專利名稱：在移動(dòng)通信系統(tǒng)中頻率同步移動(dòng)站與基站的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種方法和設(shè)備，其用于在蜂窩式移動(dòng)通信系統(tǒng)中同步移動(dòng)站與基站的載頻。
背景技術(shù)：
這類方法在GB專利2354403A中被描述。移動(dòng)站感測(cè)諸如溫度之類的周圍環(huán)境。在一個(gè)可更新的列表中，從溫度中得出與頻率變化有關(guān)的結(jié)論。根據(jù)頻率變化來選擇一個(gè)AFC(自動(dòng)頻率控制)算法。每個(gè)時(shí)間單元進(jìn)行的同步操作對(duì)應(yīng)的頻率保持不變。起因于移動(dòng)站的運(yùn)動(dòng)的頻率變化沒有被分開感測(cè)。不對(duì)移動(dòng)站的操作模式做出任何分析。
在EP1241818 A1中描述了一種自動(dòng)頻率控制(AFC)，準(zhǔn)確的頻率值借助于該AFC被盡快地實(shí)現(xiàn)。其中沒有考慮周圍環(huán)境或操作模式。
在GB專利2317281中描述了一個(gè)移動(dòng)接收機(jī)中的自動(dòng)頻率控制，其目的是在不注意周圍環(huán)境或操作模式情況下盡可能迅速和準(zhǔn)確地校正頻率誤差。沒有對(duì)AFC間隔的長(zhǎng)度采取任何行動(dòng)。
從US專利6,148,187已知一個(gè)自動(dòng)頻率控制系統(tǒng)。沒有分開考慮由移動(dòng)引起的頻率變化。
在US專利6,278,867中描述了一個(gè)接收機(jī)，其具有一個(gè)用于頻率自動(dòng)控制的環(huán)路。該環(huán)路的增益將保持不變。借助于一個(gè)列表來考慮溫度，所述列表在學(xué)習(xí)過程的操作期間被更新。沒有分開考慮溫度相關(guān)或移動(dòng)相關(guān)的頻率變化。
在現(xiàn)有技術(shù)中，在移動(dòng)站中使用一個(gè)復(fù)雜和昂貴的參考頻率振蕩器組件，其溫度相關(guān)的頻率變化通過電路中做出的預(yù)備被保持在很窄的限制內(nèi)，該限制在小于+/-3ppm的工作溫度范圍中通常體現(xiàn)了與標(biāo)稱頻率的最大頻率偏差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是在起始段落中描述的那種方法和設(shè)備中并且使用一個(gè)便宜、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且非溫度補(bǔ)償?shù)膮⒖碱l率振蕩器組件時(shí)，當(dāng)移動(dòng)站出現(xiàn)溫度變化和位置變化時(shí)，把用于測(cè)量單項(xiàng)頻率變化的接收操作的數(shù)量保持得很小，否則這些操作需要相當(dāng)頻繁。
根據(jù)本發(fā)明，上述目的借助于權(quán)利要求1的特征來實(shí)現(xiàn)。
通過所述的方法，當(dāng)頻率變化較小時(shí)，本質(zhì)上能夠借助于AFC算法保持一個(gè)較長(zhǎng)的AFC測(cè)量間隔長(zhǎng)度，移動(dòng)站的頻率同步被執(zhí)行為一個(gè)頻率變化的函數(shù)，并且用這個(gè)方法，移動(dòng)站在每個(gè)時(shí)間單元的接收操作數(shù)可以保持小于被測(cè)量或預(yù)測(cè)的頻率變化很大的情況下的接收操作數(shù)。因此，將在下面解釋的AFC的測(cè)量間隔長(zhǎng)度被調(diào)整到當(dāng)前和/或期待的需要長(zhǎng)度。因?yàn)槊總€(gè)接收操作都涉及移動(dòng)站中的能量消耗，所以能量消耗能夠通過選擇一個(gè)AFC測(cè)量間隔的高長(zhǎng)度而被減低。用這種方法延長(zhǎng)了移動(dòng)站的等候時(shí)間。
通過預(yù)測(cè)臨界溫度相關(guān)狀態(tài)和臨界移動(dòng)相關(guān)狀態(tài)，測(cè)量和控制能夠借助于附加的接收操作迅速地被執(zhí)行以防止失去網(wǎng)絡(luò)同步。如果失去網(wǎng)絡(luò)同步，則將需要完整的網(wǎng)絡(luò)再同步并且這會(huì)導(dǎo)致高能量消耗并且可能導(dǎo)致中斷呼叫。
因?yàn)樵谒龅姆椒ㄖ?，AFC的測(cè)量間隔長(zhǎng)度與當(dāng)前存在的需要相匹配，所以可以使用一個(gè)便宜的參考頻率振蕩器組件，其可以無須任何由硬件裝置給出的特殊的溫度補(bǔ)償來運(yùn)行，并且從而可以具有一個(gè)明確的頻率對(duì)溫度的特性曲線。這使得移動(dòng)站的構(gòu)造較為便宜。
移動(dòng)站頻率與基站頻率的偏差可以作為移動(dòng)站的溫度變化和/或移動(dòng)站相對(duì)于基站移動(dòng)的結(jié)果而發(fā)生。這些種類的頻率變化彼此可以區(qū)分。
有利的實(shí)施例可以從參見從屬權(quán)利要求。
一個(gè)用于執(zhí)行該方法的設(shè)備可以參見權(quán)利要求28和29。
盡管下面使用的術(shù)語(yǔ)通常被用于GSM移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)，然而該方法能夠被應(yīng)用于所有基于FDMA、TDMA、CDMA的多路復(fù)用法。術(shù)語(yǔ)″專用模式″將被理解為概括地覆蓋了移動(dòng)站與基站的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信模式并且還包括用于數(shù)據(jù)服務(wù)的信息傳送。
本發(fā)明的這些及其它方面從參考在下文中所述的實(shí)施例而變得明顯并從中被闡明。


在附圖中
圖1示出了一個(gè)移動(dòng)站的元件，它們?cè)诋?dāng)前情況中是理解主題所必需的。
圖2示出一個(gè)移動(dòng)站的特性曲線，該曲線表示一個(gè)屬于移動(dòng)站的振蕩器參考頻率的變化與溫度的相關(guān)性。
圖3是一個(gè)移動(dòng)站的升溫曲線，該曲線把一個(gè)操作模式中的溫度增加表示為操作時(shí)間的函數(shù)。
圖4把AFC測(cè)量間隔長(zhǎng)度示出為升溫曲線的函數(shù)，并且該特性曲線的一部分還具有一個(gè)較低的正確性指示符。
圖5是一個(gè)對(duì)應(yīng)于圖4的表示，這時(shí)特性曲線的正確性指示符較高。
圖6把AFC測(cè)量間隔的長(zhǎng)度表示為移動(dòng)站位置變化的函數(shù)。
圖7是AFC算法的一個(gè)操作流程圖。
圖8到圖11是圖7中所示流程圖的塊4、6、9和10的流程圖。
具體實(shí)施例方式
移動(dòng)站(見圖1)具有一個(gè)用于無線電信號(hào)a的收發(fā)機(jī)設(shè)備1，該無線電信號(hào)作為無線電數(shù)據(jù)f由微處理器2送出或送入到微處理器2。與微處理器2相連的是一個(gè)非易失性存儲(chǔ)器3，其與微處理器2交換存儲(chǔ)數(shù)據(jù)e。所描述的AFC算法在微處理器2上運(yùn)行。參考頻率振蕩器4充當(dāng)一個(gè)頻率標(biāo)準(zhǔn)并產(chǎn)生一個(gè)用于收發(fā)機(jī)設(shè)備1和微處理器2的頻率c。參考頻率振蕩器4的頻率和每個(gè)時(shí)間單元內(nèi)AFC測(cè)量操作以及AFC控制操作的頻率都響應(yīng)于來自存儲(chǔ)器3的數(shù)據(jù)而由微處理器2來設(shè)置。
