專利名稱：便攜終端的偏移頻率估算裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及正交相移鍵控(QPSK)調(diào)制方式便攜終端的接收端自動頻率控制(AFC)，特別是涉及一種去除最大符號錯誤，以相鄰符號的平均值進(jìn)行代替，提高自動頻率控制準(zhǔn)確度的便攜終端的偏移頻率估算裝置及方法。
移動通信系統(tǒng)利用有限的無線頻率資源，確保最多的信道，使多個便攜終端同時占用并進(jìn)行通信，在為滿足上述要求而開發(fā)的多種方法中，有一種碼分多址(CDMACODE DIVISION MULTIPLE ACCESS)方式，該方式使多個便攜終端可以同時使用碼分制的一定頻帶的無線頻率。
在上述碼分多址(CDMA)方式移動通信系統(tǒng)中，使用正交相移鍵控(QPSKQUADRATURE PHASE SHIFT KEYING)調(diào)制方式，在移動通信系統(tǒng)的特性上，如果小區(qū)(CELL)區(qū)域變更，則分配的信道變更，相應(yīng)頻率也一同變更，因此，上述移動通信系統(tǒng)的接收方接收信號時，必須準(zhǔn)確無誤地與發(fā)射端信道變更后的相應(yīng)頻率一致。
當(dāng)在上述移動通信系統(tǒng)發(fā)射方傳輸?shù)男盘栂蚪邮辗絺鬟f的路徑上有障礙物時，由于反射等發(fā)生多路徑，上述各路徑在傳輸距離上發(fā)生差異，由于上述路徑的距離差異，發(fā)生接收頻率的相位差異，所以，在接收方會檢測到接收頻率發(fā)生了變動，另外，由于噪音等，也會發(fā)生接收頻率的變動。
當(dāng)上述接收方接收信號并進(jìn)行分析處理時，共享與發(fā)射方相同的關(guān)于接收信號開始位置的信息或參照信號，這種方式是訓(xùn)練序列(TRAINING-SEQUENCE)方式。
在上述正交相移鍵控(QPSK)調(diào)制方式移動通信系統(tǒng)中，為了提高接收性能和已接收信號的可靠度，需要開發(fā)一種技術(shù)，利用自動頻率控制(AFC)方式，準(zhǔn)確無誤地調(diào)諧隨便攜終端在小區(qū)內(nèi)的移動而變更的信道發(fā)射頻率并接收，準(zhǔn)確地檢測出相應(yīng)通信信號。
下面參照附圖，說明現(xiàn)有技術(shù)的便攜終端的頻率偏移估算裝置。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)的便攜終端的頻率偏移估算裝置功能構(gòu)成圖，用以說明現(xiàn)有技術(shù)。
如上述圖1所示，它包括如下幾個部分解旋轉(zhuǎn)部(10)，利用原來的訓(xùn)練序列信號，對以碼分多址方式接收的訓(xùn)練序列信號進(jìn)行解旋轉(zhuǎn)(DE-ROTATION)，補償QPSK方式的相位差異；相位計算(PHASE CALCULATION)部20，它檢測由上述解旋轉(zhuǎn)部10補償了相位差異的接收信號的相位值；相位展開部(PHASE UNWRAPPING)30，它校正在計算上述相位計算部20檢測出的訓(xùn)練序列相位值的過程中發(fā)生的函數(shù)值誤差；偏移估算部40，它分析從上述相位展開部30接入的頻率信號，估算并輸出偏移頻率(OFFSET FREQUENCY)值。
下面參照附圖，詳細(xì)說明如上構(gòu)成的現(xiàn)有技術(shù)下的便攜終端頻率偏移估算裝置。
上述解旋轉(zhuǎn)部10輸入從發(fā)射方經(jīng)多路徑接收的、因噪聲而變形的接收訓(xùn)練序列信號，另外，輸入與上述發(fā)射共享的相同的原來訓(xùn)練序列(TRAINING SEQUENCY)。
如果分析上述原來訓(xùn)練序列，可以確認(rèn)上述接收信號的QPSK相位值，利用上述確認(rèn)相位值進(jìn)行解旋轉(zhuǎn)(DE-ROTATION)，從而補償QPSK信號的相位。
利用上述訓(xùn)練序列補償相位差異是在接收的訓(xùn)練序列信號上，按照如下方式乘以與原來訓(xùn)練序列值共軛(CONJUGATE)的值所獲得。
Trot(k)＝Tr(k)T*o(k)， k＝1，...，NTrot(k)；解旋轉(zhuǎn)值Tr(k)；接收的訓(xùn)練序列值
T*o(k)；原來訓(xùn)練序列信號的共軛值N；訓(xùn)練序列的長度(144個符號)如上所述，由解旋轉(zhuǎn)部10補償了相位值的接收信號(Trot(k))被接入相位計算部20，檢測出因多路徑或噪聲等發(fā)生的相位誤差(OFFSET)，進(jìn)行如下計算(CALCULATION)。
θ(k)＝ARCTAN 2(Q(k)，I(k))；Q為虛數(shù)部，I為實數(shù)部如上計算的相位值(θ(k))因ARCTAN2函數(shù)而具有-π＜θ(k)＜π的范圍值，所以，上述θ(k)序列中可能會發(fā)生±2π的計算上的差異。
