由RF模塊204 (如圖2所示)解調(diào)的基帶信號。當(dāng)RF模塊
204 (如圖2所示)接收的RF信號由與該RF信號的載波頻率不匹配的頻率 Fvo)解調(diào)時(shí)，其結(jié)果將是在基帶信號的I/Q域內(nèi)連續(xù)的順時(shí)針旋轉(zhuǎn)(如圖5d 所示)或者連續(xù)的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)(如圖5b所示)。旋轉(zhuǎn)器206和207可對該連續(xù) 的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行補(bǔ)償，這是通過對收到的I/Q數(shù)據(jù)應(yīng)用反方向的常量旋轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)的。 降低I/Q數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)將有助于PSYNC相關(guān)器208和210的檢測。圖6是依據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的PSYNC相關(guān)器的示意圖。如圖6所示， 其中展示了包絡(luò)檢測器601、無限脈沖響應(yīng)(IIR)濾波器602、緩沖器605、 截?cái)?truncation)模塊603、報(bào)告功能模塊604和IIR噪聲本底模塊606。數(shù) 據(jù)路徑600可對應(yīng)例如WCDMA移動設(shè)備lOl (如圖l所示)的一部分。包絡(luò)檢測器601可包括適當(dāng)?shù)倪壿?、電路?或代碼，用于在探測到同相 和正交信號的測定的包絡(luò)時(shí)，生成信號，該同相和正交信號是由匹配濾波器 307 (如圖3所示)以2次/切片時(shí)間的速度生成的。包絡(luò)檢測器601的輸出可 以是例如8比特信號，其將發(fā)往IIR濾波器602。1IR濾波器602可包括適當(dāng)?shù)倪壿?、電路?或代碼，用于對從包絡(luò)檢測器 601收到的信號進(jìn)行數(shù)字濾波。在這點(diǎn)上，輸入到IIR濾波器602的相關(guān)輸出 的第n個(gè)量值或包絡(luò)可使用存儲在緩沖器605中的第(n-5120)個(gè)量值進(jìn)行濾 波。新生成的濾波輸出隨后可存儲在緩沖器605中，因此可保證針對5120個(gè) 假設(shè)中的每一個(gè)都是最新的結(jié)果。該濾波過程可看作對5120個(gè)信號的濾波。 IIR濾波器602輸出的結(jié)果將以12比特字的形式發(fā)往例如截?cái)嗄K603和減 緩沖器605。緩沖器605可包括適當(dāng)?shù)倪壿?、電路?或代碼，用于存儲濾波后的數(shù)據(jù)， 并將存儲的濾波后的數(shù)據(jù)反饋給IIR濾波器602。緩沖器605可使用隨機(jī)訪問 存儲器(RAM)來實(shí)現(xiàn)。截?cái)嗄K603可包括適當(dāng)?shù)倪壿?、電路?或代碼，用于將IIR濾波器602 的數(shù)字輸出截?cái)酁轭A(yù)定數(shù)量的比特。例如，截?cái)嗄K603可將12比特字切斷 為8比特字，以供報(bào)告功能模塊604和IIR噪聲本底模塊606處理。報(bào)告功能模塊604可包括適當(dāng)?shù)倪壿?、電路?或代碼，為通過數(shù)據(jù)路徑 309和600執(zhí)行的操作針對多個(gè)頻率確定的主同步碼生成信號峰值PMAx。HR噪聲本底模塊606可包括適當(dāng)?shù)倪壿?、電路禾P/或代碼，為通過數(shù)據(jù)路 徑309和600執(zhí)行的操作針對多個(gè)頻率確定的主同步碼生成本底噪聲平均值 Pn。在運(yùn)行過程中，PSYNC相關(guān)器208、 209和210可測定全部5120個(gè)假設(shè) 值的噪聲功率和峰值功率，并使用例如測定值n+5120來與當(dāng)前測定值例如假 設(shè)值n進(jìn)行合并或?qū)ζ溥M(jìn)行濾波，其中n對應(yīng)每個(gè)測定值的計(jì)數(shù)值(counter value)。信號峰值Pmax和本底噪聲平均僮Pw可由基帶處理器200中的誤差估 算模塊211 (如圖2所示)用來確定圖2中PSYNC相關(guān)器208、 209和210中 的哪個(gè)相關(guān)器是最相關(guān)的，然后該最相關(guān)的相關(guān)器可用來確定來自VCO 203 (如圖2所示)的Fvco的頻率偏差。例如，處理器212 (如圖2所示)可生成 多個(gè)控制信號，以便根據(jù)誤差估算模塊211的輸出來改變晶振的頻率，從而調(diào) 整應(yīng)用到RF模塊204 (如圖2所示)的載波頻率。針對生成的每個(gè)載波頻率， 可確定信號的峰值與本底噪聲平均值的比。對應(yīng)的數(shù)字控制信號隨后可用于生 成合適的載波頻率，該載波頻率可用來在上電操作過程中與網(wǎng)絡(luò)建立同步。一旦同步過程完成，PSYNC相關(guān)器的資源將不再需要，這時(shí)，可重新分 配這些資源。例如，處理器212可將其他數(shù)據(jù)存儲在緩沖器605中未被使用的 PSYNC相關(guān)器對應(yīng)的一部分之中。圖7是依據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的P-SCH數(shù)據(jù)處理過程的流程圖。