溫度傳感器5感測(cè)移動(dòng)站的溫度并特別地感測(cè)參考頻率振蕩器4的溫度。微處理器2向溫度傳感器5詢問溫度測(cè)量值。與溫度傳感器5相連的是一個(gè)模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其使微處理器2能夠被提供數(shù)字形式的測(cè)量值。
AFC算法借以執(zhí)行參考頻率振蕩器的頻率重調(diào)所需的數(shù)據(jù)項(xiàng)被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器3中。這些數(shù)據(jù)項(xiàng)尤其是操作模式(空閑/專用)、占用時(shí)隙數(shù)、單項(xiàng)頻率誤差、單項(xiàng)溫度相關(guān)的頻率誤差、單項(xiàng)移動(dòng)相關(guān)的頻率誤差、累頻誤差、絕對(duì)頻率誤差、絕對(duì)溫度、溫度梯度、來自于特性曲線列表的值、升溫曲線的參數(shù)、接收級(jí)別、TOA(接收到達(dá)時(shí)間)值、TA(傳輸時(shí)間提前)值和信噪比。
在說明中，術(shù)語(yǔ)頻率誤差和頻率變化的意義彼此相同。
在給定的AFC測(cè)量間隔為頻率重調(diào)而激活接收設(shè)備1，以接收和解碼來自于基站的信號(hào)并確定頻率變化，即在特殊的測(cè)量間隔的單項(xiàng)頻率誤差。在移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)下，AFC測(cè)量間隔的長(zhǎng)度不能大于一個(gè)最小值，以確保移動(dòng)站能夠接收一個(gè)尋呼信號(hào)。
在一個(gè)AFC控制間隔中通常存在超過一個(gè)的AFC測(cè)量間隔。AFC控制間隔長(zhǎng)度定義一個(gè)等待時(shí)間，在該等待時(shí)間之后所測(cè)量的單項(xiàng)頻率誤差被合并成到累頻誤差中并被分析。在這種情況下，單項(xiàng)頻率誤差的加權(quán)平均被形成。
一個(gè)關(guān)于由AFC的終端控制元件進(jìn)行的轉(zhuǎn)換的因數(shù)被決定。這個(gè)因數(shù)確定考慮多少累頻誤差，并確定該整體頻率誤差作為參考頻率振蕩器4的一個(gè)頻率重調(diào)控制變量起到何種程度的作用。在這種情況下，終端控制元件有可能只考慮一部分累頻誤差用于頻率重調(diào)，或只考慮將被使用的常數(shù)校正值。只要累頻誤差通過AFC終端控制元件的轉(zhuǎn)換被降低，頻率重調(diào)就被執(zhí)行，并被附加執(zhí)行為一個(gè)對(duì)在先執(zhí)行的頻率重調(diào)的添加。接近該點(diǎn)的所有頻率重調(diào)之和給出了絕對(duì)頻率重調(diào)，或換言之給出了絕對(duì)頻率誤差。
在移動(dòng)通信系統(tǒng)中已知的傳輸時(shí)間提前TA表示移動(dòng)站需要提前多少來發(fā)射信息以使其在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候到達(dá)基站。傳輸時(shí)間提前Tamil通過信令被從基站請(qǐng)求。因此，傳輸時(shí)間提前TA的相關(guān)信息只有在專用狀態(tài)中才可用和可分析。傳輸時(shí)間提前考慮移動(dòng)站與基站相隔的本地距離，該距離尺寸在當(dāng)時(shí)可能更大或更小。
作為它分析從基站接收的信號(hào)的結(jié)果，在移動(dòng)通信系統(tǒng)中已知的接收到達(dá)時(shí)間TOA由移動(dòng)站產(chǎn)生。接收到達(dá)時(shí)間TOA在這種情況下表示TOI信息的整數(shù)超時(shí)，該TOI信息在移動(dòng)站中被獲得并被用來重新調(diào)整系統(tǒng)定時(shí)。接收到達(dá)時(shí)間TOA的相關(guān)信息在專用狀態(tài)和空閑狀態(tài)中都可用并且都能夠被分析。接收到達(dá)時(shí)間TOA考慮移動(dòng)站與基站相隔的本地距離，該距離尺寸在當(dāng)時(shí)可能會(huì)更大或更小。
移動(dòng)站的單項(xiàng)特性曲線(見圖2)將其頻率變化表示為溫度的函數(shù)。各個(gè)移動(dòng)站的曲線互不相同但是可以測(cè)量，并且它作為一個(gè)列表被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器3中。特性曲線本質(zhì)上通過所使用的參考頻率振蕩器4來確定。它通過在制造期間做出的測(cè)量和/或通過在操作期間的討論會(huì)(teach-in)處理而被發(fā)現(xiàn)。當(dāng)通常用于移動(dòng)通信的一種參考頻率振蕩器被使用時(shí)，特性曲線可以由三階多項(xiàng)式來粗略地估計(jì)。
單項(xiàng)特性曲線在產(chǎn)生期間的預(yù)載入用下列可能方法中的一個(gè)來執(zhí)行。足夠數(shù)量的標(biāo)繪點(diǎn)的測(cè)量，或四個(gè)標(biāo)繪點(diǎn)的測(cè)量以及三階多項(xiàng)式的系數(shù)確定、或一個(gè)標(biāo)繪點(diǎn)的測(cè)量和標(biāo)準(zhǔn)特性曲線由頻率誤差測(cè)量值確定的平移，或使用沒有測(cè)量標(biāo)繪點(diǎn)的典型特性曲線。
從該列表失去的值被線性地或使用多項(xiàng)式來內(nèi)插。
當(dāng)操作模式發(fā)生改變(比如從空閑到專用模式)或周圍溫度發(fā)生改變時(shí)，升溫曲線(見圖3)表示參考頻率振蕩器4作為移動(dòng)站熱慣量的結(jié)果而發(fā)生的升溫。升溫曲線是具有熱量累積功能的系統(tǒng)的一個(gè)熱量階躍函數(shù)響應(yīng)，定義它的公式遵循一個(gè)冥函數(shù)υ(t)=υ1-(υ1-υ0)e1Tυ]]>其中υ0是由于操作模式改變而造成溫度改變之前所存在的溫度，Tυ是升溫過程的熱時(shí)間常數(shù)，其由組件的物理熱慣量預(yù)置并已經(jīng)通過實(shí)驗(yàn)被確定，以及υ1是所期待的未來溫度。
如果例如在時(shí)間t0和溫度v0處切換到發(fā)射模式，則可以預(yù)測(cè)時(shí)間t1達(dá)到的溫度將是v1。
未示出的″冷卻″曲線的情況也是一樣的。
特別地通過存儲(chǔ)其熱時(shí)間常數(shù)Tυ，升溫曲線的上述公式的參數(shù)被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器3中。了解了升溫曲線的存在之后，可以做出一個(gè)溫度預(yù)測(cè)，即預(yù)測(cè)在給定操作模式期間可能相繼期待什么樣的溫度變化，其中，操作模式意指被用于發(fā)射模式的當(dāng)前傳輸功率以及時(shí)隙數(shù)。
通過關(guān)聯(lián)升溫曲線與特性曲線，可預(yù)測(cè)一個(gè)能預(yù)料的頻率變化。
如果在基站存在一個(gè)短暫的接收故障，頻率預(yù)測(cè)也使得將被執(zhí)行的頻率校正符合期望值成為可能。用這種方法，也可以抵消起因于內(nèi)在升溫和/或周圍溫度變化的頻率漂移。借助于AFC算法，AFC測(cè)量間隔的長(zhǎng)度被設(shè)定為適合頻率預(yù)測(cè)。當(dāng)這被完成的時(shí)候來考慮這樣一個(gè)事實(shí)，即當(dāng)存在溫度變化時(shí)，被預(yù)測(cè)的頻率變化不僅取決于當(dāng)前的溫度梯度而且還取決于預(yù)測(cè)溫度所處的特性曲線區(qū)域。在臨界區(qū)域中，即特性曲線極陡峭的區(qū)域，AFC測(cè)量間隔和/或AFC控制間隔的長(zhǎng)度被設(shè)定為短于次臨界區(qū)域中的間隔長(zhǎng)度。因此，頻率的再調(diào)整相對(duì)更頻繁地發(fā)生。
