專利名稱：一種gsm基站晶振頻偏的自動校正方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及GSM基站，尤其涉及一種GSM基站晶振頻偏的自動校正方 法及裝置。
背景技術(shù)：
在無線通訊領(lǐng)域，基站晶振是基站時鐘的產(chǎn)生源，基站晶振產(chǎn)生的時鐘 精度對基站的性能影響非常大，如解調(diào)性能和切換等。當基站晶振產(chǎn)生的時 鐘頻偏較大時，基站的解調(diào)性能將得到急劇惡化，并且也無法使手機在不同 基站間實現(xiàn)切換。
通常在基站設計時都選取性能指標較好的OCXO (Oen Controlled Crystal Oscillator,恒溫晶體振蕩器)晶振作為系統(tǒng)晶振，但其價格相對昂貴。 對于現(xiàn)在愈來愈劇烈的市場競爭中，設法降低設備成本將成為制勝的一大法 寶，低成本的TCXO (Temperature Compensated Crystal Oscillator,溫度補償 晶體振蕩器)晶振將會在基站設計中得到應用。TCXO晶振雖然價格低廉， 但其性能與OCXO晶振相比差距較大。TCXO晶振應用的最大瓶頸在于，晶 振頻偏可能隨著溫度和時間進行較大變化。所以，必須對使用的TCXO晶振 進行定期校準，從而使晶振頻偏在較小的可以接受范圍之內(nèi)。
在基站正常運行后，如果靠人工去定期的進行離線校準，會耗費巨大的 人力和物力成本，將是不切實際的。所以，有必要開發(fā)出自動頻偏校正方法， 定期的實現(xiàn)在線自動頻偏校正。
由于GSM基站下發(fā)的頻率校正信道(FCCH)可以用于頻偏估計，所以 可以利用周圍基站的FCCH信道進行晶振頻偏校正，以周圍基站的時鐘頻率 為基準，使得本基站的時鐘頻率和周圍基站保持一致。
專利申請"一種頻率校正的方法和裝置"(申請?zhí)枮?00610058518)提 出了一種應用于手機終端的頻率校正的方法和裝置，該發(fā)明利用接收所有小 區(qū)信號的頻偏估計，統(tǒng)一對接收的載波頻率進行校準，單獨估計每個小區(qū)信號的殘留頻偏，通過前饋頻率校正，保證各小區(qū)信號的解調(diào)和檢測性能。該 技術(shù)方案不能夠?qū)镜木д耦l偏進行校正。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述的技術(shù)問題，提供了一種GSM基站晶振頻偏的自動校正 方法及裝置，其目的在于，對于采用低成本TCXO晶振的基站，實現(xiàn)晶振頻 偏的在線自動校正。
本發(fā)明提供了一種GSM基站晶振頻偏的自動校正方法，包括 步驟1，離線測試出配置給數(shù)模轉(zhuǎn)換單元的寄存器值與晶振頻偏值的線 性變化關(guān)系；
步驟2，滿足預設條件時，基站進行晶振頻偏估計； 步驟3，選取進行晶振頻偏補償?shù)幕鶞暑l點；
步驟4，基站依據(jù)上述的線性變化關(guān)系進行晶振頻偏補償，用于GSM基
站晶振頻偏的自動校正。
所述線性變化關(guān)系為^ = ^4/>6，其中R為寄存器值，k為直線斜率， b為R的截距，A/為頻偏值；
步驟1中，進行不同溫度范圍下的寄存器值和頻偏值的多個樣本點測量， 再通過曲線擬合獲得斜率k和截距b。
預設條件包括基站初始上電、達到定時啟動自動頻偏校正的定時時間
和/或溫度變化超過設定門限值。
基站進行晶振頻偏估計包括
步驟41，建立頻偏估計所使用的頻點循環(huán)；
步驟42，對頻點循環(huán)中的頻點進行單頻點頻偏估計，直到所有待測頻點 的單頻點頻偏估計完成。 步驟42包括
步驟51，將頻點配置給射頻接收機，同時向基帶處理單元下發(fā)頻點估計
啟動命令；
步驟52，基帶處理單元檢測該頻點下的其他基站的頻率校正信道，根據(jù) 檢測到的頻率校正信道進行頻偏估計；
