專利名稱：接收裝置及該接收裝置中的基準頻率控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及接收裝置及該接收裝置中的基準頻率控制方法。
背景技術(shù)：
近年來，對汽車電話和便攜電話等陸上移動通信服務(wù)的需求顯著增加，用于在有限的頻帶上確保更多的用戶容量的頻率有效利用技術(shù)變得重要起來。
作為用于有效利用頻率的多址方式之一，CDMA(Code Division MultipleAccess，碼分多址)方式引人注目。CDMA方式是利用了擴頻通信技術(shù)的多址方式，能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)良的通信質(zhì)量并靈活應(yīng)付高速數(shù)據(jù)通信。作為使用CDMA方式的移動通信系統(tǒng)，例如有美國專利第4,091,307號。
在移動通信系統(tǒng)中的移動臺裝置中，一般使用下述調(diào)整方法用自動頻率控制(AFC)電路使移動臺裝置內(nèi)部使用的基準頻率自動地與通信對方的基準頻率同步。
作為CDMA方式中的AFC電路，例如有美國專利2728034號。
圖1是現(xiàn)有的接收裝置的結(jié)構(gòu)方框圖。
正交解調(diào)部2對天線1接收到的信號進行正交解調(diào)。
A/D變換部3a將正交解調(diào)部2正交解調(diào)過的I信道的模擬信號變換為數(shù)字信號，而A/D變換部3b將正交解調(diào)部2正交解調(diào)過的Q信道的模擬信號變換為數(shù)字信號。
解擴部4a對A/D變換部3a變換出的數(shù)字信號進行解擴，而解擴部4b對A/D變換部3b變換出的數(shù)字信號進行解擴。
頻率誤差計算部5用解擴部4a解擴出的I信號及解擴部4b解擴出的Q信號兩者來計算后述的頻率誤差。
頻率控制值更新部6根據(jù)頻率誤差計算部5得到的頻率誤差來更新頻率控制值。
壓控振蕩部7生成與頻率控制值更新部6更新過的頻率控制值對應(yīng)的基準頻率信號并輸出到正交解調(diào)部2。
如圖2所示，頻率誤差計算部5進而包括頻率誤差檢測部8，檢測頻率誤差；和頻率誤差加法部9，將該檢測出的頻率誤差相加。
頻率誤差檢測部8包括延遲部10a，將Q信號Q(t)延遲預(yù)定的時間Δt；延遲部10b，將I信號I(t)延遲上述時間Δt；乘法部11a，將I信號I(t)和延遲部10a延遲過的Q信號Q(t-Δt)相乘；乘法部11b，將Q信號Q(t)和延遲部10b延遲過的I信號I(t-Δt)相乘；以及減法部12，求各乘法部11a、11b的輸出之差。
頻率誤差加法部9將頻率誤差檢測部8檢測出的頻率誤差相加規(guī)定的次數(shù)。
接著，說明具有上述結(jié)構(gòu)的頻率誤差計算部5的工作。
在CDMA方式的移動通信系統(tǒng)中，發(fā)送未調(diào)制的稱為導(dǎo)頻信道的信道，用于接收裝置的同步。
對該導(dǎo)頻信道進行解擴而得到的I信號I(t)及Q信號Q(t)由下面的式(1)及式(2)來表示。
I(t)＝A·cosφ(t) ...(1)Q(t)＝A·sinφ(t) ...(2)這里，A表示振幅，φ(t)表示載波相位。
然后，將I(t)及Q(t)以及將這些信號延遲時間Δt而得到的信號I(t-Δt)及Q(t-Δt)分別交叉相乘，將該乘法結(jié)果中的一個從另一個中減去，如果考慮上述運算，則為下式。