如上在相位計算部20進(jìn)行ARCTAN2函數(shù)處理并輸出的相位值(θ(k))被接入上述相位展開部30，確認(rèn)上述相位值(θ(k))與以前相位值(θ(k-1))的差異是否超過π值，當(dāng)上述確認(rèn)結(jié)果是超過了π值時，則進(jìn)行加上±2π的展開(UNWRAPPING)處理，校正因ARCTAN2函數(shù)計算產(chǎn)生的差異。
從上述相位展開部30輸出的相位值(θ(k))被接入偏移估算部40，演算偏移頻率(FREQUENCY OFFSET)Δf并輸出，圖中未標(biāo)出的相應(yīng)功能部處理上述偏移頻率，進(jìn)行自動頻率控制(AFC)。
上述現(xiàn)有技術(shù)的自動頻率控制(AFC)方式是單純利用接收頻率訓(xùn)練序列(TRAINING SEQUENCY)信號，計算偏移頻率引起的頻差(FREQUENCY DIFFERENCY)。
因此，上述現(xiàn)有技術(shù)存在如下問題，即，當(dāng)接收頻率的訓(xùn)練序列信號中含有較大錯誤(ERROR)時，對檢測出的偏移頻率計算值有較大影響，降低了接收頻率的準(zhǔn)確度，降低了移動通信系統(tǒng)的可靠度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，針對正交相移鍵控調(diào)制方式移動通信系統(tǒng)便攜終端的接收端頻率自動控制所需的偏移頻率計算，提供一種便攜終端的偏移頻率估算裝置及方法，去除發(fā)生超過允許范圍的錯誤的接收訓(xùn)練序列信號，插補相鄰符號的平均值，輸出高可靠度的偏移頻率。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的特征是包括如下幾個部分解旋轉(zhuǎn)部，它把無線接收的符號信號處理成訓(xùn)練序列符號信號，補償正交相移鍵控調(diào)制方式信號的相位差異；相位計算部，它輸入解旋轉(zhuǎn)部的補償了相位差異的信號，檢測出相位值；相位展開部，它校正所述的相位計算部檢測出的相位值的函數(shù)計算過程發(fā)生的誤差；檢錯部，它分析從所述的相位展開部輸入的信號，去除在決定區(qū)域之外的區(qū)域檢測出的符號信號；插補部，它求出相鄰符號信號的平均值，代替被所述的檢錯部去除的符號信號；偏移估算部，它演算從所述的插補部接入的符號信號的最小平方誤差最小、近于直線的偏移頻率估算值并輸出。
另外，為實現(xiàn)所述的目的，本發(fā)明的另一特征是包括如下幾個過程準(zhǔn)備過程，利用便攜終端接收碼分多址方式正交相移鍵控調(diào)制信號，利用原來的訓(xùn)練序列信號，對接收的信號進(jìn)行解旋轉(zhuǎn)處理；函數(shù)過程，檢測計算在所述的過程經(jīng)解旋轉(zhuǎn)處理的符號信號的相位，通過函數(shù)處理求出相位值，校正因所述的函數(shù)處理而產(chǎn)生的誤差；除錯過程，如果所述的過程的符號信號超出設(shè)置的既定決定區(qū)域并被檢測到，則進(jìn)行去除；代替過程，演算在所述的除錯過程中去除的符號的相鄰符號平均值，進(jìn)行插補處理；估算過程，在所述的過程的符號信號演算并估算最小平方誤差最小的偏移頻率信號進(jìn)行輸出。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的便攜終端頻率偏移估算裝置功能構(gòu)成圖；圖2是本發(fā)明的便攜終端的偏移頻率估算裝置功能構(gòu)成圖；圖3是本發(fā)明的區(qū)分錯誤符號信號檢測的決定區(qū)域狀態(tài)圖；圖4是本發(fā)明的便攜終端的偏移頻率估算方法流程圖。
附圖主要部分的符號說明100解旋轉(zhuǎn)部 110相位計算部120相位展開部 130檢錯部140插補部 150偏移估算部具體實施方式
下面參照附圖，說明本發(fā)明的用于便攜終端的接收端頻率自動控制的偏移頻率估算裝置及方法。
圖2是本發(fā)明的便攜終端的偏移頻率估算裝置功能構(gòu)成圖，圖3是本發(fā)明的區(qū)分錯誤符號信號檢測的決定區(qū)域狀態(tài)圖，圖4是本發(fā)明的便攜終端的偏移頻率估算方法流程圖，上述附圖用于說明本發(fā)明。
如上述圖2所示，本發(fā)明的用于便攜終端接收端頻率自動控制(AFCAUTOMATIC FREQUENCY