由于影響參考頻率振蕩器4的元件的散射，特性曲線(見圖2)上的轉(zhuǎn)折點(diǎn)可以在顯著不同的溫度處出現(xiàn)。因此，在很可能會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)折點(diǎn)的溫度范圍中，AFC測(cè)量間隔和/或AFC控制間隔的長(zhǎng)度被取得較短。特別是當(dāng)給出的特性曲線不是準(zhǔn)確已知時(shí)、即當(dāng)正確性指示符較低時(shí)，會(huì)執(zhí)行這一過程。
在某個(gè)操作周期之后，特性曲線將被準(zhǔn)確地已知為一個(gè)結(jié)果或一個(gè)討論會(huì)或?qū)W習(xí)過程。AFC測(cè)量間隔和/或AFC控制間隔的長(zhǎng)度可以在能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)處被增加，因?yàn)轭l率變化的大小在轉(zhuǎn)折點(diǎn)附近是很小的。因此，當(dāng)特性曲線的正確性指示符很高時(shí)，轉(zhuǎn)折點(diǎn)不是特別關(guān)鍵的區(qū)域。
圖4舉例示出了設(shè)定在時(shí)間t1和t5之間的AFC測(cè)量間隔的長(zhǎng)度。在這里被作為根據(jù)的是一個(gè)升溫曲線，其已經(jīng)被簡(jiǎn)化成兩條直線并且其陡度從時(shí)間t2降低。此外，假定由升溫曲線表示的溫度變化是在特性曲線示出的部分中，特性曲線對(duì)于在時(shí)間范圍t1到t3中溫度變化的每個(gè)單位的頻率變化來說具有一個(gè)很高的正梯度，在時(shí)間范圍t3到t4中具有一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，而對(duì)于在時(shí)間范圍t4到t5中溫度變化的每個(gè)單位的頻率變化來說具有一個(gè)很低的負(fù)梯度。也可以認(rèn)為特性曲線的正確性指示符到目前為止都只是低的。
由于從t1到t2的時(shí)間范圍中升溫曲線的陡坡和在相關(guān)的溫度范圍中特性曲線的陡坡，AFC測(cè)量間隔的長(zhǎng)度從t1到t2很短。因此，在圖4中時(shí)間軸上的箭頭指出的測(cè)量時(shí)間用圖形術(shù)語(yǔ)來說彼此很接近。
在從t2到t3的時(shí)間范圍中，升溫曲線的梯度被略微降低。AFC測(cè)量間隔的長(zhǎng)度因此在從t2到t3的時(shí)間范圍中被增加，在圖形上其由時(shí)間軸(見圖4)上的箭頭之間的較長(zhǎng)距離來表示。因此在t2到t3的時(shí)間范圍中，當(dāng)前消耗低于在t2到t3的時(shí)間范圍中以相同于t1到t2時(shí)間范圍中的AFC測(cè)量間隔長(zhǎng)度進(jìn)行操作時(shí)的消耗。
在從t3到t4的時(shí)間范圍中，AFC測(cè)量間隔的長(zhǎng)度被大大縮短，因?yàn)閮H以低正確性已知特性曲線并且因此轉(zhuǎn)折點(diǎn)的出現(xiàn)只能夠被大致地預(yù)測(cè)。討論會(huì)(學(xué)習(xí))過程由于AFC測(cè)量間隔的長(zhǎng)度縮短而更難被驅(qū)動(dòng)，其意指在這個(gè)區(qū)域中產(chǎn)生了更多的特性曲線標(biāo)繪點(diǎn)，其在好的接收情況下意指正確性指示符的級(jí)別的增加。
在從t4到t5的范圍中，由于那里升溫曲線的形式并且由于在相關(guān)溫度范圍中的特性曲線的形式，在頻率中需要被預(yù)料的只是一個(gè)很小的變化。AFC測(cè)量間隔的長(zhǎng)度因此能夠被設(shè)定為一個(gè)最大值。這個(gè)長(zhǎng)度大于從t2到t3的時(shí)間范圍中的測(cè)量間隔長(zhǎng)度，并且比t1到t2時(shí)間范圍中的長(zhǎng)度長(zhǎng)很多。最大長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)于移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)下的最小接收間隔并由此被預(yù)置。
圖5中的例子對(duì)應(yīng)于圖4中的例子，不同之處在于圖5中假定特性曲線的正確性指示符很高并且特性曲線的形狀因此蘊(yùn)藏有很大的正確性。這影響了特別是在t3到t4的時(shí)間范圍中的測(cè)量間隔的長(zhǎng)度設(shè)置。在這個(gè)范圍中，AFC測(cè)量間隔的長(zhǎng)度跟圖4比較被增加，因?yàn)榧俣ㄞD(zhuǎn)折點(diǎn)能夠被準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，那么這個(gè)范圍中的頻率變化僅為很小。在圖5所示操作模式中的電流節(jié)省大于圖4，因?yàn)樵趫D5中，AFC測(cè)量間隔長(zhǎng)度在t3到t4的時(shí)間范圍中也增加了。
除上述的溫度相關(guān)的頻率變化之外，移動(dòng)站中還存在起因于其在基礎(chǔ)設(shè)施中移動(dòng)的頻率變化，那些變化在頻率重置中被考慮，特別是在AFC測(cè)量間隔和/或AFC控制間隔的長(zhǎng)度設(shè)置中被考慮。
當(dāng)移動(dòng)站在基礎(chǔ)設(shè)施的小區(qū)中移動(dòng)時(shí)，有兩個(gè)特別的臨界情況，它們可能出現(xiàn)并會(huì)導(dǎo)致基站發(fā)出的同步頻率中的跳躍。這些情況是情況I，其中，移動(dòng)站在基站下面移動(dòng)通過，和情況II，其中移動(dòng)站從基站BTS1的小區(qū)改變到鄰接基站BTS2的小區(qū)(見圖6)。
在情況I(移動(dòng)通過)中，因?yàn)橐苿?dòng)站趨近基站直至它在該站下移動(dòng)通過的那一點(diǎn)以及在那一點(diǎn)之后距基站越來越遠(yuǎn)，所以多普勒頻移的符號(hào)發(fā)生變化。在移動(dòng)通過的時(shí)候，大小等于直至多普勒頻移兩倍的的跳躍存在于移動(dòng)站所接收的同步頻率中。
在情況II(小區(qū)改變)中，多普勒頻移的信號(hào)同樣地發(fā)生變化，但是這次是因?yàn)橐苿?dòng)站已經(jīng)從基站BTS1離開且現(xiàn)在正趨近相鄰的基站BTS2，基站BTS1已經(jīng)確定移動(dòng)站離開時(shí)刻以前的頻率。兩個(gè)基站之間存在的同步頻率中的差別也有一個(gè)影響。在最壞的情況中，最終的頻率跳躍可能是兩倍于多普勒頻移的標(biāo)量添加到兩個(gè)基站之間存在的頻率差中。在最好的情況中，頻率誤差可以部分地互相抵消。
當(dāng)時(shí)被預(yù)料的它是情況I(移動(dòng)通過)還是情況II(小區(qū)改變)由移動(dòng)站通過感測(cè)當(dāng)時(shí)的傳輸時(shí)間提前(TA)和/或接收到達(dá)時(shí)間(TOA)，和/或當(dāng)時(shí)接收同步頻率(載頻)的接收功率來確定。
移動(dòng)站在這種情況下區(qū)別它在定義的持續(xù)時(shí)間上檢查網(wǎng)絡(luò)的模式是專用模式還是空閑模式。
