專利名稱：移動(dòng)電話終端的頻率校正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種根據(jù)基站發(fā)射的參考信號(hào)來校正接收頻率的移動(dòng)電話終端，以及涉及到移動(dòng)電話終端的頻率校正的方法。
背景技術(shù)：
例如，能夠產(chǎn)生具有±3ppm(百萬分之幾容量)誤差的高精度頻率的TCXO(溫度-補(bǔ)償晶體振蕩器)至今已經(jīng)用作一種振蕩器，在移動(dòng)電話終端中用于高精度地接收/發(fā)射無線電信號(hào)。
與移動(dòng)電話終端的最近廣泛應(yīng)用有關(guān)，已經(jīng)需要降低移動(dòng)電話終端的成本。尤其是，強(qiáng)烈地要求降低射頻部分的成本，其在構(gòu)成移動(dòng)電話終端的部件之中是最成熟的。TCXO在射頻部分中占有相對(duì)大的成本，因此需要找到一種便宜的晶體振蕩器作為TCXO的替換。然而，如此便宜的晶體振蕩器有一個(gè)缺點(diǎn)，即它有±50ppm或更大的頻率誤差，因此這對(duì)于高精度接收/發(fā)射無線電信號(hào)的移動(dòng)電話終端是不利的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是使一種具有低的頻率-誤差精確的便宜的晶體振蕩電路能夠在移動(dòng)電話終端中使用。
為了達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，這里提供一種在與基站用無線電信號(hào)通信的移動(dòng)電話終端中頻率校正的方法，該方法包括第一步，在加電之后，接收用于校正從基站發(fā)射的無線電信號(hào)的接收頻率的參考信號(hào)；第二步，根據(jù)通過第一步處理的接收的參考信號(hào)來校正接收頻率；以及第三步，在第二步處理之后，與基站進(jìn)行正常的通信。
此外，根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，這里提供一種在與基站用無線電信號(hào)通信的移動(dòng)電話終端中的頻率校正方法，該方法包括第一步，當(dāng)移動(dòng)電話終端處在等待狀態(tài)時(shí)，接收用于校正從基站發(fā)射的無線電信號(hào)的接收頻率的參考信號(hào)； 第二步，根據(jù)通過第一步處理接收的參考信號(hào)來校正接收頻率；以及第三步，在第二步處理后與基站轉(zhuǎn)入正常通信。
此外，根據(jù)本發(fā)明的第三方面，這里提供一種用于與基站進(jìn)行無線電信號(hào)通信的移動(dòng)電話終端，其包括用于接收從基站發(fā)射的無線電信號(hào)并解調(diào)接收的無線電信號(hào)的無線電接收部分；用于測(cè)量已解調(diào)信號(hào)頻率誤差的基帶部分；晶體振蕩電路部分；控制裝置，其用于使從晶體振蕩電路部分輸出的頻率信號(hào)的頻率變成與參考信號(hào)頻率一致，參考信號(hào)校正無線電信號(hào)的接收頻率；第一頻率校正部分，用于在接收從基站發(fā)射的參考信號(hào)的同時(shí)，向晶體振蕩電路部分提供用于校正從基帶部分輸出的頻率誤差的電壓；第二頻率校正部分，用于在無線電接收部分接收無線電信號(hào)的正常通信狀態(tài)下，向晶體振蕩電路部分提供用于校正從基帶部分輸出的頻率誤差的電壓；以及合成器部分，其根據(jù)晶體振蕩電路部分輸出的頻率信號(hào)，用于校正無線電接收部分的頻率誤差。