步驟53，判斷頻率校正信道檢測是否成功，如果沒有成功，則結(jié)束；如果頻率校正信道檢測成功，執(zhí)行步驟54;
步驟54，按照下述公式將通過頻偏估計得到的載波頻偏換算為晶振所對 應的頻偏A人4/;=，丄；A/:為載波頻偏，晶振所產(chǎn)成的時鐘頻率為X， /
為載波頻率；
步驟55，基帶處理單元頻偏估計完成后，向主控單元上報頻偏估計結(jié)果，
其中包括頻偏估計是否成功的標志，頻偏大小4/;和接收場強i ^/";
步驟56，重復上述步驟，直至所有待測頻點的單頻點頻偏估計完成。 步驟3中，選取信噪比最大的頻點或者接收場強最大的頻點作為基準頻點。
步驟4中，按照以下公式進行晶振頻偏補償i = i 。 + "A/;其中R為新 的頻偏補償寄存器值，A/為當前頻點對應的振頻偏，i 。為當前所配置的晶振 頻偏補償寄存器值，k為當前基站溫度所對應的斜率，ye((U]。
步驟4還包括依據(jù)新的頻偏補償寄存器值進行頻偏估計，如果頻偏估計
結(jié)果小于頻偏估計誤差門限值W,，頻偏校正成功；否則進一步判斷頻偏補償 計數(shù)器是否大于門限值77z。，若頻偏補償計數(shù)器小于頻偏補償計數(shù)器門限值 7\，重新迸行晶振頻偏補償，否則頻偏校正失敗，頻偏校正結(jié)束。 所述晶振為溫度補償晶體振蕩器。
本發(fā)明提供了一種GSM基站晶振頻偏的自動校正裝置，包括溫度傳感 器、射頻接收機、天線、晶振，還包括
基帶處理單元，用于完成頻率校正信道的檢測，并根據(jù)檢測到的頻率校 正信道進行頻偏估計；
主控單元，用于發(fā)起頻偏校正，并對基帶處理單元、射頻接收機和溫度
傳感器進行控制；
數(shù)模轉(zhuǎn)換單元，用于將主控單元下發(fā)的頻偏補償寄存器值轉(zhuǎn)換為控制晶 振頻偏的模擬電壓值。
本發(fā)明以周圍其它基站的晶振為基準來實現(xiàn)本基站TCXO晶振頻偏的自 動校正，通過頻偏自動校正，使得本基站時鐘頻率與周圍其它基站保持一致， 從而使TCXO晶振在基站設計中得到應用成為可能。


圖1是本發(fā)明方法的晶振頻偏自動校正裝置相關(guān)模塊圖2是本發(fā)明方法的晶振頻偏自動校正處理流程圖； 圖3是本發(fā)明方法的晶振頻偏估計處理流程圖； 圖4是本發(fā)明方法的單頻點頻偏估計處理流程圖； 圖5是本發(fā)明方法的晶振頻偏補償處理流程圖。
具體實施例方式
本發(fā)明所述的一種GSM基站晶振頻偏自動校正裝置如圖1所示。由以
下幾部分組成接收天線101;射頻接收機102;基帶處理單元103;主控單
元104;數(shù)模轉(zhuǎn)換單元(DAC) 105; TCXO晶振106;溫度傳感器107。
其中，接收天線101用于無線信號的接收；射頻接收機102用于射頻信
號的放大、濾波、混頻和模數(shù)轉(zhuǎn)換，且該接收機能夠接收基站的下行信號； 基帶處理單元103完成FCCH信道的檢測，并根據(jù)檢測到的FCCH信道進行 頻偏估計；主控單元104作為控制核心，發(fā)起頻偏校正，并完成對基帶處理 單元103、射頻接收機102和溫度傳感器107的控制；溫度傳感器107能夠 測量出基站的溫度，并上報給主控單元104;數(shù)模轉(zhuǎn)換單元105用于將主控 單元104下發(fā)的頻偏補償寄存器值轉(zhuǎn)換為控制TCXO晶振106頻偏的模擬電 壓值。
本發(fā)明所述一種基站晶振頻偏的自動校正方法如圖2所示，包括 歩驟202，首先離線測試出配置給DAC的寄存器值與TCXO晶振頻偏 值的線性變化關(guān)系；
步驟203，基站進行晶振頻偏估計；
步驟204，選取進行晶振頻偏補償?shù)幕鶞暑l點；
步驟205，基站進行晶振頻偏補償；
下面就將結(jié)合附圖，將本發(fā)明所涉及的GSM基站晶振頻偏自動校正的 方法中步驟202-步驟205進行詳細描述