CONTROL)的偏移頻率估算裝置由如下幾個部分構(gòu)成解旋轉(zhuǎn)部100，它用于把無線接收的符號信號處理成訓(xùn)練序列符號信號，補償正交相移鍵控(QPSK)調(diào)制方式信號的相位差異，它分析與發(fā)射方共享的原來訓(xùn)練序列符號信號，利用經(jīng)確認(rèn)的相位值，在上述無線接收輸入的訓(xùn)練序列符號信號中補償已設(shè)置的正交相移鍵控調(diào)制方式相位差異；相位計算部110，它用于輸入經(jīng)上述解旋轉(zhuǎn)部100補償了正交相移鍵控(QPSK)調(diào)制方式相位差異的符號信號，檢測計算相位值，它檢測計算因上述輸入的符號信號的衰落(FADING)和噪聲(NOISE)而發(fā)生的相位值；相位展開部120，它用于校正上述相位計算部110檢測出的相位值的函數(shù)計算過程發(fā)生的誤差，補償因?qū)Ω鞣栃盘栠M(jìn)行反正切(ARCTAN2)函數(shù)演算而發(fā)生的誤差；檢錯部130，它分析上述相位展開部120輸入的信號，去除在決定區(qū)域之外的區(qū)域按照如下標(biāo)準(zhǔn)區(qū)分的符號信號，即“|θ(k)-θ(k-1)|＞π/4，其中，θ(k)是符號檢測出的相位值，k是訓(xùn)練序列符號信號的號碼”；插補部140，它用于求出符號信號的平均值，代替被上述檢錯部130去除的符號信號，當(dāng)上述去除的符號信號不連續(xù)時，以如下基準(zhǔn)進(jìn)行平均計算，即“hatθ(k)＝(θ(k-1)+θ(k+1))/2，其中，θ(k)是符號檢測出的相位值，k是訓(xùn)練序列符號信號的號碼”，插補計算出的值，代替被去除的符號信號值。當(dāng)上述去除的符號信號連續(xù)時，以如下基準(zhǔn)進(jìn)行平均計算，即“出錯符號相位；θ(k+1)，θ(k+2)，...，θ(k+E)，θ(k+i)＝θ(k)+I*Δθ，那么，Δθ＝(θ(k+E+1)-θ(k))/(E+1)，I是1，2，..，E，θ(k)是符號檢測出的相位值，k是訓(xùn)練序列符號信號的號碼”，插補計算出的值，代替被去除的符號信號值；偏移估算部，它用于演算從上述插補部140接入的符號信號的最小平方誤差(LEAST SQUARE ERROR)最小、近于直線的偏移頻率估算值并輸出，它按照如下基準(zhǔn)估算上述接入的輸入符號信號的最小平方誤差最小、近于直線的偏移頻率，即“Δf＝∑k＝1至N的(Ak+B)θ(k)，A＝12/(T(N-1)N(N+1))，B＝-6/(T(N-1)N)，N是訓(xùn)練序列符號信號長度，k是訓(xùn)練序列符號信號的號碼”。
下面參照附圖，詳細(xì)說明上述構(gòu)成的本發(fā)明用于便攜終端接收端頻率自動控制(AFC)的偏移頻率估算裝置。
上述解旋轉(zhuǎn)(DE-ROTATION)部100在輸出通過無線路徑接收的訓(xùn)練序列符號信號的同時，輸出值與發(fā)射方相同的共享的原來訓(xùn)練序列符號信號。
上述訓(xùn)練序列符號信號利用正交相移鍵控(QPSK)調(diào)制方式，分成具有4個相位差異的信號進(jìn)行傳輸，上述關(guān)于相位差異的順序的有關(guān)信息由發(fā)射方與接收方共享。
即，在上述訓(xùn)練序列方式下，接收方事先已經(jīng)知道發(fā)射方以具有某種相位(PHASE)的訓(xùn)練序列符號信號進(jìn)行無線發(fā)射。
在上述正交相移鍵控(QPSK)調(diào)制方式從發(fā)射方無線發(fā)射的訓(xùn)練序列符號信號，由于無線路徑的衰落(FADING)和噪聲(NOISE)等，在傳輸過程發(fā)生頻率微秒變更的誤差或偏移頻率(OFFSET FREQUENCY)。
另外，接收方即使與發(fā)射方發(fā)射的頻率信號準(zhǔn)確一致，但由于各個設(shè)備的特性、各配件元件的特性、老化程度、使用環(huán)境等條件不同，在接收方頻率設(shè)置上也會發(fā)生誤差(OFFSET)。
因此，由于上述無線傳輸路徑衰落和噪聲、各個設(shè)備的特性、各配件元件的特性、老化程度、使用環(huán)境等，在接收發(fā)射方頻率的接收方，信道頻率中發(fā)生誤差或偏移頻率(FREQUENCY OFFSET)，為了提高通信信號的質(zhì)量，需要控制(CONTROL)對上述發(fā)生誤差的頻率進(jìn)行調(diào)諧(TUNING)，把自動進(jìn)行上述調(diào)諧稱為自動頻率控制(AFC)。
本發(fā)明提供一種偏移頻率估算裝置及方法，上述便攜終端(MS)向構(gòu)成移動通信系統(tǒng)的基站(BSBASE STATION)傳輸或從基站接收的無線信號，由于無線傳輸路徑上的問題、設(shè)備的特性和配件特性與老化程度等發(fā)生的問題、使用設(shè)備的周圍環(huán)境變化而發(fā)生偏移頻率(FREQUENCY OFFSET)，本發(fā)明檢測這種偏移頻率，使自動頻率控制(AFC)裝置準(zhǔn)確調(diào)諧到接收頻率。
上述正交相移鍵控(QPSK)調(diào)制方式是以4個相位(PHASE)調(diào)制傳輸信號并輸出，其中有實數(shù)部和數(shù)部，符號(SYMBOL)用于使發(fā)射方和接收方事先共享上述調(diào)制傳輸?shù)男盘柕南辔?，按照這種符號(SYMBOL)順序進(jìn)行傳輸?shù)姆绞奖环Q為訓(xùn)練序列(TRAINING SEQUENCY)方式。
與上述發(fā)射方無線傳輸?shù)挠?xùn)練序列符號信號共享的訓(xùn)練序列符號信號被接入解旋轉(zhuǎn)部100，上述解旋轉(zhuǎn)部100分析共享的訓(xùn)練序列符號信號，確認(rèn)發(fā)射方利用正交相移鍵QPSK控方式設(shè)置了相位變化的相位差異。
