[發(fā)明專利]閉環(huán)頻率控制

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 01129273.3
• 申請日: 2001-06-19
• 公開（公告）號: CN1329425A
• 公開（公告）日: 2002-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 小羅伯特J.麥卡蒂
• 申請（專利權(quán)）人: 康斯貝斯公司
• 主分類號: H04L27/34
• 分類號: H04L27/34;H04Q7/30;H04Q7/32;H04B7/26
• 代理公司: 中原信達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 方挺,余朦

本發(fā)明通常涉及無線通信系統(tǒng)中的頻率控制，并且特別涉及基于相量速率補(bǔ)償?shù)拈]環(huán)頻率控制系統(tǒng)。

一個典型的通信系統(tǒng)包括一個或多個遠(yuǎn)程單元(通常稱為用戶單元，移動單元等等)和一個基站單元(常常稱為基站，中繼器，蜂窩等等)。遠(yuǎn)程單元和中繼器在某個預(yù)定義通信信道上通信。這些信道以一個預(yù)定義頻率(稱為中心頻率)為中心。

雖然理想的是遠(yuǎn)程單元發(fā)射完全以該中心頻率為中心的信號，但是實際情況常常不是這樣。產(chǎn)生遠(yuǎn)程單元進(jìn)行發(fā)射的頻率的振蕩器時常具有一固有的誤差，它使得從期望頻率偏移(例如，在850MHz的通常的中心頻率處，許多商業(yè)上可用的振蕩器只能精確到正負(fù)2000Hz之內(nèi)，或者通常每兆2.5部分)。這個誤差可以隨時間變化，并隨著諸如溫度、濕氣這類的周圍條件而改變。利用自動頻率控制并把頻率調(diào)整到接收中繼器信號上，移動單元跟蹤由環(huán)境條件引起的偏移。

除了自然設(shè)備的固有誤差之外，當(dāng)遠(yuǎn)程單元在移動中時(例如對于一個在移動的交通工具中的無線電或者行動電話)由于發(fā)射信號的多普勒偏移也可能出現(xiàn)頻偏。多普勒效應(yīng)可以對發(fā)射信號造成一個100Hz、200Hz或者更多的頻偏。由于多普勒偏移表示強(qiáng)加于發(fā)射信號上的一實際的自然頻偏，所以對移動接收機(jī)來說多普勒偏移不能被內(nèi)部糾正。

當(dāng)遠(yuǎn)程單元從它們的期望中心頻率偏離時，則出現(xiàn)兩個或多個遠(yuǎn)程單元的發(fā)射信號將在頻譜上重疊的危險性，因此在中繼器處接收的信號將彼此干擾。這個干擾可能導(dǎo)致接收信息信號的惡化或丟失。

在大多數(shù)的現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)中，專用的遠(yuǎn)程單元在頻譜間距很遠(yuǎn)的頻率信道上(或者在由同一發(fā)射機(jī)使用的并且全部多普勒偏移大致相同的多個副載波頻率上)進(jìn)行廣播。因此，從期望中心頻率的偏移不引起顯著的惡化。然而，當(dāng)頻譜逐漸變得擁擠時，由于所分配的頻率信道變窄(因此使得中心頻率彼此更近)，所以遠(yuǎn)程單元所發(fā)射的頻率的偏移影響逐漸變得顯著。

因此，在本領(lǐng)域存在對于一種系統(tǒng)和方法的需要，用于自適應(yīng)地控制頻率(遠(yuǎn)程單元在該頻率處進(jìn)行發(fā)射)以便補(bǔ)償該遠(yuǎn)程單元發(fā)射的信號中的多普勒偏移。

按照本發(fā)明一個方面，提供在通信系統(tǒng)中的一種頻率控制的方法。該方法包括步驟：接收來自用戶單元的信號，該信號以中心頻率為中心，把該接收信號的中心頻率與一個標(biāo)稱中心頻率進(jìn)行比較，并且檢測接收信號的中心頻率與標(biāo)稱中心頻率之間的偏移。該方法進(jìn)一步包括從接收信號的中心頻率與標(biāo)稱中心頻率之間所檢測的偏移中得出一個頻率校正值，然后把該頻率校正值發(fā)射給用戶單元。

按照本發(fā)明另外一個方面，提供一種包括一個用戶單元的系統(tǒng)，該用戶單元包括一個輸出一調(diào)制信號的發(fā)射機(jī)，該調(diào)制信號具有一個以中心頻率為中心的預(yù)定義帶寬。該系統(tǒng)還包括一個基站單元，該基站單元包括一接收機(jī)，該接收機(jī)接收調(diào)制信號；一個連接到接收機(jī)的解調(diào)器，該解調(diào)器接收被接收的調(diào)制信號并輸出一個已解調(diào)信號；一個連接到該解調(diào)器的濾波器，接收該已解調(diào)信號并輸出一個誤差值；一個命令產(chǎn)生器，該命令產(chǎn)生器接收該誤差值并輸出一個頻移命令；一個連接到該命令產(chǎn)生器的發(fā)射機(jī)，該發(fā)射機(jī)接收頻移命令并把該頻移命令發(fā)射給用戶單元。

參考附圖從下列說明中將更清楚地理解本發(fā)明上面的特征，附圖中：

圖1a和1b說明對于優(yōu)選實施例的通信信道分成次信道的頻譜，分別表示理想條件和頻率偏移；

圖2說明一個優(yōu)選實施例的通信系統(tǒng)，在其中可以使用本發(fā)明；

圖3說明一個QAM星座圖，它表示由發(fā)射和接收設(shè)備之間的頻率失配而引起的相量旋轉(zhuǎn)；

圖4提供了一種用于閉環(huán)頻率控制的優(yōu)選實施例的方法的流程圖；

圖5說明了對于另外一個優(yōu)選實施例的通信信道分成不同信號強(qiáng)度的次信道的頻譜；和

圖6是對不同信號強(qiáng)度的分開的次信道使用閉環(huán)頻率控制的優(yōu)選實施例的方法的流程圖。

在下面詳細(xì)地討論各個實施例的產(chǎn)生和使用。可是，應(yīng)該理解，本發(fā)明提供許多可應(yīng)用的發(fā)明的概念，在多種多樣的具體上下文中其可以被具體化。所討論的具體實施例只是說明產(chǎn)生和使用本發(fā)明的具體方法，并不是限制本發(fā)明的范圍。

在第一優(yōu)選實施例中，將把本發(fā)明具體化在一種以多載波結(jié)構(gòu)的形式提供閉環(huán)頻率控制的系統(tǒng)中來說明。然后將討論此第一實施例的變形。