圖1是顯示本發(fā)明的移動(dòng)終端使用的頻帶情況的視圖；圖2是顯示移動(dòng)終端裝置的主體結(jié)構(gòu)的方框圖；圖3是顯示移動(dòng)終端裝置的第一種操作的流程圖；圖4是顯示移動(dòng)終端裝置的晶體振蕩電路部分的結(jié)構(gòu)方框圖；圖5是晶體振蕩電路部分的振蕩電路裝置的等效電路圖；圖6是顯示在晶體振蕩電路部分中輸入電壓誤差與輸出頻率誤差之間的關(guān)系圖；圖7是顯示移動(dòng)終端裝置的基帶部分的主體結(jié)構(gòu)方框圖；圖8是顯示晶體振蕩電路部分的頻率誤差與基帶部分的測(cè)量結(jié)果之間的關(guān)系圖；圖9是顯示沒有溫度補(bǔ)償電路的晶體振蕩電路的頻率誤差與溫度之間的關(guān)系圖；圖10是顯示有溫度補(bǔ)償電路的TCXO的頻率誤差與溫度之間的關(guān)系圖；
圖11是顯示移動(dòng)終端裝置的第二種操作的流程圖。
具體實(shí)施內(nèi)容下面將參考附圖描述本發(fā)明薦的優(yōu)選實(shí)施例。
圖1是顯示本發(fā)明的移動(dòng)電話終端使用的頻帶情況的視圖。該移動(dòng)電話終端將使用在被稱作“IMT2000(國際移動(dòng)通信2000)”的下一代移動(dòng)通信系統(tǒng)中。如圖1所示，對(duì)于使用在下一代移動(dòng)通信系統(tǒng)中IMP2000的工作頻率，提供5MHz(從1920到1925MHz)的帶寬作為保護(hù)頻帶(緩沖頻帶)，其用于防止來自PHS的干擾(個(gè)人便攜電話系統(tǒng)，PHS是根據(jù)日本數(shù)字無繩電話的基礎(chǔ)發(fā)展的)，提供5MHz(從1940到1945MHz、從1960到1965MHz)的帶寬作為保護(hù)頻帶，作為以公平的立場(chǎng)上來實(shí)現(xiàn)的研究結(jié)果，以及提供5MHz(從2110到2115MHz、從2130到2135MHz、從2150到2155MHz)的帶寬作為對(duì)于移動(dòng)電話終端接收頻率的保護(hù)頻帶，其與5MHz(從1940到1945MHz，從1960到1965MHz)作為保護(hù)頻帶的規(guī)定有關(guān)。
從1925到1940MHz的15MHz、從1945到1960MHz的15MHz以及從1965到1980MHz的15MHz分配作為移動(dòng)電話終端的傳輸頻率帶寬(也就是說，上行頻帶)，而從2115到2130MHz的15MHz、從2135到2150MHz的15MHz以及從2155到2170MHz的15MHz分配作為移動(dòng)電話終端的接收頻帶(也就是說，下行頻帶)。
安裝有晶體振蕩電路的移動(dòng)電話終端包括一個(gè)晶體振蕩器，其價(jià)格比一般用于移動(dòng)電話終端的TCXO便宜，但是它的頻率精度比TCXO低，以及包括AFC(自動(dòng)頻率控制)電路，其用于為晶體振蕩電路執(zhí)行晶體振蕩電路的頻率校正。假設(shè)，晶體振蕩電路校正的非-調(diào)制參考頻率信號(hào)(參考信號(hào))從基站發(fā)射，其進(jìn)入移動(dòng)電話終端接收頻率的5MHz保護(hù)帶，例如，不論何時(shí)2132.5MHz的高精度非-調(diào)制波(信號(hào))總是從基站發(fā)射，當(dāng)移動(dòng)電話終端接通電源時(shí)，該2132.5MHz的信號(hào)被接收作為用于校正晶體振蕩電路的參考頻率，而晶體振蕩電路的AFC電路，根據(jù)用于校正晶體振蕩電路的參考頻率，用來校正晶體振蕩電路的頻率。
圖2是顯示移動(dòng)電話終端的主體結(jié)構(gòu)的方框圖。