上述解旋轉(zhuǎn)部100利用如上確認(rèn)的相位差異值，補償已接收信號的相位差異。
如上的相位差異補償是在接收的訓(xùn)練序列符號信號的相位上，共軛(CONJUGATE)相乘原來訓(xùn)練序列符號信號的相位進(jìn)行處理。
即，接收訓(xùn)練序列符號信號為Tr(k)，共享的原來訓(xùn)練序列符號信號為To(k)，k是符號序號，如果是1至144，那么，上述解旋轉(zhuǎn)處理的信號Trot(k)按Trot(k)＝Tr(k)T*o(k)處理，所以易于求出。
上述相位計算部110根據(jù)相位值(θ(k))一定的基準(zhǔn)，檢測計算計算如上由解旋轉(zhuǎn)部100補償了相位差異的正交相移鍵控調(diào)制方式的各符號信號。
由上述相位計算部110檢測出的各符號信號的相位值(θ(k))由于有實數(shù)部(I(k))和虛數(shù)部(Q(k))，應(yīng)對上述實數(shù)部(I(k))和虛數(shù)部(Q(k))進(jìn)行函數(shù)計算，上述相位展開部120進(jìn)行ARCTAN2(I(k)、Q(k))的函數(shù)計算。
上述ARCTAN2(I(k)、Q(k))的函數(shù)計算由于結(jié)果值范圍是-π＜θ(k)＜π，所以，相位值θ(k)可能發(fā)生±2π左右的差異。
因此，確認(rèn)現(xiàn)在相位值θ(k)與以前相位值θ(k-1)的差異是否超過π值，當(dāng)超過上述π值時，應(yīng)根據(jù)上述現(xiàn)在相位值θ(k)的符號，加(+)或減(-)±2π左右，上述處理被稱為展開(UNWRAPPING)處理，由上述相位展開部120進(jìn)行這種處理。
如果分析上述相位展開部120處理的正交相移鍵控符號的相位值θ(k)，可以估算(ESTIMATION)偏移頻率(Δf)，但上述相位值θ(k)可能存在超過錯誤允許范圍的錯誤符號，上述錯誤符號將會導(dǎo)致偏移頻率(Δf)估算(ESTIMATION)不準(zhǔn)確，所以被上述檢錯部130檢測到并去除。
為了檢測到上述正交相移鍵控錯誤符號，設(shè)置了具有既定相位(PHASE)區(qū)域的決定區(qū)域(DECISION REGION)，在上述決定區(qū)域之外的相位區(qū)域檢測到的符號被列為錯誤符號。
在上述圖3中，繪出了本發(fā)明區(qū)分錯誤符號信號檢測的決定區(qū)域，超出上述決定區(qū)域的相位區(qū)域按如下基準(zhǔn)劃分。
|θ(k)-θ(k-1)|＞π/4其中，k是1至144符號上述基準(zhǔn)使用正常符號的估算范圍限制在±π/4以內(nèi)，更易于區(qū)分錯誤符號，與上述基準(zhǔn)相應(yīng)的符號被列入帶有錯誤相位的符號，被上述檢錯部130檢測到并去除。
例如，中國作為移動通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的TD-SCDMA(時分同步碼分多址)方式，使用144碼片(CHIP)作為訓(xùn)練序列符號，所以，可以獲得144個相位值(θ(k))。
但是，如果使用LEAST SQUARE ERROR方式，則需要相位序列的整體相位值，所以，需要代替上述檢錯部130去除的相位值。
上述插補部140對代替被上述檢錯部130刪除的符號的相位值進(jìn)行演算，并進(jìn)行插補(INTERPOLATION)代替，當(dāng)上述被刪除的符號的相位值是一個時，對以前符號的相位值(θ(k-1))和以后符號的相位值(θ(k+1))進(jìn)行平均演算，估算為正常相位值，插補經(jīng)上述平均演算所估算的相位值。
上述由插補部140對以前符號和以后符號的相位值進(jìn)行平均演算，估算為正常相位值的過程表示如下。
hatθ(k)＝(θ(k-1)+θ(k+1))/2另外，當(dāng)上述檢錯部130檢測到連續(xù)發(fā)生的符號錯誤時，上述插補部140檢測出以前符號相位值與下一符號相位值的差異，作為均等的估算相位值進(jìn)行插補。
例如，當(dāng)連續(xù)發(fā)生出錯，檢測出的符號個數(shù)為E個時，進(jìn)行如下估算。
錯誤符號的相位θ(k+1)，θ(k+2)，...，θ(k+E)θ(k+i)＝θ(k)+i*Δθ其中，I為1，2，..EΔθ為(θ(k+E+1)-θ(k))/(E+1)把如上由插補部140估算的符號相位值插補到刪除的相應(yīng)符號位置進(jìn)行代替，如上由插補部140輸出的關(guān)于所有144個符號的相位值被接入偏移估算部150。
上述正交相移鍵控接收器的偏移頻率估算器使用關(guān)于接收的訓(xùn)練序列的相位序列(θ(k))，如果處于信號傳輸?shù)臒o線路徑上沒有衰落(FADING)或噪聲(NOISE)的狀態(tài)，接收的相位序列具有與偏移頻率(FREQUENCY OFFSET)Δf成比例的線性特性，可以表示如下。