在專用模式中，如果傳輸時(shí)間提前(TA)和/或接收到達(dá)時(shí)間(TOA)正趨近一個(gè)最小值和/或接收功率超出給定級(jí)別，則情況I(移動(dòng)通過)被預(yù)測(cè)。這借助于存儲(chǔ)器3來完成。
在專用模式中，如果導(dǎo)致移動(dòng)站中小區(qū)改變的小區(qū)改變信令出現(xiàn)，則情況II(小區(qū)改變)被預(yù)測(cè)。
在空閑模式中，如果接收到達(dá)時(shí)間(TOA)正趨近最小值和/或接收功率(接收到的場(chǎng)強(qiáng))超出給定級(jí)別，則情況I(移動(dòng)通過)被預(yù)測(cè)。
在空閑模式中，如果其中一個(gè)相鄰小區(qū)中的接收功率測(cè)量發(fā)現(xiàn)比歸屬小區(qū)到那時(shí)具有的功率更高的功率，則情況II(小區(qū)變化)被預(yù)測(cè)。
當(dāng)接收功率正在被分析時(shí)，適當(dāng)?shù)臏y(cè)量平滑被執(zhí)行來抑制多路徑傳播的影響。
如果頻率中的跳躍由于已經(jīng)提及的移動(dòng)站移動(dòng)感測(cè)而可以被預(yù)料，則AFC測(cè)量間隔長(zhǎng)度被減少以使移動(dòng)站能夠迅速地再作用于這類頻率跳躍。如果沒有這類移動(dòng)相關(guān)的頻率跳躍來臨，則AFC測(cè)量間隔長(zhǎng)度被增加以幫助節(jié)省電流。
圖6示出了對(duì)AFC測(cè)量間隔長(zhǎng)度所采取的移動(dòng)相關(guān)的行動(dòng)的一個(gè)例子。假定，一個(gè)移動(dòng)站以恒定速度和方向R相對(duì)于基站BTS1移動(dòng)并且移動(dòng)通過后者下方(情況I)，越過后者的小區(qū)邊界G(情況II)，并且進(jìn)入鄰近基站BTS2的小區(qū)然后移動(dòng)通過這個(gè)站下方(情況I)。
當(dāng)發(fā)生這種移動(dòng)時(shí)，它產(chǎn)生圖6所示的頻率變化。在情況I(移動(dòng)通過)中，到那時(shí)為止一直為正的多普勒頻率A變成一個(gè)負(fù)的多普勒頻率B。TA值或TOA值趨近一個(gè)最小值。接收到的場(chǎng)強(qiáng)增加。
這些事件被測(cè)量并且它們跟隨的過程在存儲(chǔ)器3中被存儲(chǔ)和分析。它們導(dǎo)致了AFC測(cè)量間隔長(zhǎng)度的縮短(見圖6)，那時(shí)以前該測(cè)量間隔長(zhǎng)度一直比較長(zhǎng)以在移動(dòng)站中節(jié)省電流。就頻率的重調(diào)而言，通過縮短AFC測(cè)量間隔長(zhǎng)度對(duì)頻率跳躍做出了足夠的考慮。
此后，AFC測(cè)量間隔的長(zhǎng)度再次增加(見圖6)，其再次導(dǎo)致電流的節(jié)省。
在情況II中(小區(qū)變化)，正多普勒頻移A和負(fù)多普勒頻移B再次出現(xiàn)，另外基站BTS1和基站BTS2之間的頻差C被加上。這導(dǎo)致TA/TOA值趨近它的最大值以及接收?qǐng)鰪?qiáng)的跳躍。在專用模式中，通過信令啟動(dòng)小區(qū)變化而預(yù)先指示情況II的即將來臨，而在空閑模式中通過測(cè)量到鄰近小區(qū)中較高的接收功率而指示這一情況。這些事件被分析并導(dǎo)致AFC測(cè)量間隔長(zhǎng)度的縮短(見圖6)，以便在這個(gè)臨界區(qū)域中也發(fā)生一個(gè)適用于操作需要的頻率重調(diào)。
當(dāng)移動(dòng)站移動(dòng)通過基站BTS2時(shí)，所發(fā)生的是上面結(jié)合基站BTS1所描述的。在接近該站的區(qū)域中，AFC測(cè)量間隔長(zhǎng)度被減少以讓頻率變化迅速被適應(yīng)，并且隨后它被增加用以節(jié)省電流，因?yàn)樵陬l率中不存在臨界變化。
上述測(cè)量能夠被安排來合作如下AFC測(cè)量間隔的長(zhǎng)度可以首先被預(yù)置到一個(gè)最大長(zhǎng)度，其在網(wǎng)絡(luò)上被要求并對(duì)應(yīng)于最小接收間隔。如果隨后出現(xiàn)的事件指出可以預(yù)期一個(gè)很大的頻率變化，則AFC測(cè)量間隔長(zhǎng)度被減少以便適應(yīng)。
一方面，這些事件從溫度和溫度梯度的測(cè)量并借助于結(jié)合升溫曲線的溫度預(yù)測(cè)和結(jié)合特性曲線的頻率預(yù)測(cè)而被識(shí)別。為此，溫度以十分短的間距被測(cè)量并且作為信息連續(xù)地可以獲得。因此，所確定的是絕對(duì)溫度是否位于特性曲線的臨界區(qū)域中和/或當(dāng)時(shí)是否出現(xiàn)很大的溫度梯度。
另一方面，即將來臨的移動(dòng)相關(guān)的事件的檢測(cè)在上述臨界情況中導(dǎo)致測(cè)量間隔長(zhǎng)度的減少。
相反步驟同樣是可能的。當(dāng)非臨界溫度范圍、最低溫度梯度且沒有臨界移動(dòng)情況被檢測(cè)到時(shí)，最初很短的AFC測(cè)量間隔長(zhǎng)度被增加。
溫度相關(guān)的頻率變化和移動(dòng)相關(guān)的頻率變化彼此疊加。在這種情況下，該疊加可以通過頻率變化互相抵消的方法來進(jìn)行。當(dāng)這被檢測(cè)到時(shí)，AFC測(cè)量間隔長(zhǎng)度可被降低。
然而，如果頻率變化彼此相加，則AFC測(cè)量間隔的長(zhǎng)度必須被相應(yīng)減小。例如，在移動(dòng)通過站下方和小區(qū)變化的時(shí)候，疊加類型之間的變化能夠被預(yù)料。
在這里所描述的方法中，被測(cè)量的單項(xiàng)頻率誤差被分成一個(gè)起因于溫度的單項(xiàng)頻率誤差和一個(gè)起因于移動(dòng)的單項(xiàng)頻率誤差，并且這兩個(gè)誤差被分開存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器3中。
就特性曲線已知的情況而言，起因于溫度的單項(xiàng)頻率誤差能夠從被測(cè)量的絕對(duì)溫度和特性曲線來確定。
由多普勒頻移(A、B)表示的單項(xiàng)頻率誤差的比例能夠通過從TA和TOA值中的變化估計(jì)徑向速度而被發(fā)現(xiàn)。
已經(jīng)被確定或被這樣計(jì)算的速度相關(guān)和溫度相關(guān)的頻率誤差可能經(jīng)受一個(gè)基于速度最大變化的真實(shí)性檢查，該變化可在每個(gè)時(shí)間單元中并在現(xiàn)實(shí)的溫度變化上是可預(yù)料的。
此外，下列規(guī)則的比較將被做出，遵循所述規(guī)則把單項(xiàng)頻率誤差分成一個(gè)起因于溫度的單項(xiàng)頻率誤差和一個(gè)起因于移動(dòng)的單項(xiàng)頻率誤差。
不同于移動(dòng)相關(guān)的頻率變化，溫度相關(guān)的頻率變化總是穩(wěn)定的。此外，溫度相關(guān)頻率變化比移動(dòng)相關(guān)的頻率變化經(jīng)受更大的慣性。
特性曲線能夠在操作期間借助于一個(gè)討論會(huì)或?qū)W習(xí)過程被確定并存儲(chǔ)。單項(xiàng)特性曲線起先在這種情況下沒有被準(zhǔn)確地已知，但是在操作期間逐漸地被構(gòu)造或被做得更準(zhǔn)確。隨著操作中時(shí)間的增加，獲得了增加的特性曲線正確標(biāo)繪點(diǎn)數(shù)目。如果需要，可由近似值確定起先丟失的標(biāo)繪點(diǎn)。當(dāng)移動(dòng)站第一次接通時(shí)，一個(gè)已經(jīng)預(yù)先存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)特性曲線能夠被作為基礎(chǔ)，然后可以被逐漸調(diào)整以給出真實(shí)的特性曲線。