-I(t)·Q(t-Δt)+Q(t)·I(t-Δt)＝-A2·cosφ(t)·sinφ(t-Δt)+A2·sinφ(t)·cosφ(t-Δt)＝A2·sin{φ(t)-φ(t-Δt)}＝A2·sin{Δφ(t)}...(3)其中，Δφ(t)＝φ(t)-φ(t-Δt)。
在實用上，Δφ(t)足夠小，可以近似為sin{Δφ(t)}Δφ(t)，所以可以說式(3)與載波相位的變化量等價。在本發(fā)明中，將載波相位的變化量簡稱為頻率誤差。
該式(3)的計算由具有上述結(jié)構(gòu)的頻率誤差檢測部8來執(zhí)行。
此外，上述計算假定對導(dǎo)頻信道進行解擴而得到的I信號I(t)及Q信號Q(t)沒有干擾分量，但是實際上存在干擾分量，所以只用頻率誤差檢測部8不能求出正確的頻率誤差。
因此，在頻率誤差加法部9中，將頻率誤差檢測部8檢測出的頻率誤差相加規(guī)定的次數(shù)。由此，能夠相對減少干擾分量的影響，所以能夠求出可靠性高的頻率誤差。
由上述結(jié)構(gòu)更新的頻率控制值隨時間推移的一例示于圖3。在此情況下，如圖3所示，在每個頻率控制周期(T1)中，根據(jù)頻率誤差計算部5計算出的頻率誤差的正負，頻率控制值更新部6將頻率控制值更新頻率控制寬度(±V1)的量。
然而，在現(xiàn)有的裝置中，頻率控制周期(T1)及頻率控制寬度(V1)為固定值，所以在為了提高頻率誤差的檢測精度而將頻率控制周期(T1)設(shè)定得很長的情況下，或者在為了減少頻率控制的最終穩(wěn)定值的誤差而將頻率控制寬度(V1)設(shè)定得很小的情況下，有下述問題頻率控制值收斂到最終穩(wěn)定值(頻偏＝0)的時間增大。由此，有下述問題基準頻率到達穩(wěn)定的時間延長，使發(fā)送接收質(zhì)量降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種接收裝置及該接收裝置中的基準頻率控制方法，能夠縮短頻率控制值收斂到最終穩(wěn)定值的時間并提高發(fā)送接收質(zhì)量。
根據(jù)本發(fā)明一形態(tài)，接收裝置具有頻率誤差計算部件，用接收信號來計算頻率誤差；頻率控制值更新部件，根據(jù)上述頻率誤差計算部件計算出的頻率誤差，來更新用于控制基準頻率的頻率控制值；以及頻率控制周期設(shè)定部件，設(shè)定上述頻率控制值更新部件更新頻率控制值時的頻率控制周期；上述頻率控制值更新部件用上述頻率控制周期設(shè)定部件設(shè)定的頻率控制周期，來進行基于頻率誤差的頻率控制值更新處理。
上述接收裝置還具有強度計算部件，計算接收信號的強度；上述頻率誤差計算部件將從接收信號得到的加法用的頻率誤差相加設(shè)定的次數(shù)來計算輸出用的頻率誤差；上述頻率控制周期設(shè)定部件按照上述強度計算部件計算出的接收信號的強度，通過設(shè)定上述頻率誤差計算部件計算輸出用頻率誤差時的加法用頻率誤差的加法次數(shù)，來設(shè)定與設(shè)定的加法次數(shù)對應(yīng)的頻率控制周期。
此外，在上述接收裝置中，上述頻率誤差計算部件將從接收信號得到的加法用的頻率誤差相加設(shè)定的次數(shù)來計算輸出用的頻率誤差；上述頻率控制周期設(shè)定部件按照從上述頻率誤差計算部件輸出的頻率誤差，通過設(shè)定上述頻率誤差計算部件計算輸出用頻率誤差時的加法用頻率誤差的加法次數(shù)，來設(shè)定與設(shè)定的加法次數(shù)對應(yīng)的頻率控制周期。