θ(k)＝2πΔfT+θo其中，θo是任意相位偏移(ARBITRARY PHASE OFFSET)值T是符號周期(SYMBOL PERIOD，約0.78125)但一般而言，由于無線傳輸路徑(PATH)或信道中存在衰落(FADING)或噪聲(NOISE)，上述線性特性被歪曲，估算的是最近似直線，即估算LEAST SQUAREERROR最小的偏移頻率(FREQUENCY OFFSET)Δf，上述LEAST SQUARE ERROR表示如下ε＝∑k＝1至N[θ(k)-(ΔfkT+hatθ)]平方為了查找上述ε最小的偏移頻率(FREQUENCY OFFSET)Δf，采取了ε/Δf形態(tài)的微分，上述偏移估算部150通過如下過程估算偏移頻率Δf。
Δf＝∑k＝1至N(Ak+B)θ(k)，其中，A＝12/(T(N-1)N(N-1))B＝-6/(T(N-1)N)在正交相移鍵控(QPSK)調(diào)制方式便攜終端的接收端自動頻率控制(AFC)中，如上構(gòu)成的本發(fā)明易于去除發(fā)生錯誤的符號，以附圖符號的平均值進(jìn)行插補(INTERPOLATION)，確保了LEAST SQUARE ERROR最小的偏移頻率Δf，所以能夠?qū)邮斩诉M(jìn)行準(zhǔn)確度較高的頻率控制。
下面參照上述圖4，說明本發(fā)明的便攜終端的偏移頻率估算方法。
準(zhǔn)備過程，該過程是在碼分多址(CDMA)或TD-SCDMA方式移動通信系統(tǒng)中，當(dāng)利用進(jìn)行正交相移鍵控(QPSK)調(diào)制的便攜終端無線接收信號時，根據(jù)原來訓(xùn)練序列(TRAINING SEQUENCE)信號對接收的信號進(jìn)行解旋轉(zhuǎn)處理。該過程又包括如下兩個過程過程1S100，判斷上述便攜終端是否接收正交相移鍵控調(diào)制信號；過程2即S110，當(dāng)上述過程S100判斷認(rèn)定接收正交相移鍵控調(diào)制信號時，根據(jù)原來訓(xùn)練序列信號，進(jìn)行對相位差異進(jìn)行補償?shù)慕庑D(zhuǎn)(DE-ROTATION)處理；函數(shù)過程S120，該過程是對上述準(zhǔn)備過程經(jīng)解旋轉(zhuǎn)處理的符號信號的相位(PHASE)進(jìn)行檢測計算，通過函數(shù)處理求出相位值，校正上述函數(shù)處理所產(chǎn)生的誤差。具體過程是檢測并計算上述輸入的信號的相位，進(jìn)行反正切2(ARCTAN2)函數(shù)處理，求出相位值(θ(k))，由于上述函數(shù)處理具有-π＜相位值＜π范圍，為了校正發(fā)生的誤差，按照上述相位值的符號，進(jìn)行加上或減去2π值的展開(UNWRAPPING)處理；除錯過程，該過程是如果檢測到上述函數(shù)過程S120的符號信號超出了設(shè)置的既定決定區(qū)域，則進(jìn)行去除。它又包括如下兩個過程過程3S120，判斷上述函數(shù)過程S120進(jìn)行了展開處理的符號信號是否超出既定的決定區(qū)域并被檢測到；過程4S140，上述過程S130如果判斷認(rèn)為符號信號超出決定區(qū)域并被檢測到，則判斷為是錯誤符號，進(jìn)行去除；
代替過程，該過程是演算上述除錯過程被去除的符號的相鄰符號信號平均值，進(jìn)行插補處理。它又包括如下兩個過程過程6即S150，當(dāng)上述除錯過程去除的符號信號不連續(xù)時，按照如下基準(zhǔn)計算平均值，即“hatθ(k)＝(θ(k-1)+θ(k+1))/2，其中，θ(k)是符號檢測的相位值，k是訓(xùn)練序列符號信號的號碼”。當(dāng)上述除錯過程去除的符號信號連續(xù)時，按照如下基準(zhǔn)演算平均值，即“出錯符號相位是θ(k+1)，θ(k+2)，...，θ(k+E)，θ(k+i)＝θ(k)+I*Δθ，其中，Δθ＝(θ(k+E+1)-θ(k))/(E+1)，I是1，2，..，E，θ(k)是符號檢測的相位值，k是訓(xùn)練序列符號信號的號碼”，以此演算相鄰符號平均值并輸出；過程6即S160，利用上述過程S150演算的平均值插補于去除的符號值位置；估算過程S170，該過程是對上述代替過程的符號信號中最小平方誤差最小、近于直線的偏移頻率信號進(jìn)行演算估算并輸出，其具有過程是按照如下基準(zhǔn)估算上述插補處理并輸入的符號信號的最小平方誤差最小、近于直線的偏移頻率，即″Δf＝∑k＝1至N(Ak+B)θ(k)，其中，A＝12/(T(N-1)N(N+1))，B＝-6/(T(N-1)N)，N是訓(xùn)練序列符號信號的長度，k是訓(xùn)練序列符號信號的號碼”。
下面參照附圖，詳細(xì)說明如上構(gòu)成的本發(fā)明的便攜終端偏移頻率估算方法。
例如，當(dāng)是TD-SCDMA方式移動通信系統(tǒng)時，以144個碼片(CHIP)或符號(SYMBOL)構(gòu)成一定周期的信息，所以，上述訓(xùn)練序列信息由144個符號單位構(gòu)成。
從上述移動通信系統(tǒng)的發(fā)射方無線傳輸?shù)挠?xùn)練序列頻率信號，由于通過無線傳輸路徑發(fā)生的衰落及噪聲、接收發(fā)射通信裝備的特性和使用環(huán)境變化等，在接收方發(fā)生相位(PHASE)差異。