當(dāng)討論會(huì)或?qū)W習(xí)過程被采用時(shí)，頻率調(diào)整發(fā)生如下在每個(gè)AFC操作開始時(shí)，頻率重調(diào)的預(yù)期值被預(yù)置為一個(gè)開始值。這個(gè)值是特性曲線相關(guān)的已知信息和已測(cè)量溫度的結(jié)果。然后，AFC操作發(fā)生并產(chǎn)生一個(gè)新的標(biāo)繪點(diǎn)。一個(gè)將溫度作為計(jì)數(shù)變量的列表被使用，并且單項(xiàng)頻率誤差在下面的a、b、c條件下被發(fā)射到存儲(chǔ)器。
a.將考慮的測(cè)量單項(xiàng)頻率誤差作為基于溫度效應(yīng)的唯一單項(xiàng)頻率誤差是有利的。用這種方法，能夠丟棄全部或部分歸因于移動(dòng)影響的結(jié)果。
一個(gè)對(duì)于控制變量(其中一些基于移動(dòng))的更復(fù)雜和昂貴的可能性也將被考慮。在這種情況下，起因于移動(dòng)的頻率變化能夠從傳輸時(shí)間提前TA值中或接收到達(dá)時(shí)間TOA值中的變化來估計(jì)，并且單獨(dú)由溫度導(dǎo)致的頻率變化能夠被計(jì)算回去。然而，人們預(yù)期由這個(gè)選擇得到的準(zhǔn)確度將僅僅是有限的。因此，這個(gè)選擇只有當(dāng)已知的特性曲線值具有低正確性時(shí)才是有用的。
因?yàn)槠鹨蛴谝苿?dòng)和起因于溫度的頻率變化被分開感測(cè)，所以可做出單獨(dú)起因于溫度的頻率變化的上述限制。
b.在討論過程中添加的新的標(biāo)繪點(diǎn)可能經(jīng)受一個(gè)真實(shí)性檢查，其中決定這些新標(biāo)繪點(diǎn)將被考慮還是被丟棄。真實(shí)性檢查基于單項(xiàng)特性曲線上所已知的標(biāo)繪點(diǎn)，或者當(dāng)移動(dòng)站第一次開動(dòng)時(shí)它基于特性曲線的典型值以及來自它的所期待的容差相關(guān)偏差。
c.在操作很久之后，已存在于存儲(chǔ)器中并且具有最高正確性指示符的標(biāo)繪點(diǎn)的產(chǎn)生可能發(fā)生。通過形成一個(gè)裝置，這些與已為之確定最大正確性指示符的當(dāng)前標(biāo)繪點(diǎn)有關(guān)。當(dāng)存在具有最大正確性指示符的足夠的新標(biāo)繪點(diǎn)時(shí)，舊標(biāo)繪點(diǎn)被丟棄。用這種方法，例如老化作用導(dǎo)致的特性曲線的移動(dòng)能夠被補(bǔ)償。
為了改進(jìn)AFC算法的實(shí)施例，接收情況被分析。高頻信號(hào)的接收?qǐng)鰪?qiáng)和調(diào)制信號(hào)的信噪比(SNR)被用于這個(gè)目的。已有條件下確定頻率誤差所具有的正確性的估計(jì)從兩個(gè)信息項(xiàng)中被導(dǎo)出。這個(gè)正確性的估計(jì)值作為一個(gè)絕對(duì)頻率誤差的屬性被包括在提及的列表中。
在一個(gè)移動(dòng)相關(guān)的臨界狀態(tài)中，過去獲得的溫度信息項(xiàng)被再次使用，而基于先前基站小區(qū)內(nèi)移動(dòng)的位置變化信息的在先項(xiàng)被丟棄。
如果周圍溫度中存在一個(gè)總是出乎意料地出現(xiàn)的急劇變化，則過去的基于移動(dòng)的測(cè)量頻率誤差可能進(jìn)一步被處理，而基于測(cè)量溫度影響的舊的頻率誤差被丟棄。與新溫度有關(guān)的頻率誤差然后使用特性曲線來估計(jì)。
在每個(gè)如上所述作為溫度和移動(dòng)的函數(shù)作用的AFC測(cè)量間隔中，出現(xiàn)的單項(xiàng)頻率誤差被確定。一個(gè)、或通常超過一個(gè)的AFC測(cè)量間隔位于一個(gè)AFC控制間隔內(nèi)。因此，在一個(gè)AFC控制間隔中通常存在多個(gè)可用的單項(xiàng)頻率誤差，其允許由單項(xiàng)頻率誤差形成平均值并且允許組合這些平均值以給出累頻誤差，這意味著不是每個(gè)單項(xiàng)頻率誤差都必須被供給到終端控制元件用于參考頻率的重調(diào)。
AFC控制間隔長(zhǎng)度影響控制發(fā)生的速度。當(dāng)預(yù)測(cè)到相當(dāng)大的頻率變化并且接收情況良好的時(shí)候，AFC控制間隔長(zhǎng)度被設(shè)置得很短、而當(dāng)預(yù)測(cè)到幾乎不可能發(fā)生頻率變化并且接收情況很差的時(shí)候，AFC控制間隔長(zhǎng)度被設(shè)置得很長(zhǎng)。
控制環(huán)路的穩(wěn)定性受AFC終端控制元件的轉(zhuǎn)換影響。AFC終端控制元件的轉(zhuǎn)換的意思是累頻誤差中的比例降低。從而，被發(fā)現(xiàn)存在的累頻誤差在它被送到用于頻率校正的終端控制元件之前必須按比例降低。另一個(gè)重調(diào)頻率的可能性將被限制在的一個(gè)恒定值。當(dāng)預(yù)測(cè)到相當(dāng)大的頻率變化并且接收情況良好的時(shí)候，使用一個(gè)由AFC終端控制元件執(zhí)行的更高的轉(zhuǎn)換，而當(dāng)預(yù)料到頻率幾乎不可能發(fā)生變化并且接收情況很差的時(shí)候，使用一個(gè)由AFC終端控制元件執(zhí)行的更低的轉(zhuǎn)換。由AFC終端控制元件做出的小轉(zhuǎn)換對(duì)應(yīng)于累頻誤差中很大的降低。
一個(gè)AFC的存儲(chǔ)測(cè)量值的調(diào)整影響了控制環(huán)路對(duì)分裂因數(shù)的反應(yīng)。一旦周圍溫度中的跳躍或方向速度中的快速變化被檢測(cè)到，相關(guān)頻率誤差的過去部分就不再被考慮用于形成平均值。
將來期待發(fā)生的頻率誤差的預(yù)測(cè)只對(duì)于起因于溫度的頻率誤差執(zhí)行。在頻率變化起因于移動(dòng)的情況中，它們的概率被檢測(cè)并且通過縮短AFC測(cè)量間隔長(zhǎng)度對(duì)它們做出響應(yīng)。
圖7到11示出運(yùn)行中的AFC算法的流程圖，其中，圖7是一個(gè)概圖，而圖8更詳細(xì)地示出圖7的塊4，圖9更詳細(xì)地示出了圖7的塊6，圖10更詳細(xì)地示出了圖7的塊9，并且圖11更詳細(xì)地示出了圖7的塊10。
這些流程圖是說明根據(jù)本發(fā)明的概念的一個(gè)可能實(shí)施例的示例。當(dāng)然，使用根據(jù)本發(fā)明的概念也可能存在大量實(shí)施例。
圖7中的塊1中發(fā)生的如下在移動(dòng)站從基站接收到數(shù)據(jù)數(shù)量(幀)之前，到下一個(gè)接收的等待時(shí)間必須已經(jīng)期滿，該數(shù)據(jù)數(shù)量在單位時(shí)間內(nèi)由基站接收并且需要被用于確定頻率誤差。對(duì)于在空閑模式中的操作，等待時(shí)間通常在第二范圍中，例如對(duì)于GSM來說是0.5-2.25秒。在GSM的情況下，這后面有最多四個(gè)間隔，每個(gè)都具有相同的持續(xù)時(shí)間為1幀(4.615ms)。在等待時(shí)間期間，移動(dòng)站通常運(yùn)行到一個(gè)節(jié)能狀態(tài)(睡眠模式)。對(duì)于專用模式中的操作，等待時(shí)間正好等于一幀的持續(xù)時(shí)間，例如在GSM的情況下是4.615ms而在UMTS的情況下是10ms。