此外，在接收裝置中，上述頻率誤差計算部件用設(shè)定的延遲量來進行頻率誤差的計算處理；上述頻率控制周期設(shè)定部件按照上述頻率誤差計算部件計算出的頻率誤差，通過設(shè)定上述頻率誤差計算部件計算頻率誤差時的延遲量，來設(shè)定與設(shè)定的延遲量對應(yīng)的頻率控制周期。
根據(jù)本發(fā)明另一形態(tài)，接收裝置具有頻率誤差計算部件，用接收信號來計算頻率誤差；頻率控制值更新部件，根據(jù)上述頻率誤差計算部件計算出的頻率誤差，來更新用于控制基準頻率的頻率控制值；以及頻率控制寬度設(shè)定部件，按照上述頻率誤差計算部件計算出的頻率誤差，來設(shè)定上述頻率控制值更新部件更新頻率控制值時的頻率控制寬度；上述頻率控制值更新部件用上述頻率控制寬度設(shè)定部件設(shè)定的頻率控制寬度，來進行基于頻率誤差的頻率控制值更新處理。


圖1是現(xiàn)有的接收裝置的結(jié)構(gòu)方框圖；圖2是圖1所示的頻率誤差計算部的結(jié)構(gòu)方框圖；圖3是頻率控制周期及頻率控制寬度為固定值的情況下頻率控制值隨時間推移的示例圖；圖4是本發(fā)明實施例1的接收裝置的結(jié)構(gòu)方框圖；圖5是頻率控制周期可變的情況下頻率控制值隨時間推移的示例圖；圖6是本發(fā)明實施例2的接收裝置的結(jié)構(gòu)方框圖；
圖7是頻率控制周期可變的情況下頻率控制值隨時間推移的示例圖；圖8是本發(fā)明實施例3的接收裝置的結(jié)構(gòu)方框圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖來詳細說明本發(fā)明的實施例。
(實施例1)圖4是本發(fā)明實施例1的接收裝置的結(jié)構(gòu)方框圖。
本實施例的接收裝置的特征在于，可按照功率或頻率誤差的大小來改變更新頻率控制值時的頻率控制周期。
該接收裝置包括天線101；正交解調(diào)部102；A/D變換部103a、103b；解擴部104a、104b；頻率誤差計算部105；頻率控制值更新部106；壓控振蕩部107；功率計算部108；以及加法次數(shù)計算部109。
正交解調(diào)部102對天線101接收到的信號進行正交解調(diào)。
A/D變換部103a將正交解調(diào)部102正交解調(diào)過的I信道的模擬信號變換為數(shù)字信號，而A/D變換部103b將正交解調(diào)部102正交解調(diào)過的Q信道的模擬信號變換為數(shù)字信號。
解擴部104a對A/D變換部103a變換出的數(shù)字信號進行解擴，而解擴部104b對A/D變換部103b變換出的數(shù)字信號進行解擴。
頻率誤差計算部105具有與上述現(xiàn)有的接收裝置中的頻率誤差計算部5同樣的結(jié)構(gòu)(參照圖2)，用解擴部104a解擴出的I信號及解擴部104b解擴出的Q信號兩者來計算由上述公式(3)定義的頻率誤差。
頻率控制值更新部106根據(jù)頻率誤差計算部105得到的頻率誤差來更新頻率控制值。壓控振蕩部107生成與頻率控制值更新部106更新過的頻率控制值對應(yīng)的基準頻率信號并輸出到正交解調(diào)部102。
功率計算部108計算從解擴部104a輸出的I信號及從解擴部104b輸出的Q信號的強度(功率)。具體地說，求每個路徑的I、Q信號的強度(功率)，計算它們的平均或和。