如果檢測到如上發(fā)生的相位差異，則確認(rèn)發(fā)射頻率與現(xiàn)在設(shè)置的接收頻率的差異值，即偏移頻率值(Δf)，利用如上差異值或偏移頻率值(Δf)可以準(zhǔn)確地進(jìn)行調(diào)諧(TUNING)，一般是利用自動接收頻率控制(AFC)，本發(fā)明正是查找用于如上準(zhǔn)確調(diào)諧所需的偏移頻率。
上述便攜終端加入移動通信系統(tǒng)并注冊，進(jìn)行通信，例如，加入碼分多址(CDMA)方式或TD-SCDMA方式移動通信系統(tǒng)，與對方無線通信。
判斷上述便攜終端是否接收輸入從發(fā)射方傳輸?shù)恼幌嘁奇I控調(diào)制方式信號S100，當(dāng)上述判斷S100認(rèn)定輸入正交相移鍵控調(diào)制接收信號時，利用基于原來訓(xùn)練序列的相位值，由解旋轉(zhuǎn)部100對上述接收輸入的信號進(jìn)行補償相位值的解旋轉(zhuǎn)(DE-ROTATION)處理S110。
上述碼分多址或TD-SCDMA方式移動通信系統(tǒng)利用正交相移鍵控(QPSK)調(diào)制方式，使用訓(xùn)練序列方式，訓(xùn)練序列方式共享發(fā)射方和接收方相互傳輸?shù)男盘柕南辔恍畔ⅲ谜幌嘁奇I控方式把發(fā)射的信號轉(zhuǎn)換成4種相位并傳輸，發(fā)射方和接收方共享轉(zhuǎn)換后的相位信息。所以，接收方事先知道發(fā)射方無線發(fā)射的相應(yīng)信號的相位信息，把如上正交相移鍵控的相位信息共享稱為訓(xùn)練序列。
通過如上解旋轉(zhuǎn)處理S110，具有4個相位值的正交相移鍵控調(diào)制方式144個符號信號的相位值實現(xiàn)相同，由相位計算部110檢測并計算各個相位值，由相位展開部120對實數(shù)部和虛數(shù)部進(jìn)行反正切2函數(shù)處理，同時，對上述函數(shù)處理發(fā)生的誤差進(jìn)行展開處理，進(jìn)行補償S120。
通過上述過程S120處理的信號，在通過無線傳輸路徑傳輸?shù)倪^程中，因嚴(yán)重衰落或嚴(yán)重的噪聲等，有些帶上了非正常或錯誤相位值，所以，確認(rèn)并檢測是否存在帶有這種錯誤相位值的錯誤符號S130。
在檢測上述錯誤符號的過程中，利用上述圖3的決定區(qū)域，在上述決定區(qū)域(DECISION REGION)之外區(qū)域檢測出的符號是錯誤符號。
當(dāng)如上檢測出帶有錯誤相位值的錯誤符號時，刪除相應(yīng)錯誤符號S140，上述插補部140為了使LEAST SQUARE ERROR達(dá)到最小，進(jìn)行平均值演算處理，從上述去除或刪除的符號的相鄰符號值求出平均值S150，利用如上演算處理的平均值進(jìn)行代替，插補到上述刪除的符號值(INTERPOLATION)中S160。
在上述求出相鄰符號的平均值的過程中，當(dāng)作為錯誤符號被檢測到并刪除的符號不連續(xù)，只發(fā)生一個時，按照如下基準(zhǔn)演算相鄰符號的平均值。
hatθ(k)＝(θ(k-1)+θ(k+1))/2θ(k)；符號檢測的相位值k；訓(xùn)練序列符號信號的號碼另外，在求出上述相鄰符號平均值的過程中，當(dāng)作為錯誤符號被檢測到并刪除的符號連續(xù)時，按照如下基準(zhǔn)演算相鄰符號的平均值。
出錯符號相位；θ(k+1)，θ(k+2)，..，θ(k+E)θ(k+i)＝θ(k)+i*ΔθΔθ＝(θ(k+E+1)-θ(k))/(E+1)i；1，2，..，Eθ(k)；符號檢測的相位值k；訓(xùn)練序列符號信號的號碼如上進(jìn)行演算并插補處理的信號被接入上述偏移估算部150，按照如下基準(zhǔn)估算(ESTIMATION)使LEAST SQUARE ERROR最小的偏移頻率(FREQUENCY OFFSET)。
ε＝∑k＝1至N[θ(k)-(ΔfkT+hatθ)]平方Δf＝∑k＝1至N(Ak+B)θ(k)A＝12/(T(N-1)N(N+1))B＝-6/(T(N-1)N)N；訓(xùn)練序列符號信號的長度k；訓(xùn)練序列符號信號的號碼這樣一來，針對估算(ESTIMATION)因無線傳輸路徑而發(fā)生的偏移頻率(Δf)，上述本發(fā)明利用決定區(qū)域(DECISION REGION)，更容易檢測及去除出錯符號，對相鄰符號的相位值進(jìn)行平均處理和插補處理，從而使LEAST SQUARE ERROR達(dá)到最小，估算準(zhǔn)確性更高的偏移頻率。
如上構(gòu)成的本發(fā)明具有如下工業(yè)上的使用效果，即，利用決定區(qū)域檢測出正交相移鍵控調(diào)制方式接收信號的錯誤符號信號，易于檢測并去除非正常接收的符號信號。
另外，還具有如下工業(yè)上的使用效果，即，對檢測去除的錯誤符號的相鄰符號相位值進(jìn)行平均處理和插補，實現(xiàn)了使最小平方誤差達(dá)到最小的偏移頻率估算。