在塊2中，就在幀接收被啟動(dòng)之前，從溫度傳感器5中讀取溫度以給出一個(gè)盡可能最新的溫度值。這是有利的，因?yàn)闇囟瓤赡苡捎谝粋€(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的等待時(shí)間期間的外部因素而變化相當(dāng)大。溫度值被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器3中。
在塊3中，已被讀取并存儲(chǔ)的溫度值被取用，并且相應(yīng)頻率誤差被讀出或從那一步中以列表值形式已知的單項(xiàng)特性曲線(見圖2)內(nèi)插。誤差是相對(duì)于頻率重調(diào)上次進(jìn)行時(shí)間的時(shí)間差的結(jié)果。恰在接收之前估計(jì)頻率誤差是有利的，以防止由于頻率變化而使接收變得不可能。
在塊4中，當(dāng)從基站接收信號(hào)時(shí)，被存儲(chǔ)的溫度值和由過去獲得的結(jié)果表示的接收參數(shù)被分析以允許AFC控制間隔長(zhǎng)度、通過AFC終端控制元件做出的轉(zhuǎn)換、以及AFC具有的存儲(chǔ)測(cè)量值將被確定。
在塊5中，在上述分析之后，做出一個(gè)檢查以查看是否立即需要AFC控制，因?yàn)榈紸FC控制間隔(典型值在第二范圍、例如空閑模式中的30秒)期滿的等待時(shí)間已經(jīng)期滿或還沒有期滿。
如果等待時(shí)間已經(jīng)期滿，在塊6中由AFC終端控制元件的轉(zhuǎn)換執(zhí)行所述的控制，其已經(jīng)根據(jù)存儲(chǔ)的單項(xiàng)頻率誤差被確定。否則，塊6被跳過。
在塊7中，總是從基站接收一個(gè)幀。
在塊8中，區(qū)別對(duì)該結(jié)果的等待時(shí)間(例如一兩個(gè)幀的持續(xù)時(shí)間的典型值)是否小于對(duì)接收的等待時(shí)間。如果接收結(jié)果直到請(qǐng)求下一次接收幀之后都不可用，則返回到塊1。
在塊9中，如果對(duì)結(jié)果的等待時(shí)間小于對(duì)接收的等待時(shí)間，則對(duì)所接收的信號(hào)進(jìn)行分析。
然后，在塊10中，基于該分析結(jié)果確定AFC測(cè)量間隔的更新長(zhǎng)度。
在塊11中，區(qū)別關(guān)于AFC測(cè)量間隔的長(zhǎng)度是否比對(duì)接收的等待時(shí)間短。如果由于已經(jīng)被確定用于AFC測(cè)量間隔的新長(zhǎng)度，在由特殊的通信標(biāo)準(zhǔn)(比如GSM，例如接收等待時(shí)間)確定的時(shí)間之前不需要接收，則直接切換回塊1。
否則，早些的接收被強(qiáng)迫在由AFC測(cè)量間隔長(zhǎng)度標(biāo)記的時(shí)間于塊12中發(fā)生，并且進(jìn)程延塊1繼續(xù)。這一情況可能發(fā)生于空閑模式中，其中，直到下一個(gè)接收為止的等待時(shí)間可能在第二范圍中。
在圖7的塊4中所發(fā)生的詳述如下(見圖8)在步驟1中，當(dāng)時(shí)已經(jīng)被測(cè)量的溫度值與所存儲(chǔ)的溫度值相比較。如果與從升溫曲線預(yù)料的值相比差別很大，則由于周圍溫度而產(chǎn)生的溫度跳躍被檢測(cè)到。
如果這類溫度跳躍被檢測(cè)到，則溫度相關(guān)的頻率誤差在存儲(chǔ)器中被重置，以防止在不同的溫度條件下感測(cè)的單項(xiàng)頻率誤差在隨后的AFC控制操作中歪曲結(jié)果。如果沒有檢測(cè)到溫度跳躍，則步驟2被跳過。
在步驟3中，一個(gè)檢查被做出，以查看到移動(dòng)相關(guān)的臨界范圍的進(jìn)入是否馬上即將來臨。這是小區(qū)變化或移動(dòng)通過基站下方正在發(fā)生的情況，其通過分析并通過比較接收到的級(jí)別、TOA的信息項(xiàng)，并且適宜地分析并比較所存儲(chǔ)的TA的信息項(xiàng)與相關(guān)電流值而被檢測(cè)到。
如果到移動(dòng)相關(guān)的臨界范圍的進(jìn)入被檢測(cè)到，則在步驟4中，移動(dòng)相關(guān)的頻率誤差在存儲(chǔ)器4中被重置以防止基于移動(dòng)的單項(xiàng)頻率誤差在隨后的AFC控制操作中歪曲結(jié)果。如果到移動(dòng)相關(guān)的臨界范圍的進(jìn)入沒有被檢測(cè)到，則步驟4被跳過。在步驟5中，預(yù)期溫度的預(yù)測(cè)借助于升溫曲線、使用所存儲(chǔ)的溫度值以及影響溫度的已知系統(tǒng)參數(shù)成為一個(gè)時(shí)間函數(shù)，所述影響溫度的已知系統(tǒng)參數(shù)為比如操作發(fā)射模式、傳輸功率、以及基于TDMA的網(wǎng)絡(luò)中的時(shí)隙數(shù)。
在步驟6中，通過從特性曲線確定到溫度相關(guān)的臨界范圍的進(jìn)入是否能夠被預(yù)期，并當(dāng)其能被預(yù)期的時(shí)候，步驟5中確定的信息項(xiàng)被分析。
在步驟7中，小區(qū)即將變化的時(shí)間從所存儲(chǔ)的接收電平來估計(jì)，并且移動(dòng)通過基站的時(shí)間從TOA值以及(在適宜情況下)TA值估計(jì)。在兩個(gè)情況中，指出了臨界的、移動(dòng)相關(guān)的頻率變化的時(shí)間。
在步驟8中，通過分析在步驟6和步驟7中確定的時(shí)間來檢查即將進(jìn)入到溫度相關(guān)或移動(dòng)相關(guān)的臨界范圍的可能性，或要求立即采取控制作用的一個(gè)溫度跳躍的可能性，或累頻誤差很大的可能性。
如果存在任何上述情況，則在步驟9中，由AFC終端控制元件做出的轉(zhuǎn)換被增加并且AFC控制間隔長(zhǎng)度被降低。通過這樣做而實(shí)現(xiàn)的是，在進(jìn)入臨界范圍之前實(shí)施AFC控制而已經(jīng)找到的頻率誤差被更有力地抵消掉。
如果塊8中指定的情況不存在，則在步驟10中，由AFC終端控制元件做出的轉(zhuǎn)換被降低而AFC控制間隔長(zhǎng)度被增加。
在圖7的塊6中所發(fā)生的詳述如下(見圖9)在步驟1中，檢查除了測(cè)量的頻率誤差之外是否還存儲(chǔ)了估計(jì)的頻率誤差。
如果它們已經(jīng)被存儲(chǔ)，則測(cè)量的頻率誤差在步驟2中被加以不同的權(quán)重。例如，在接收中有間隙的情況下，測(cè)量的頻率誤差可能比估計(jì)的頻率誤差更重地被加權(quán)。如果它們沒有被存儲(chǔ)，則步驟2被跳過。
在步驟3中，對(duì)所有已存儲(chǔ)的溫度相關(guān)和移動(dòng)相關(guān)的單項(xiàng)頻率誤差形成平均值。在這種情況下，單項(xiàng)頻率誤差可能用一個(gè)正確性指示符來加權(quán)，例如給定情況中存在的信噪比(SNR)。特殊的信號(hào)振幅(接收功率)也可以被用作一個(gè)加權(quán)因子。
在步驟4中，借助于之前確定的由AFC終端控制元件做出的轉(zhuǎn)換，按照確定的累頻誤差指定控制的程度。
在步驟5中，這個(gè)頻率控制(即頻率重調(diào))借助于一個(gè)到終端控制元件的輸出來執(zhí)行。
在步驟6中，所存儲(chǔ)的單項(xiàng)頻率誤差被重置。
在圖7的塊9中，接收的信號(hào)被分析，這在圖10中被詳細(xì)地示出。在這種情況下步驟1中所做出的是，一旦分析接收的信號(hào)，信號(hào)質(zhì)量是否好到足夠允許測(cè)量頻率誤差被確定。