加法次數(shù)計算部109按照功率計算部108得到的功率或頻率誤差計算部105得到的頻率誤差來計算頻率誤差加法次數(shù)。具體地說，在功率計算部108得到的功率大的情況下，算出與其大小對應(yīng)的少的頻率誤差加法次數(shù)，而在上述功率小的情況下，算出與其大小對應(yīng)的多的頻率誤差加法次數(shù)。此外，此外，在頻率誤差計算部105得到的頻率誤差大的情況下，算出與其大小對應(yīng)的少的頻率誤差加法次數(shù)，而在上述頻率誤差小的情況下，算出與其大小對應(yīng)的多的頻率誤差加法次數(shù)。然后，輸出算出的頻率誤差加法次數(shù)，控制頻率誤差計算部105中的頻率誤差加法部9的加法次數(shù)。頻率控制值更新部106更新頻率控制值時的頻率控制周期與頻率誤差計算部105的頻率誤差加法部9中的加法次數(shù)、從而與頻率誤差計算部105的輸出間隔成正比。
接著，用圖5來說明具有上述結(jié)構(gòu)的接收裝置的工作。圖5示出由上述結(jié)構(gòu)更新的頻率控制值隨時間推移的一例。
頻率誤差檢測部8得到的頻率誤差如上所述由式(3)來表示，但是如果考慮干擾分量I(t)，則可以表示為下面的式(4)。
頻率誤差＝A2·sin{Δφ(t)}+I(t)...(4)頻率誤差加法部9將頻率誤差檢測部8檢測出的頻率誤差相加加法次數(shù)計算部109設(shè)定的次數(shù)，使得干擾分量I(t)的影響與本來的頻率誤差分量相比足夠小。
這里，如果考慮功率計算部108求出的接收功率A2高的情況，則從一開始，本來的頻率誤差分量就比干擾分量I(t)大，所以能用少的加法次數(shù)來降低干擾分量I(t)的影響。因此，即使在將頻率誤差加法次數(shù)設(shè)定得很小的情況下，也能夠得到可靠性高的頻率誤差。
此外，對于頻率誤差大的情況，本來的頻率誤差也比干擾分量I(t)大，所以同樣可以將頻率誤差加法次數(shù)設(shè)定得很小來縮短頻率控制周期。
即，在接收功率高的情況下，或者在頻率誤差大的情況下，如圖5所示，可以在頻率誤差大時將頻率控制周期設(shè)定得很短(參照圖5的T2)。
這樣，根據(jù)實施例1的接收裝置，在接收功率高的情況下，或者在頻率誤差大的情況下，通過可變控制加法次數(shù)，能夠縮短頻率控制周期，所以能夠縮短頻率控制值收斂到最終穩(wěn)定值的時間。由此，能夠縮短基準頻率到達穩(wěn)定的時間，提高發(fā)送接收質(zhì)量。
(實施例2)圖6是本發(fā)明實施例2的接收裝置的結(jié)構(gòu)方框圖。其中，對與圖4所示的各部對應(yīng)的部分附以同一標號，省略其說明。
本實施例的接收裝置的特征在于，可按照頻率誤差來改變更新頻率控制值時的頻率控制寬度。
該接收裝置除了圖4所示的組成部分101～106之外，還包括頻率控制寬度計算部201。
頻率控制寬度計算部201按照頻率誤差計算部105計算出的頻率誤差，來決定頻率控制值更新部106更新頻率控制值時的控制寬度、即頻率控制寬度。
接著，用圖7來說明該頻率控制寬度的決定方法。圖7示出由實施例2的結(jié)構(gòu)更新的頻率控制值隨時間推移的一例。
頻率誤差檢測部8得到的頻率誤差用前述式(4)來計算，但是在該頻率誤差大的情況下，后級的頻率誤差加法部9計算出的頻率誤差大。
因此，在該計算出的頻率誤差大的情況下，將頻率控制值更新部106中的頻率控制寬度設(shè)定得很大(參照圖7的V2)。由此，能夠提高頻率控制值接近最終穩(wěn)定值的速度。而在頻率誤差加法部9計算出的頻率誤差小的情況下，將頻率控制寬度設(shè)定得很小(參照圖7的V3)。由此，能夠增加頻率控制值的穩(wěn)定度。