如圖2所示，移動(dòng)電話終端包括無線電接收部分10，它包含天線、雙工器、LNA(低噪聲放大器)、RF(射頻)帶通濾波器、IF(中頻)混頻器、IF帶通濾波器和解調(diào)器；包括基帶部分20，其用于對(duì)所要求的信號(hào)I，Q執(zhí)行功率測(cè)量以及頻率誤差的計(jì)算；包括下變頻PLL(鎖相環(huán))合成器部分30，其包含有VCO(電壓控制振蕩器)和環(huán)形濾波器；含有VCO和環(huán)形濾波器的解調(diào)制PLL合成器部分40；晶體振蕩電路部分50，它包含有用于提供參考頻率給PLL合成器部分30和40的晶體振蕩器；用于晶體振蕩電路的AFC(自動(dòng)頻率控制)部分60，其提供與由基帶部分20計(jì)算和輸出的頻率誤差值對(duì)應(yīng)的電壓給晶體振蕩電路部分50；AFC部分70；以及中央處理器部分80，其用于控制無線電接收部分10、基帶部分20、PLL合成器部分30和40、晶體振蕩電路的AFC部分60和AFC部分70。
圖4是顯示晶體振蕩電路部分50的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的示意圖。晶體振蕩電路部分50包括電阻R1、晶體振蕩器Cr、變?nèi)荻O管D和振蕩電路裝置50A。這里，振蕩電路裝置50A的構(gòu)造如圖5的等效電路圖所示。即，振蕩電路裝置50A包括電阻R2和電容CL。
圖6是顯示晶體振蕩電路的部分50中電壓誤差ΔV與頻率誤差Δf之間的關(guān)系圖。輸入到晶體振蕩電路部分50的電壓誤差與從晶體振蕩電路部分50輸出的頻率誤差彼此成正比，如圖6所示。電壓誤差ΔV1與頻率誤差Δf1分別是一個(gè)電壓誤差值和一個(gè)頻率誤差值。
圖3是一個(gè)流程圖，其顯示根據(jù)用于校正晶體振蕩電路校正的參考頻率，從晶體振蕩電路的AFC部分60輸出的加給晶體振蕩電路部分50的電壓值被調(diào)整，以校正晶體振蕩電路部分50的輸出頻率的工作過程。下面將參照?qǐng)D3的流程圖和圖2到圖8，描述根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施例的操作過程。
當(dāng)移動(dòng)電話終端的電源開關(guān)(沒有顯示)接通時(shí)(圖3中的步驟S1)，CPU部分80的電源接通，以致于提供電源給CPU部分80。，在步驟S2，當(dāng)CPU部分80加載電源以啟動(dòng)它的操作時(shí)，無線接收部分10、基帶部分20、PLL合成器部分30和40、晶體振蕩電路部分50以及晶體振蕩電路的AFC部分60都被加電。
接下來，在步驟S3，為了接收，CPU部分80將對(duì)應(yīng)于PLL合成器部分30和40的輸出的本地頻率與從基站(未示出)發(fā)射的晶體振蕩電路的參考頻率相比較，以便開始接收從基站發(fā)射的無線電信號(hào)。這就是，如果從基站發(fā)射的晶體振蕩電路的參考頻率等于2132MHz，CPU部分80提供給晶體振蕩電路部分50這樣一個(gè)電壓值，既致使晶體振蕩電路部分50的輸出頻率等于2132MHz的電壓值，因此調(diào)整輸出頻率到2132MHz。于是，PLL合成器部分30的輸出頻率被設(shè)置為大約2512MHz，而PLL合成器部分40的輸出頻率被設(shè)置為大約380MHz。PLL合成器部分30輸出頻率和PLL合成器部分40輸出頻率的總和等于用于校正晶體振蕩電路的參考頻率(2132MHz＝2512MHz-380MHz)。根據(jù)PLL合成器部分30、40輸出的頻率，無線接收部分10接收和解調(diào)制來自基站的無線電信號(hào)，而且解調(diào)制和輸出這些解調(diào)的信號(hào)。在這種情況下，由于晶體振蕩電路部分50的頻率誤差，無線接收部分10的輸出，即，已解調(diào)信號(hào)I、Q變成直流或者低頻正弦波出現(xiàn)。