另外，還具有如下使用上的便利效果，即，易于檢測去除錯誤符號，演算并插補相鄰符號的平均相位值，估算最小平方誤差最小的偏移頻率，所以，估算與發(fā)射頻率準(zhǔn)確調(diào)諧的接收頻率，提高了便攜終端的可靠度，提高了通信質(zhì)量。
以上
具體實施例方式
僅用于說明本發(fā)明，而非用于限定本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種便攜終端的偏移頻率估算裝置，其特征是由如下部分構(gòu)成解旋轉(zhuǎn)部，它把無線接收的符號信號處理成訓(xùn)練序列符號信號，補償正交相移鍵控調(diào)制方式信號相位差異；相位計算部，它輸入解旋轉(zhuǎn)部補償了相位差異的信號，檢測出相位值；相位展開部，它校正所述的相位計算部檢測到的相位值在函數(shù)計算過程中發(fā)生的誤差；檢錯部，它分析從所述的相位展開部輸入的信號，去除在決定區(qū)域之外的區(qū)域檢測到的符號信號；插補部，它求出相鄰符號信號的平均值，代替被所述的檢錯部去除的符號信號；偏移估算部，它對從所述的插補部拉入的符號信號的最小平方誤差最小、近于直線的偏移頻率估算值進(jìn)行演算和輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜終端的偏移頻率估算裝置，其特征是分析所述的解旋轉(zhuǎn)部分析與發(fā)射方共享的原來訓(xùn)練序列符號信號，利用確認(rèn)的相位差異，在所述的無線接收并輸入的訓(xùn)練序列符號信號中，補償已設(shè)置的正交相移鍵控調(diào)制方式相位差異；所述的相位計算部針對所述的解旋轉(zhuǎn)部補償了正交相移鍵控調(diào)制方式相位差異并輸入的符號信號，檢測和計算因衰落和噪聲而發(fā)生的相位值；所述的相位展開部對各符號信號進(jìn)行反正切函數(shù)演算，補償發(fā)生的誤差。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜終端的偏移頻率估算裝置，其特征是所述的檢錯部分析從所述的相位展開部輸入的符號信號，當(dāng)在設(shè)置的決定區(qū)域之外的區(qū)域檢測到時，去除相應(yīng)符號信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的便攜終端的偏移頻率估算裝置，其特征是所述的檢錯部按照如下基準(zhǔn)檢測并去除已設(shè)置的決定區(qū)域之外的符號信號；所述基準(zhǔn)為|θ(k)-θ(k-1)|＞π/4；θ(k)；符號檢測的相位值；k；訓(xùn)練序列符號信號的號碼。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜終端的偏移頻率估算裝置，其特征是所述的插補部讀取被所述的檢錯部去除的符號信號的相鄰符號信號值并進(jìn)行平均演算，用所述的平均值代替被去除的符號信號值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的便攜終端的偏移頻率估算裝置，其特征是當(dāng)所述的檢錯部去除的符號信號不連續(xù)時，所述的插補部利用按照如下標(biāo)準(zhǔn)求出的平均值代替被去除的符號信號值；所述標(biāo)準(zhǔn)為hatθ(k)＝(θ(k-1)+θ(k+1))/2；θ(k)；符號檢測的相位值；k；訓(xùn)練序列符號信號的號碼。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的便攜終端的偏移頻率估算裝置，其特征是當(dāng)所述的檢錯部去除的符號信號連續(xù)時，所述的插補部利用按照如下基準(zhǔn)求出的平均值代替去除的符號信號值；所述基準(zhǔn)為出錯符號相位；θ(k+1)，θ(k+2)，...，θ(k+E)；θ(k+i)＝θ(k)+i*Δθ；Δθ＝(θ(k+E+1)-θ(k))/(E+1)；i；1，2，..，E；θ(k)；符號檢測的相位值；k；訓(xùn)練序列符號信號的號碼。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜終端的偏移頻率估算裝置，其特征是所述的偏移估算部按照如下基準(zhǔn)估算所述的插補部輸入的符號信號的最小平方誤差最小、近于直線的偏移頻率；所述基準(zhǔn)為Δf＝∑k＝1至N(Ak+B)θ(k)；A＝12/(T(N-1)N(N+1))；B＝-6/(T(N-1)N)；N；訓(xùn)練序列符號信號的長度；k；訓(xùn)練序列符號信號的號碼。