這樣，根據(jù)實施例2的接收裝置，在頻率控制值遠離最終穩(wěn)定值的情況下增大頻率控制寬度，而在頻率控制值靠近最終穩(wěn)定值的情況下將頻率控制寬度設(shè)定得很小，所以能夠縮短收斂時間并提高收斂后的穩(wěn)定度。由此，能夠提高發(fā)送接收質(zhì)量。
(實施例3)圖8是本發(fā)明實施例3的接收裝置的結(jié)構(gòu)方框圖。其中，對與圖4所示的各部對應(yīng)的部分附以同一標號，省略其說明。
實施例3的接收裝置的特征在于，可按照頻率誤差來改變計算該頻率誤差時的延遲量。
該接收裝置除了圖4所示的組成部分101～106之外，還包括延遲量計算部301。
延遲量計算部301按照來自頻率誤差計算部105的頻率誤差，來決定計算該頻率誤差時的延遲量。
接著，說明決定該延遲量的方法。頻率誤差檢測部8計算出的頻率誤差由前述式(4)來計算，但是在頻率誤差加法部9求出的頻率誤差大的情況下，即使將延遲部10a、10b的延遲量Δt設(shè)定得很小也能夠降低干擾分量I(t)，所以可以將延遲量Δt設(shè)定得很小來縮短頻率控制周期。
這樣，根據(jù)實施例3的接收裝置，在頻率誤差大、頻率控制值遠離最終穩(wěn)定值的情況下將延遲量Δt設(shè)定得很小，所以即使在頻率誤差加法部9中的頻率誤差加法次數(shù)為固定值的情況下，頻率控制周期也縮短，如圖5所示，能夠縮短頻率控制值收斂到最終穩(wěn)定值的時間。由此，能夠提高發(fā)送接收質(zhì)量。
上述實施例1至實施例3中任一個所述的接收裝置可以同時實施，并且在移動臺裝置中也同樣可以實施。
本申請基于2000年11月7日申請的(日本)特愿2000-338965。其內(nèi)容全部包含于此。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明可以應(yīng)用于使用CDMA方式的移動通信系統(tǒng)中的基站或終端裝置(移動臺等)上搭載的接收裝置及該接收裝置中的基準頻率控制方法。
權(quán)利要求
1.一種接收裝置，具有頻率誤差計算部件，用接收信號來計算頻率誤差；頻率控制值更新部件，根據(jù)上述頻率誤差計算部件計算出的頻率誤差，來更新用于控制基準頻率的頻率控制值；以及頻率控制周期設(shè)定部件，設(shè)定上述頻率控制值更新部件更新頻率控制值時的頻率控制周期；上述頻率控制值更新部件用上述頻率控制周期設(shè)定部件設(shè)定的頻率控制周期，來進行基于頻率誤差的頻率控制值更新處理。
2.如權(quán)利要求1所述的接收裝置，還具有強度計算部件，計算接收信號的強度；上述頻率誤差計算部件將從接收信號得到的加法用的頻率誤差相加設(shè)定的次數(shù)來計算輸出用的頻率誤差；上述頻率控制周期設(shè)定部件按照上述強度計算部件計算出的接收信號的強度，通過設(shè)定上述頻率誤差計算部件計算輸出用頻率誤差時的加法用頻率誤差的加法次數(shù)，來設(shè)定與設(shè)定的加法次數(shù)對應(yīng)的頻率控制周期。
3.如權(quán)利要求1所述的接收裝置，其中，上述頻率誤差計算部件將從接收信號得到的加法用的頻率誤差相加設(shè)定的次數(shù)來計算輸出用的頻率誤差；上述頻率控制周期設(shè)定部件按照從上述頻率誤差計算部件輸出的頻率誤差，通過設(shè)定上述頻率誤差計算部件計算輸出用頻率誤差時的加法用頻率誤差的加法次數(shù)，來設(shè)定與設(shè)定的加法次數(shù)對應(yīng)的頻率控制周期。