如圖7 中的流程圖包括開始步驟700。在步3聚701，接收RF信號，并基于初始VCO 頻率FvTO一o對該信號進(jìn)行解調(diào)。在步驟702，將解調(diào)后的信號發(fā)往ADC/CMF 205 (如圖2所示)，在這里對該信號進(jìn)行數(shù)字化和濾波。在步驟703，將 ADC/CMF 205 (如圖2所示)的輸出分割到多條路徑上。第一路徑連接到第 一PSYNC相關(guān)器209 (如圖2所示)。第二路徑連接到第一旋轉(zhuǎn)器206 (如圖 2所示)，該旋轉(zhuǎn)器連接到第二 PSYNC相關(guān)器208 (如圖2所示)。第三路徑 連接到第二旋轉(zhuǎn)器207 (如圖2所示)，該旋轉(zhuǎn)器連接到第三PSYNC相關(guān)器 209(如圖2所示)。在步驟703 ，誤差估算器21K如圖2所示)確定這些PSYNC相關(guān)器中的哪一個(gè)是最相關(guān)的。在步驟704，第一 PSYNC相關(guān)器209和第二 PSYNC相關(guān)器208將進(jìn)行 比較。如果第一PSYNC相關(guān)器209比第二PSYNC相關(guān)器208更為相關(guān)，則 在步驟705，第一 PSYCN相關(guān)器209和第三PSYNC相關(guān)器210將進(jìn)行比較。 如果在步驟705，第一 PSYNC相關(guān)器209比第三PSYNC相關(guān)器210更為相 關(guān)，則無需對VCO進(jìn)行調(diào)整，因?yàn)镕vco恰好為合適的頻率。另一方面，在步 驟705，如果第一PSYNC相關(guān)器209不如第三PSYNC相關(guān)器210相關(guān)，則 Fvco過高，需要在步驟707對VCO203進(jìn)行調(diào)整，降低Fva)，然后重新回到 步驟701。再來看步驟704，如果第一 PSYNC相關(guān)器209不如第二 PSYNC相關(guān)器 208相關(guān)，則在步驟706，第二 PSYNC相關(guān)器208將與第三PSYNC相關(guān)器 210進(jìn)行比較。如果第三PSYNC相關(guān)器210比第二 PSYNC相關(guān)器208更為 相關(guān)，則Fvco過高，需要在步驟707對VCO203進(jìn)行調(diào)整，降低Fvco，然后 重新回到步驟701 。如果第三PSYNC相關(guān)器210不如第二 PSYNC相關(guān)器208 相關(guān)，則Fvco過低，需要在步驟707對VCO203進(jìn)行調(diào)整，增加Fvc0，然后 重新回到步驟701。上述過程將重復(fù)進(jìn)行，直到第一 PSYNC相關(guān)器209成為 最相關(guān)的相關(guān)器。本發(fā)明的特征在于當(dāng)WCDMA信號中存在很大的頻率不確定性時(shí)，進(jìn)行 用戶設(shè)備101 (如圖1所示)信道采集，從而可實(shí)現(xiàn)高效的時(shí)頻搜索，并可用 于量化，也就是估計(jì)未知的頻率容限。因此，本方法能夠更好的將未知頻率范 圍分成搜索柵格。這種方法可在WCDMA應(yīng)用中使用RF振蕩器203 (如圖2 所示)，該振蕩器具有更大的容限，因此成本更低。本文所描述的方法并非僅 限于WCDMA應(yīng)用，還可應(yīng)用于存在上述問題的通信系統(tǒng)中。本文描述的方 法提供了一種高性價(jià)比方案，能夠在WCDMA移動用戶設(shè)備中使用低質(zhì)量晶 振202 (如圖2所示)來支持在與網(wǎng)絡(luò)建立連接以及維護(hù)連接過程中所必須的 同步操作。本發(fā)明可以通過硬件、軟件，或者軟、硬件結(jié)合來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明可以在至 少一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中以集中方式實(shí)現(xiàn)，或者由分布在幾個(gè)互連的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中 的不同部分以分散方式實(shí)現(xiàn)。任何可以實(shí)現(xiàn)所述方法的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或其它設(shè)備 都是可適用的。常用軟硬件的結(jié)合可以是安裝有計(jì)算機(jī)程序的通用計(jì)算機(jī)系
統(tǒng)，通過安裝和執(zhí)行所述程序控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，使其按所述方法運(yùn)行。在計(jì)算 機(jī)系統(tǒng)中，利用處理器和存儲單元來實(shí)現(xiàn)所述方法。本發(fā)明還可以通過計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)施，所述程序包含能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā) 明方法的全部特征，當(dāng)其安裝到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中時(shí)，通過運(yùn)行，可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明 的方法。