9.一種便攜終端的偏移頻率估算方法，其特征是由如下幾個過程構(gòu)成準(zhǔn)備過程，利用便攜終端接收碼分多址方式正交相移鍵控調(diào)制信號，利用原來訓(xùn)練序列信號，對接收信號進(jìn)行解旋轉(zhuǎn)處理；函數(shù)過程，檢測計算經(jīng)所述的解旋轉(zhuǎn)處理的符號信號的相位，通過函數(shù)處理求出相位值，校正因所述的函數(shù)處理而產(chǎn)生的誤差；除錯過程，如果所述的過程的符號信號超出設(shè)置的既定決定區(qū)域并被檢測到，則進(jìn)行去除；代替過程，演算在所述的除錯過程中去除的符號的相鄰符號平均值，進(jìn)行插補處理；估算過程，演算并估算所述的過程的符號信號中最小平方誤差最小、近于直線的偏移頻率信號進(jìn)行輸出。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的便攜終端的偏移頻率估算方法，其特征是所述的準(zhǔn)備過程還包括如下兩個過程過程1，判斷碼分多址方式便攜終端是否接收正交相移鍵控調(diào)制信號；過程2，當(dāng)所述的過程判斷為接收正交相移鍵控調(diào)制信號時，利用原來訓(xùn)練序列信號，進(jìn)行補償相位差異的解旋轉(zhuǎn)處理。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的便攜終端的偏移頻率估算方法，其特征是所述的函數(shù)過程對所述的準(zhǔn)備過程輸入的信號的相位進(jìn)行檢測計算，進(jìn)行反正切2函數(shù)處理，求出相位值，由于所述的函數(shù)處理具有-π＜相位值＜π范圍，為了校正發(fā)生的誤差，按照所述的相位值的符號進(jìn)行加或減2π值的展開處理。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的便攜終端的偏移頻率估算方法，其特征是所述的除錯過程還包括如下兩個過程過程1，判斷經(jīng)所述的函數(shù)過程展開處理的符號信號是否超出既定決定區(qū)域被檢測到；過程2，所述的過程如果判斷認(rèn)為符號信號超出決定區(qū)域，被判斷為錯誤符號，則進(jìn)行去除。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的便攜終端的偏移頻率估算方法，其特征是所述的代替過程還包括如下兩個過程過程1，計算所述的除錯過程去除的符號的相鄰符號平均值并輸出；過程2，利用所述的過程演算的平均值，插補于去除的符號值位置。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的便攜終端的偏移頻率估算方法，其特征是在所述的平均值演算輸出過程中，當(dāng)所述的去除的符號信號不連續(xù)時，按照如下基準(zhǔn)演算平均值；所述的基準(zhǔn)為hatθ(k)＝(θ(k-1)+θ(k+1))/2；θ(k)；符號檢測的相位值；k；訓(xùn)練序列符號信號的號碼。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的便攜終端的偏移頻率估算方法，其特征是在所述的平均值演算輸出過程中，當(dāng)所述的去除的符號信號連續(xù)時，按照如下基準(zhǔn)演算平均值；所述的基準(zhǔn)為出錯符號相位；θ(k+1)，θ(k+2)，...，θ(k+E)；θ(k+i)＝θ(k)+i*Δθ；Δθ＝(θ(k+E+1)-θ(k))/(E+1)；i；1，2，..，E；θ(k)；符號檢測的相位值；k；訓(xùn)練序列符號信號的號碼。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的便攜終端的偏移頻率估算方法，其特征是所述的估算過程是按照如下基準(zhǔn)，對所述的代替過程經(jīng)插補處理輸入的符號信號的最小平方誤差最小、近于直線的偏移頻率進(jìn)行估算；所述的基準(zhǔn)為Δf＝∑k＝1至N(Ak+B)θ(k)；A＝12/(T(N-1)N(N+1))；B＝-6/(T(N-1)N)；N；訓(xùn)練序列符號信號的長度；k；訓(xùn)練序列符號信號的號碼。
全文摘要
本發(fā)明為便攜終端的偏移頻率估算裝置及方法，其包括如下幾個過程準(zhǔn)備過程，接收正交相移鍵控調(diào)制信號，利用原來的訓(xùn)練序列信號，對接收信號進(jìn)行解旋轉(zhuǎn)處理；函數(shù)過程，檢測計算經(jīng)上述解旋轉(zhuǎn)處理的符號信號的相位，進(jìn)行函數(shù)處理，求出相位值，校正因上述函數(shù)處理而產(chǎn)生的誤差；除錯過程，如果上述符號信號超出設(shè)置的即定決定區(qū)域并被檢測到，則進(jìn)行去除；代替過程，演算在上述除錯過程中去除的符號的相鄰符號平均值，進(jìn)行插補處理；估算過程，演算并估算上述符號信號中最小平方誤差最小的偏移頻率信號進(jìn)行輸出。提高偏移頻率估算準(zhǔn)確度。
文檔編號H04L27/10GK1602010SQ20041003723
公開日2005年3月30日 申請日期2004年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月26日
發(fā)明者張錫一 申請人:樂金電子(中國)研究開發(fā)中心有限公司