接下來，在步驟S4，基帶部分20根據(jù)后面描述的測(cè)量方法，測(cè)量由無線接收部分10解調(diào)制的信號(hào)I、Q(I、Q信號(hào))的頻率誤差。在隨后的步驟S5，由基帶部分20測(cè)量的頻率誤差提供給晶體振蕩電路的AFC部分60，并且根據(jù)該頻率誤差改變晶體振蕩電路控制電壓。這就是，晶體振蕩電路的AFC部分60將具有校正過頻率誤差的一晶體振蕩電路控制電壓提供給晶體振蕩電路部分50。因此，頻率誤差等于“0”的振蕩頻率從晶體振蕩電路部分50輸出，而具有頻率誤差等于“0”的頻率信號(hào)從PLL合成器部分30、40輸出，在它們中產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于晶體振蕩電路部分50輸出的頻率信號(hào)。通過以預(yù)定的次數(shù)(Nmax)重復(fù)執(zhí)行步驟S4、S5的每個(gè)操作過程，根據(jù)PLL合成器部分30、40的輸出頻率，用于接收和解調(diào)制無線電信號(hào)的無線接收部分10的已解調(diào)信號(hào)I、Q的頻率誤差能夠減少到“0”。在AFC部分60中，執(zhí)行次數(shù)(N)最初被設(shè)置為“N＝0”，而步驟S4、S5是以預(yù)定的次數(shù)(Nmax)執(zhí)行的。
如果步驟S4的操作過程與步驟S5的操作過程以預(yù)定的次數(shù)重復(fù)執(zhí)行(執(zhí)行次數(shù)(N++)大于預(yù)定的次數(shù)(Nmax)，即N++＞Nmax)，CPU部分80承認(rèn)無線接收部分10的接收頻率已經(jīng)充分地校正過。因此，在步驟S6，CPU部分80接通AFC部分70的電源而關(guān)斷晶體振蕩電路的AFC部分60的電源，從而在AFC部分70的控制下轉(zhuǎn)變到正常的通信狀態(tài)。
接下來，將參照?qǐng)D7描述基帶部分20中的信號(hào)I、Q的頻率誤差測(cè)量的例子。
當(dāng)輸入給基帶部分20的信號(hào)用I＝cosωt、Q＝sinωt表示時(shí)，如圖7所示，下面第一和第二信號(hào)之間的差值信號(hào)從基帶部分20輸出。這就是，信號(hào)Q在延遲器部分20B被延時(shí)了τ，然后被延時(shí)τ的信號(hào)Q與信號(hào)I在乘法器20C混合以便獲得第一信號(hào)。再者，信號(hào)I在延遲器部分20A被延時(shí)了τ，然后延時(shí)了τ的信號(hào)I與信號(hào)Q在乘法器20D混合以便獲得第二信號(hào)。下面第一和第二信號(hào)之間的差值信號(hào)從減法器20E輸出。
第一和第二信號(hào)之間的差值Δ可以用下面的方程式(1)來表示。
Δ＝cosωt·sinω(t+τ)-sinωt·cosω(t+τ)(1)上述方程式(1)還可以表示如下Δ＝cosωt(sinωt·cosωτ+cosωt·sinωτ)-sinωt(cosωt·cosωτ-sinωt·sinωτ)＝sinωτ(cos2ωt+sin2ωt)＝sinωτ這里，第一和第二信號(hào)(＝sinωτ)之間的差值Δ具有如圖8所示的特性曲線，而這個(gè)值在頻率誤差Δf增加時(shí)也增加。在基帶部分20中差值Δ＝sinωτ是以每一個(gè)固定的間隔測(cè)量的。當(dāng)在基帶部分20中提供測(cè)量的Δ＝sinωτ時(shí)，晶體振蕩電路的AFC部分60輸出用于校正對(duì)應(yīng)于該測(cè)量值的頻率誤差Δf給晶體振蕩電路部分50。于是，頻率誤差Δf等于“0”的這樣一個(gè)頻率信號(hào)從晶體振蕩電路部分50輸出，以致于頻率誤差Δf等于“0”這樣的頻率信號(hào)也從PLL合成器部分30、40輸出。因此，根據(jù)PLL合成器部分30、40的輸出頻率，用于接收和解調(diào)制無線電信號(hào)的無線接收部分10的頻率誤差也等于“0”。