步驟202中，在某一段電壓范圍內(nèi)，TCXO晶振控制電壓值和頻偏值成 線性變化關(guān)系，而晶振控制電壓值又是由主控單元下發(fā)的寄存器值經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換到達的，所以在某一段寄存器取值范圍內(nèi)，可以認為寄存器值和頻偏值 是成線性變化關(guān)系的。利用寄存器值和頻偏值的線性變化關(guān)系，就可以在估 計出頻偏后，求出頻率校正寄存器的配置值。 設寄存器值R和頻偏值的線性變化關(guān)系為
i = "/ + 6 (1)
其中，k為直線斜率，b為R截距(其物理意義為頻偏為0的寄存器取值)。
可以采用先進行不同溫度范圍下的寄存器值和頻偏值的多個樣本點測量，再 進行曲線擬合的方法來獲得斜率k和截距b。設共劃分了Z個溫度范圍，不
同溫度范圍下對應得斜率和截距分別為"。A,…,VJ，仏。A,…U。 步驟203的詳細步驟如圖3所示，包括
步驟302，判斷是否滿足下面幾個條件之一，如果是，執(zhí)行步驟303，否 則結(jié)束
a) 基站初始上電時；
b) 到達定時啟動頻偏校正的定時時間時；
c) 溫度變化超過設定門限值時。 主控單元發(fā)起頻率校正，進入下一步處理。
條件c)所對應的溫度變化是指基站當前溫度相對于當前配置的TCXO頻 偏補償寄存器對應的溫度的變化量。
步驟303，主控單元建立一個頻偏估計所使用的頻點循環(huán)，設頻點數(shù)為N， 循環(huán)索引"e[l,iV]，頻點為,；
步驟304，主控單元發(fā)起基帶處理單元進行單頻點頻偏估計，如果圖4
所示，包括
步驟402，主控單元將頻點/ 配置給射頻接收機，同時向基帶處理單元
下發(fā)頻偏估計的啟動命令；
步驟403，基帶處理單元檢測該頻點下的其它基站的FCCH信道，根據(jù)檢 測到的FCCH信道進行頻偏估計。具體的FCCH信道檢測算法和頻偏估計算法
不屬于本發(fā)明的闡述內(nèi)容；
步驟404，判斷FCCH信道檢測是否成功，如果沒有成功，則結(jié)束；如果 FCCH信道檢測成功，執(zhí)行步驟405;
步驟405，頻偏估計得到的頻偏為載波頻偏，需要將載波頻偏換算為TCXO晶振所對應的頻偏。設估計出的載波頻偏為A,， TCX0晶振所產(chǎn)成的時鐘頻
率為《，則TCX0晶振所對應的頻偏為
步驟406,基帶處理單元頻偏估計完成后，向主控單元上報頻偏估計結(jié) 果，其中包括頻偏估計是否成功的標志，頻偏大小4/;和接收場強/ ^/ ; 此外重復步驟304，直至所有待測頻點的單頻點頻偏估計完成；
步驟204中，基準頻點的選取一般以信噪比最大的頻點為選取原則，本 發(fā)明選取接收場強最大的頻點進行頻偏補償。主控單元從檢測到FCCH信道的 頻點列表中找出最大接收場強i XS/^對應的、且頻偏估計成功的頻點/_作 為本基站頻偏校正的基準頻點；
步驟205的詳細過程如圖5所示，包括
步驟502，頻偏補償計數(shù)器清零；
步驟503，主控單元將頻點/_所對應的頻偏估計結(jié)果轉(zhuǎn)換為對TCXO晶 振進行頻偏補償?shù)募拇嫫髦礡:
步驟504，設頻點/^對應的TCXO晶振頻偏為A/，當前所配置的晶振頻 偏補償寄存器值為^，當前基站溫度所對應的斜率為L則新的TCXO晶振頻 偏補償寄存器值為
主控單元將TCXO晶振頻偏補償寄存器值R配置給DAC，通過DAC轉(zhuǎn)換成 電壓值后控制TCXO晶振，進行TCXO晶振頻偏補償； 步驟505，頻偏補償計數(shù)器加一；
步驟506，主控單元再次將頻點y自配置給射頻接收機，同時向基帶處理 單元下發(fā)頻偏估計的啟動命令；基帶處理單元進行單頻點頻偏估計；