4.一種接收裝置，具有頻率誤差計算部件，用接收信號來計算頻率誤差；頻率控制值更新部件，根據(jù)上述頻率誤差計算部件計算出的頻率誤差，來更新用于控制基準頻率的頻率控制值；以及頻率控制寬度設(shè)定部件，按照上述頻率誤差計算部件計算出的頻率誤差，來設(shè)定上述頻率控制值更新部件更新頻率控制值時的頻率控制寬度；上述頻率控制值更新部件用上述頻率控制寬度設(shè)定部件設(shè)定的頻率控制寬度，來進行基于頻率誤差的頻率控制值更新處理。
5.如權(quán)利要求1所述的接收裝置，其中，上述頻率誤差計算部件用設(shè)定的延遲量來進行頻率誤差的計算處理；上述頻率控制周期設(shè)定部件按照上述頻率誤差計算部件計算出的頻率誤差，通過設(shè)定上述頻率誤差計算部件計算頻率誤差時的延遲量，來設(shè)定與設(shè)定的延遲量對應(yīng)的頻率控制周期。
6.一種移動臺裝置，包括權(quán)利要求1至權(quán)利要求4中任一項所述的接收裝置。
7.一種接收裝置中的基準頻率控制方法，具有頻率誤差計算步驟，用接收信號來計算頻率誤差；頻率控制值更新步驟，根據(jù)上述頻率誤差計算步驟中計算出的頻率誤差，來更新用于控制基準頻率的頻率控制值；以及頻率控制周期設(shè)定步驟，設(shè)定上述頻率控制值更新步驟中更新頻率控制值時的頻率控制周期；在上述頻率控制值更新步驟中，用上述頻率控制周期設(shè)定步驟中設(shè)定的頻率控制周期，來進行基于頻率誤差的頻率控制值更新處理。
8.一種接收裝置中的基準頻率控制方法，具有頻率誤差計算步驟，用接收信號來計算頻率誤差；頻率控制值更新步驟，根據(jù)上述頻率誤差計算步驟中計算出的頻率誤差，來更新用于控制基準頻率的頻率控制值；以及頻率控制寬度設(shè)定步驟，按照上述頻率誤差計算步驟中計算出的頻率誤差，來設(shè)定上述頻率控制值更新步驟中更新頻率控制值時的頻率控制寬度；在上述頻率控制值更新步驟中，用上述頻率控制寬度設(shè)定步驟中設(shè)定的頻率控制寬度，來進行基于頻率誤差的頻率控制值更新處理。
全文摘要
正交解調(diào)部(102)對接收信號進行正交解調(diào)，用A/D變換部(103a、103b)將正交解調(diào)后的信號變換成數(shù)字信號，用解擴部(104a、104b)對該數(shù)字信號進行解擴，用頻率誤差計算部(105)對解擴后的信號的頻率誤差進行設(shè)定次數(shù)的加法運算來計算用于輸出的頻率誤差，用頻率控制值更新部(106)根據(jù)算出的頻率誤差來更新頻率控制值，用電壓控制振蕩部(107)輸出與更新后的頻率控制值對應(yīng)的基準頻率信號。此時，功率計算部(108)計算正交解調(diào)后的信號的功率，用加法運算次數(shù)計算部(109)按照算出的功率來改變頻率誤差計算部(105)中的頻率誤差的加法運算次數(shù)，使頻率控制周期可變。由此，可以縮短頻率控制值達到最終穩(wěn)定值的時間，可以提高發(fā)送接收質(zhì)量。
文檔編號H04L27/00GK1394405SQ01803368
公開日2003年1月29日 申請日期2001年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月7日
發(fā)明者中野隆之 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社