如果不可能測(cè)量頻率誤差，則在步驟2中檢測(cè)接收中存在間隙并確定接收中間隙的持續(xù)時(shí)間。這結(jié)束了分析。如果有可能測(cè)量頻率誤差，則以下參數(shù)在步驟3中被計(jì)算并存儲(chǔ)頻率誤差、TOA信號(hào)、接收到的幀電平以及TA值。
然后在步驟4中，特殊頻率變化或頻率誤差被分成起因于溫度的頻率誤差和起因于移動(dòng)的頻率誤差，并且這兩個(gè)頻率誤差被分開存儲(chǔ)。如果特性曲線上的大量值之前已經(jīng)被存儲(chǔ)，則這能夠通過從所存儲(chǔ)的已知值內(nèi)插計(jì)算溫度相關(guān)誤差來完成。溫度相關(guān)頻率誤差和移動(dòng)相關(guān)頻率誤差之間的分離還可以通過檢測(cè)移動(dòng)站相對(duì)于基站的徑向速度并使用結(jié)果多普勒函數(shù)來做出。按照最大速度變化和每個(gè)時(shí)間單元都可預(yù)期的溫度變化，已經(jīng)用這種方法確定或計(jì)算的速度相關(guān)和溫度相關(guān)的頻率誤差經(jīng)受一個(gè)真實(shí)性檢查。
在圖10的步驟5中，評(píng)估信號(hào)質(zhì)量良好并且移動(dòng)相關(guān)頻率變化沒有在移動(dòng)站出現(xiàn)。如果情況不是這樣，則分析被終止。
否則，接著步驟5，對(duì)于特性曲線的討論會(huì)算法在步驟6中被啟動(dòng)。為此，確定起因于溫度的絕對(duì)頻率誤差，它是從當(dāng)前的參考頻率重調(diào)并從起因于所測(cè)量溫度的單項(xiàng)頻率誤差而獲得的。
在塊7中，例如通過參考信噪比(SNR)和/或接收功率，來確定頻率變化的正確性指示符。
在步驟8中，檢查已經(jīng)被存儲(chǔ)的特性曲線值，從而確定起因于溫度的絕對(duì)頻率誤差是否合理，即只少量偏離從已知值獲得的內(nèi)插值。如果情況不是這樣，則分析被終止。
否則在步驟9中檢查特性曲線上的存儲(chǔ)項(xiàng)對(duì)于已經(jīng)確定的溫度值是否已經(jīng)存在。
如果情況不是這樣，則在步驟9中，起因于溫度的絕對(duì)頻率誤差與已經(jīng)確定的溫度值以及正確性指示符一起被存儲(chǔ)。
否則，所存儲(chǔ)的正確性指示符在步驟11中與所確定的正確性指示符相比較。如果它高于后者，則分析被終止。
否則，對(duì)起因于已記錄溫度值的絕對(duì)頻率誤差的加權(quán)平均被形成并存儲(chǔ)。一個(gè)新的正確性指示符也被確定并存儲(chǔ)。
在圖7的塊10中，AFC測(cè)量間隔的長(zhǎng)度被確定。這一處理在圖11中出現(xiàn)的流程圖中被詳細(xì)示出。
在圖11的步驟1中，被預(yù)期作為時(shí)間函數(shù)的溫度的預(yù)測(cè)在所存儲(chǔ)的溫度值和影響溫度的已知系統(tǒng)參數(shù)的幫助下被做出，所述影響溫度的已知系統(tǒng)參數(shù)為比如傳輸模式的類型(專用模式、空閑模式)、傳輸功率、基于TDMA的系統(tǒng)中的時(shí)隙數(shù)。
在步驟2中，從步驟1中獲得的數(shù)據(jù)并從特性曲線(看圖2)來計(jì)算是否能預(yù)期到溫度相關(guān)臨界范圍的進(jìn)入，并且如果能夠預(yù)期到那么何時(shí)進(jìn)入。
在步驟3中，從檢測(cè)信令或從鄰近小區(qū)中接收功率的測(cè)量而確定小區(qū)即將變化的時(shí)間，其如上所述通過參考所存儲(chǔ)的接收電平、TOA信息以及涉及移動(dòng)通過基站下方的TA信息(如果合適)而被完成。
在步驟4中，檢查起因于即刻發(fā)生的溫度或移動(dòng)的臨界溫度變化的可能性。接收中是否存在間隙也被確定，其還沒有持續(xù)任何時(shí)間長(zhǎng)度。
在步驟5中，如果檢查到這些可能性的任何一個(gè)存在，則AFC測(cè)量間隔被設(shè)定為一個(gè)更短的長(zhǎng)度。
如果沒有一個(gè)可能性被檢查到存在，則AFC測(cè)量間隔在步驟6中被設(shè)定為一個(gè)更大的長(zhǎng)度。用這種方法，空閑操作模式中的能量消耗可以被降低，來自于基站的信號(hào)只有在特殊網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)允許的時(shí)候才被接收。
權(quán)利要求
1.一個(gè)用于在蜂窩式移動(dòng)通信系統(tǒng)中同步移動(dòng)站載頻與基站載頻的方法，一個(gè)參考頻率振蕩器借助于終端控制元件而被再調(diào)整，其特征在于由于移動(dòng)站的溫度變化而在移動(dòng)站中發(fā)生的頻率變化和在移動(dòng)站相對(duì)基站發(fā)生位置變化的時(shí)候出現(xiàn)的頻率變化被分開地確定和/或預(yù)測(cè)，并且當(dāng)較大的頻率變化被確定和/或預(yù)期時(shí)，與較小的頻率變化被確定和/或預(yù)期的情況相比，該移動(dòng)站載頻更頻繁地借助于一個(gè)AFC算法與基站載頻同步。
2.權(quán)利要求1中所述的方法，其特征在于在移動(dòng)站中區(qū)別頻率變化是否歸因于溫度變化和/或歸因于位置變化，并且尤其區(qū)別歸因于溫度變化的頻率變化的比例和歸因于位置變化的頻率變化的比例。
3.權(quán)利要求2中所述的方法，其特征在于還通過確定后面跟隨頻率變化的過程是穩(wěn)定還是突變來做出上述區(qū)別。
4.任何前述的權(quán)利要求中所述的方法，其特征在于由溫度變化和/或位置變化引起的頻率變化通過檢測(cè)由疊加造成的互相抵消的方法而被一起處理。
5.任何前述的權(quán)利要求中所述的方法，其特征在于從中得出結(jié)論的關(guān)于移動(dòng)站絕對(duì)溫度的被測(cè)變量在移動(dòng)站中被獲得。
6.權(quán)利要求5中所述的方法，其特征在于基于時(shí)間的溫度梯度從被測(cè)變量中被確定。
7.權(quán)利要求5或6中所述的方法，其特征在于作為溫度函數(shù)的頻率變化曲線作為一個(gè)列表被存儲(chǔ)在移動(dòng)站中，該曲線表現(xiàn)移動(dòng)站的特征，并且對(duì)應(yīng)于預(yù)期頻率變化的一個(gè)值可以從這個(gè)列表中被讀出。
8.權(quán)利要求7中所述的方法，其特征在于正確性指示符也被存儲(chǔ)在列表值中，其指示存儲(chǔ)在列表中的值具有多高的概率來匹配特性曲線的當(dāng)前實(shí)際形狀。
9.權(quán)利要求7或8中所述的方法，其特征在于當(dāng)移動(dòng)站正在被制造時(shí)，通過測(cè)量特性曲線上的某些標(biāo)繪點(diǎn)，或者通過把一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的已知特性曲線在轉(zhuǎn)換中移動(dòng)一個(gè)已通過測(cè)量單個(gè)標(biāo)繪點(diǎn)獲得的輔助值來預(yù)加載該列表。
10.權(quán)利要求8中所述的方法，其特征在于當(dāng)移動(dòng)站正在被制造時(shí)，無需任何測(cè)量而用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的已知特性曲線值來預(yù)加載列表。
11.權(quán)利要求7到10中任意一個(gè)所所述的方法，其特征在于單項(xiàng)特性曲線在移動(dòng)站操作期間由討論過程確定或更新。