如上所述，假設(shè)用于校正晶體振蕩電路的高-精度非調(diào)制參考頻率是從基站發(fā)射的，當(dāng)移動(dòng)電話終端接通電源時(shí)，晶體振蕩電路的AFC部分60，根據(jù)晶體振蕩電路校正的非-調(diào)制參考頻率，來校正晶體振蕩電路部分50的頻率，而校正之后，晶體振蕩電路的AFC部分60被切換到AFC部分70，以便將通信狀態(tài)切換到正常的通信狀態(tài)。因此，相對(duì)便宜的晶體振蕩電路部分50可以用于移動(dòng)電話終端來替換TCXO。再者，通過根據(jù)用于校正晶體振蕩電路的參考頻率實(shí)現(xiàn)頻率校正，TCXO中的溫度補(bǔ)償電路可以省略。
在上述實(shí)施例中，晶體振蕩電路部分50的頻率在移動(dòng)電話終端接通電源時(shí)校正。在下面的另一個(gè)實(shí)施例中，在晶體振蕩電路的AFC部分60處于等待時(shí)，周期地校正由移動(dòng)電話終端的溫度變化引起的晶體振蕩電路部分50的頻率誤差。
圖9是顯示沒有溫度補(bǔ)償電路的晶體振蕩電路的溫度與頻率之間的相互關(guān)系圖。圖10是具有溫度補(bǔ)償電路的TCXO(溫度補(bǔ)償晶體振蕩器)的溫度與頻率誤差之間的相互關(guān)系圖。從圖9和圖10看，顯然沒有溫度補(bǔ)償電路的晶體振蕩電路溫度變化引起的頻率誤差變化是較大的。
圖11是顯示當(dāng)移動(dòng)電話終端處于等待時(shí)，晶體振蕩電路的AFC部分60的頻率校正操作的流程圖。
另一個(gè)實(shí)施例的操作將參照?qǐng)D11的流程圖和圖9與圖10進(jìn)行描述。
在圖11的步驟S11，當(dāng)移動(dòng)電話終端處于等待時(shí)，CPU部分80關(guān)斷AFC部分70的電源而接通晶體振蕩電路的AFC部分60的電源。在這種情況下，在步驟S12，基帶部分20測(cè)量無線接收部分10的已解調(diào)信號(hào)I、Q的頻率誤差，該無線接收部分10是根據(jù)PLL合成器部分30、40的輸出頻率來接收和解調(diào)制無線電信號(hào)，合成器輸出頻率是基于來自基站的晶體振蕩電路的參考頻率。隨后，在步驟S13，將基帶部分20測(cè)量的頻率誤差提供給晶體振蕩電路的AFC部分60，而且根據(jù)提供的頻率誤差改變晶體振蕩電路的控制電壓。這就是，晶體振蕩電路的AFC部分60將用于校正頻率誤差的晶體振蕩電路控制電壓提供給晶體振蕩電路部分50。
根據(jù)PLL合成器部分30、40的輸出頻率，用來接收和解調(diào)制無線電信號(hào)的無線接收部分10的已解調(diào)信號(hào)I、Q(I、Q信號(hào))的頻率誤差被設(shè)置為“0”，這是通過以預(yù)定的次數(shù)重復(fù)執(zhí)行步驟S12、S13的每個(gè)處理做到的。當(dāng)步驟S12的操作過程與步驟S13的操作過程如上所述以預(yù)定的次數(shù)重復(fù)執(zhí)行時(shí)，CPU部分80判定無線接收部分10的接收頻率已經(jīng)充分地校正過，以致于在步驟S14，接通AFC部分70的電源而關(guān)斷晶體振蕩電路的AFC部分60的電源，從而在AFC部分70的控制下轉(zhuǎn)變到正常的通信狀態(tài)。
如上所述，假設(shè)晶體振蕩電路校正的高精度非-調(diào)制參考頻率是從基站發(fā)射的，當(dāng)移動(dòng)電話終端處于等待時(shí)，AFC部分70被切換到晶體振蕩電路的AFC部分60，而該頻率校正是通過晶體振蕩電路的AFC部分60實(shí)現(xiàn)的。經(jīng)過這個(gè)校正之后，晶體振蕩電路的AFC部分60切換到AFC部分70，以便改變通信狀態(tài)到正常的通信狀態(tài)。因此，例如，由于晶體振蕩電路部分50的溫度變化以致在晶體振蕩電路部分50中產(chǎn)生不能由AFC部分70(常規(guī)AFC部分)校正的較大頻率誤差時(shí)，AFC部分70被切換到晶體振蕩電路的AFC部分60，以便執(zhí)行頻率校正。