本文件中的計(jì)算機(jī)程序所指的是可以采用任何程序語言、代碼或符 號編寫的一組指令的任何表達(dá)式，該指令組使系統(tǒng)具有信息處理能力，以直接 實(shí)現(xiàn)特定功能，或在進(jìn)行下述一個(gè)或兩個(gè)步驟之后實(shí)現(xiàn)特定功能a)轉(zhuǎn)換成其 它語言、編碼或符號；b)以不同的格式再現(xiàn)。本發(fā)明是通過幾個(gè)具體實(shí)施例進(jìn)行說明的，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，在 不脫離本發(fā)明范圍的情況下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行各種變換及等同替代。另外， 針對特定情形或具體情況，可以對本發(fā)明做各種修改，而不脫離本發(fā)明的范圍。 因此，本發(fā)明不局限于所公開的具體實(shí)施例，而應(yīng)當(dāng)包括落入本發(fā)明權(quán)利要求 范圍內(nèi)的全部實(shí)施方式。
權(quán)利要求
1、 一種用于在通信系統(tǒng)中估算信號誤差的方法，其特征在于，使用多個(gè)相關(guān)器來確定解調(diào)后的接收RF信號的頻率誤差，其中向所述多個(gè)相關(guān)器中的 至少一個(gè)相關(guān)器提供不同于所述解調(diào)后的接收RF信號的載波頻率的至少一個(gè) 其它載波頻率。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述解調(diào)后的接收RF信 號包括寬帶碼分多址的主同步信道碼。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在I和Q 坐標(biāo)系中旋轉(zhuǎn)所述解調(diào)后的接收RF信號的載波頻率，從而生成所述至少一個(gè) 其它載波頻率。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括為所述多 個(gè)相關(guān)器中的每一個(gè)生成相關(guān)性結(jié)果，并比較這些相關(guān)性結(jié)果以確定所述解調(diào) 后的接收RF信號的所述頻率誤差。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括根據(jù)所述 頻率誤差調(diào)整VCO頻率。
6、 一種機(jī)器可讀存儲器，其中存儲有計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序包含至 少一個(gè)代碼段，該代碼段用于在通信系統(tǒng)中估算信號誤差，所述至少一個(gè)代碼 段可由機(jī)器執(zhí)行，控制所述機(jī)器使用多個(gè)相關(guān)器確定解調(diào)后的接收RF信號的 頻率誤差，其中向所述多個(gè)相關(guān)器中的至少一個(gè)提供不同于所述解調(diào)后的接收 RF信號的載波頻率的至少一個(gè)其它載波頻率。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的機(jī)器可讀存儲器，其特征在于，所述解調(diào)后的 接收RF信號包括寬帶碼分多址的主同步信道碼。
8、 一種用于在通信系統(tǒng)中估算信號誤差的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng) 包括使用多個(gè)相關(guān)器來確定解調(diào)后的接收RF信號的頻率誤差的電路，其中向 所述多個(gè)相關(guān)器中的至少一個(gè)提供不同于所述解調(diào)后的接收RF信號的載波頻 率的至少一個(gè)其它載波頻率。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述解調(diào)后的接收RF信號包括寬帶碼分多址的主同步信道碼。
10、根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括用于在I和Q坐標(biāo)系中旋轉(zhuǎn)所述解調(diào)后的接收RF信號的載波頻率從而生成所述至少一 個(gè)其它載波頻率的電路。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在通信系統(tǒng)中估算信號誤差的方法和系統(tǒng)。所述方法包括使用多個(gè)相關(guān)器來確定接收RF信號的頻率誤差，其中向一個(gè)或多個(gè)相關(guān)器提供接收RF信號的載波頻率，而向其余的相關(guān)器提供一個(gè)或多個(gè)其他的載波頻率。提供給其余相關(guān)器的載波頻率不同于接收RF信號的載波頻率。接收RF信號可包括寬帶碼分多址(WCDMA)的主同步信道(PSC)碼。接收RF信號的載波頻率將在I和Q坐標(biāo)系中進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，生成上述其他載波頻率。
文檔編號H04B7/26GK101145834SQ20071014819
公開日2008年3月19日 申請日期2007年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月12日
發(fā)明者尤里·蘭道, 弗朗西斯·斯沃茨, 約翰尼斯·亨德里克·康羅伊, 馬克·肯特 申請人:美國博通公司