12.權(quán)利要求8到11中任意一個(gè)所所述的方法，其特征在于在制造時(shí)預(yù)加載的值具有較低的正確性指示符，并且在接收標(biāo)準(zhǔn)良好時(shí)測(cè)量的值具有一個(gè)較高的正確性指示符，并且具有較低正確性指示符的值被具有較高正確性指示符的值所替代。
13.任何前述的權(quán)利要求中所述的方法，其特征在于代表移動(dòng)站并用時(shí)間來表示操作相關(guān)的溫度變化的升溫曲線作為一個(gè)列表或作為升溫曲線的冪函數(shù)參數(shù)被存儲(chǔ)在移動(dòng)站中，可以從這個(gè)升溫曲線預(yù)先估計(jì)預(yù)期的溫度變化。
14.權(quán)利要求13中所述的方法，其特征在于通過關(guān)聯(lián)升溫曲線與特性曲線而預(yù)先估計(jì)頻率變化。
15.任何前述的權(quán)利要求中所述的方法，其特征在于影響溫度的臨界狀態(tài)被預(yù)先識(shí)別，并且預(yù)期的頻率變化可以被估計(jì)。
16.任何前述的權(quán)利要求中所述的方法，其特征在于在對(duì)頻率誤差做出任何測(cè)量之前，可以估計(jì)預(yù)期的溫度相關(guān)的頻率誤差。
17.任何前述的權(quán)利要求中所述的方法，其特征在于當(dāng)由于很差的接收情況而不可能測(cè)量頻率變化時(shí)，能夠預(yù)期的溫度相關(guān)的頻率誤差被估計(jì)并且在控制過程中被考慮。
18.任何前述的權(quán)利要求中所述的方法，其特征在于在溫度變化或頻率變化之前已在估計(jì)處理中包含了移動(dòng)站當(dāng)前的操作模式、特別是當(dāng)前的傳輸功率和/或在基于TDMA的移動(dòng)站的情況下發(fā)射模式占用的時(shí)隙數(shù)。
19.任何前述的權(quán)利要求中所述的方法，其特征在于要求采取控制行動(dòng)的頻率即將變化的概率被預(yù)先確定，為此下列位置變化的臨界狀態(tài)被確定″在基礎(chǔ)設(shè)施內(nèi)的移動(dòng)″，″即將移動(dòng)通過基站下方″，″小區(qū)即將變化″。
20.權(quán)利要求19中所述的方法，其特征在于信息″在基礎(chǔ)設(shè)施內(nèi)的移動(dòng)″在空閑模式中從接收到達(dá)時(shí)間(TOA)中的變化和/或從接收頻率上的接收功率中獲得，傳輸時(shí)間提前(TA)中的變化另外被用于專用模式。
21.權(quán)利要求19或20中所述的方法，其特征在于信息″移動(dòng)通過基站下方″在空閑模式中從下列事實(shí)而獲得，即接收到達(dá)時(shí)間(TOA)趨近一個(gè)最小值和/或接收頻率上的接收功率超出一個(gè)給定級(jí)別，而且傳輸時(shí)間提前(TA)趨近一個(gè)最小值的事實(shí)另外被用于專用模式。
22.權(quán)利要求19、20或21中所述的方法，其特征在于信息″小區(qū)即將變化″在空閑模式中從在鄰近小區(qū)中測(cè)得的功率獲得，而且啟動(dòng)小區(qū)變化的信令另外被用于專用模式。
23.任何前述的權(quán)利要求中所述的方法，其特征在于當(dāng)前的接收情況、特別是接收?qǐng)鰪?qiáng)和/或接收信號(hào)的信噪比被測(cè)量，并且從測(cè)量結(jié)果中導(dǎo)出諸如AFC控制間隔長(zhǎng)度之類的控制參數(shù)、AFC終端控制元件做出的轉(zhuǎn)換以及列表的正確性指示符。
24.任何前述的權(quán)利要求中所述的方法，其特征在于AFC算法把AFC測(cè)量間隔的長(zhǎng)度調(diào)整為過去的和預(yù)期的頻率變化大小、和/或當(dāng)位置變化的臨界狀態(tài)和/或影響溫度的臨界狀態(tài)被預(yù)測(cè)時(shí)的頻率變化大小的函數(shù)。
25.任何前述的權(quán)利要求中所述的方法，其特征在于AFC算法把AFC控制間隔長(zhǎng)度調(diào)整為過去的和預(yù)期的頻率變化大小、和/或當(dāng)位置變化的臨界狀態(tài)和/或影響溫度的臨界狀態(tài)被預(yù)測(cè)時(shí)、和/或當(dāng)接收情況很好時(shí)的頻率變化大小的函數(shù)。
26.任何前述的權(quán)利要求中所述的方法，其特征在于AFC算法把AFC終端控制元件做出的轉(zhuǎn)換調(diào)整為過去的和預(yù)期的頻率變化大小、和/或當(dāng)位置變化的臨界狀態(tài)和/或影響溫度的臨界狀態(tài)被預(yù)測(cè)時(shí)和/或當(dāng)接收情況很好時(shí)的頻率變化大小的函數(shù)。
27.任何前述的權(quán)利要求中所述的方法，其特征在于AFC算法把AFC的存儲(chǔ)測(cè)量值調(diào)整為過去的和預(yù)期的頻率變化大小、和/或當(dāng)位置變化的臨界狀態(tài)和/或影響溫度的臨界狀態(tài)被預(yù)測(cè)時(shí)和/或當(dāng)接收情況很好時(shí)的頻率變化大小的函數(shù)。
28.一個(gè)用于執(zhí)行任何前述的權(quán)利要求中所述的方法的設(shè)備，其特征在于所使用的參考頻率振蕩器(4)沒有溫度補(bǔ)償電路而具有一個(gè)單項(xiàng)特性曲線，該特性曲線的最大頻率變化在工作溫度范圍中偏離額定頻率超過+/-3ppm。
29.權(quán)利要求28中所述的用于執(zhí)行該方法的設(shè)備，其特征在于溫度傳感器(5)被提供來測(cè)量參考頻率振蕩器(4)的溫度。
30.一個(gè)具有借助于終端控制元件而被再調(diào)整的參考頻率振蕩器的移動(dòng)站，其特征在于由于移動(dòng)站的溫度變化出現(xiàn)在移動(dòng)站中的頻率變化和當(dāng)移動(dòng)站相對(duì)于基站存在位置變化時(shí)出現(xiàn)的頻率變化被分開地確定和/或預(yù)測(cè)，并且當(dāng)一個(gè)很大的頻率變化被確定和/或預(yù)期時(shí)，與一個(gè)很小的頻率變化被確定和/或預(yù)期的情況相比，移動(dòng)站載頻借助于AFC算法被更頻繁地與基站載頻同步。
31.一個(gè)用于移動(dòng)站的微處理器，所述微處理器被提供用于控制參考頻率振蕩器，其特征在于該微處理器被提供用于分開地確定和/或預(yù)測(cè)由于移動(dòng)站的溫度變化出現(xiàn)在移動(dòng)站中的頻率變化和當(dāng)移動(dòng)站相對(duì)于基站存在位置變化時(shí)出現(xiàn)的頻率變化，并且當(dāng)一個(gè)很大的頻率變化被確定和/或預(yù)期時(shí)，與一個(gè)很小的頻率變化被確定和/或預(yù)期的情況相比，該微處理器被提供用于更頻繁地借助AFC算法來同步移動(dòng)站載頻與基站載頻。
全文摘要
在一個(gè)用于在移動(dòng)通信系統(tǒng)中同步移動(dòng)站與基站的方法中，一個(gè)參考頻率振蕩器被再調(diào)整。為了能夠使用構(gòu)造簡(jiǎn)單的便宜的參考頻率振蕩器，由移動(dòng)站溫度變化和移動(dòng)站位置變化所引起的頻率變化被分別地確定和/或預(yù)測(cè)。當(dāng)頻率變化很大時(shí)，與頻率變化很小的情況相比，移動(dòng)站被更頻繁地與基站同步。
文檔編號(hào)H03J7/04GK1816966SQ200480019032
公開日2006年8月9日 申請(qǐng)日期2004年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月2日
發(fā)明者M·紐曼恩, W·維皮奇 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司