權(quán)利要求
1.一種在與基站用無線電信號(hào)通信的移動(dòng)電話終端中的頻率校正方法，其特征在于該方法包括第一步，在加電之后，接收用于校正從所述基站發(fā)射的無線電信號(hào)的接收頻率的參考信號(hào)；第二步，根據(jù)通過所述第一步處理接收的參考信號(hào)來校正接收頻率；以及第三步，在所述第二步處理之后，與所述基站進(jìn)行正常的通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于參考信號(hào)是一種作為非-調(diào)制信號(hào)，通過利用在無線電信號(hào)周圍的非-通信緩存區(qū)域，從基站發(fā)射的信號(hào)。
3.一種在與基站用無線電信號(hào)通信的移動(dòng)電話終端中的頻率校正方法，其特征在于該方法包括第一步，當(dāng)所述移動(dòng)電話終端處在等待狀態(tài)時(shí)，接收用于校正從所述基站發(fā)射的無線電信號(hào)的接收頻率的參考信號(hào)；第二步，根據(jù)通過所述第一步處理接收的參考信號(hào)來校正接收頻率；以及第三步，在所述第二步處理后與所述基站轉(zhuǎn)入正常通信。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于參考信號(hào)是作為非-調(diào)制信號(hào)，通過利用在無線電信號(hào)周圍的非-通信緩存區(qū)域，從基站發(fā)射的信號(hào)。
5.一種用于與基站進(jìn)行無線電信號(hào)通信的移動(dòng)電話終端，其特征在于包括用于接收從所述基站發(fā)射的無線電信號(hào)，并用于解調(diào)所接收的無線電信號(hào)的無線電接收部分；用于測(cè)量已解調(diào)信號(hào)的頻率誤差的基帶部分；晶體振蕩電路部分；控制裝置，其用于使從所述晶體振蕩電路部分輸出的頻率信號(hào)的頻率變成與參考信號(hào)頻率一致，參考信號(hào)校正無線電信號(hào)的接收頻率；第一頻率校正部分，用于在接收從基站發(fā)射的參考信號(hào)的同時(shí)，向所述晶體振蕩電路部分提供用于校正從所述基帶部分輸出的頻率誤差的電壓；第二頻率校正部分，用于在所述無線電接收部分接收無線電信號(hào)的正常通信狀態(tài)下，向所述晶體振蕩電路部分提供用于校正從所述基帶部分輸出的頻率誤差的電壓；以及合成器部分，其根據(jù)所述晶體振蕩電路部分輸出的頻率信號(hào)，用于校正所述無線電接收部分的頻率誤差。
全文摘要
一種移動(dòng)電路終端的頻率校正方法。當(dāng)接通移動(dòng)電話終端電源時(shí)，它立即接收一個(gè)參考信號(hào)(用于校正晶體振蕩電路的非－調(diào)制參考頻率信號(hào))用于始終校正從基站發(fā)射的無線電信號(hào)的接收頻率，而且根據(jù)接收的參考信號(hào)校正接收頻率的誤差。在接收頻率的誤差校正之后，移動(dòng)電話終端與基站進(jìn)入正常通信狀態(tài)。
文檔編號(hào)H03L1/00GK1404335SQ0214150
公開日2003年3月19日 申請(qǐng)日期2002年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月31日
發(fā)明者木全祐介 申請(qǐng)人:日本電氣株式會(huì)社