步驟507，判斷頻偏估計結(jié)果是否小于門限值，如果頻偏估計結(jié)果小于 頻偏估計誤差門限值77z,，頻偏校正成功508，頻偏校正結(jié)束；如果否執(zhí)行步 驟509;
步驟509，判斷頻偏補償計數(shù)器是否大于門限7^,;頻偏補償計數(shù)器小于
頻偏補償計數(shù)器門限7\，重復步驟503-509，否則頻偏校正失敗510，頻偏 校正結(jié)束。
9其中，門限值M,的選取由頻偏校正的精度要求來定；門限值7\.的選取 準則為可以使頻偏估計誤差小于門限值I7z,的需要最多頻偏補償次數(shù)。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離權(quán)利要求書確定的本發(fā)明的精神和范圍的條 件下，還可以對以上內(nèi)容進行各種各樣的修改。因此本發(fā)明的范圍并不僅限 于以上的說明，而是由權(quán)利要求書的范圍來確定的。
權(quán)利要求
1. 一種GSM基站晶振頻偏的自動校正方法，其特征在于，包括步驟1，離線測試出配置給數(shù)模轉(zhuǎn)換單元的寄存器值與晶振頻偏值的線性變化關(guān)系；步驟2，滿足預設條件時，基站進行晶振頻偏估計；步驟3，選取進行晶振頻偏補償?shù)幕鶞暑l點；步驟4，基站依據(jù)上述的線性變化關(guān)系進行晶振頻偏補償，用于GSM基站晶振頻偏的自動校正。
2. 如權(quán)利要求l所述的自動校正方法，其特征在于，所述線性變化關(guān)系 為/ = ^>^/ + "其中R為寄存器值，k為直線斜率，b為R的截距，A/為頻 偏值；步驟1中，進行不同溫度范圍下的寄存器值和頻偏值的多個樣本點測量， 再通過曲線擬合獲得斜率k和截距b。
3. 如權(quán)利要求2所述的自動校正方法，其特征在于，預設條件包括基 站初始上電、達到定時啟動自動頻偏校正的定時時間和/或溫度變化超過設定 門限值。
4. 如權(quán)利要求3所述的自動校正方法，其特征在于，基站進行晶振頻偏 估計包括步驟41 ，建立頻偏估計所使用的頻點循環(huán)；步驟42，對頻點循環(huán)中的頻點進行單頻點頻偏估計，直到所有待測頻點的單頻點頻偏估計完成。
5. 如權(quán)利要求4所述的自動校正方法，其特征在于，步驟42包括步驟51，將頻點配置給射頻接收機，同時向基帶處理單元下發(fā)頻點估計 啟動命令；步驟52，基帶處理單元檢測該頻點下的其他基站的頻率校正信道，根據(jù) 檢測到的頻率校正信道進行頻偏估計；步驟53，判斷頻率校正信道檢測是否成功，如果沒有成功，則結(jié)束；如 果頻率校正信道檢測成功，執(zhí)行步驟54;步驟54，按照下述公式將通過頻偏估計得到的載波頻偏換算為晶振所對應的頻偏4/;: a/; = ，./ ; A,為載波頻偏，晶振所產(chǎn)成的時鐘頻率為/;， / 為載波頻率；步驟55，基帶處理單元頻偏估計完成后，向主控單元上報頻偏估計結(jié)果， 其中包括頻偏估計是否成功的標志，頻偏大小A人和接收場強i ^A ;步驟56，重復上述步驟，直至所有待測頻點的單頻點頻偏估計完成。
6. 如權(quán)利要求5所述的自動校正方法，其特征在于，步驟3中，選取信 噪比最大的頻點或者接收場強最大的頻點作為基準頻點。
7. 如權(quán)利要求6所述的自動校正方法，其特征在于，步驟4中，按照以下公式進行晶振頻偏補償i = i 。 + y.A/;其中R為新的頻偏補償寄存器值， A/為當前頻點對應的振頻偏，i 。為當前所配置的晶振頻偏補償寄存器值，k為當前基站溫度所對應的斜率，ye((U]。
8. 如權(quán)利要求7所述的自動校正方法，其特征在于，步驟4還包括依據(jù)新的頻偏補償寄存器值進行頻偏估計，如果頻偏估計結(jié)果小于頻偏估計誤差 門限值 ，頻偏校正成功；否則進一步判斷頻偏補償計數(shù)器是否大于門限值 7\，若頻偏補償計數(shù)器小于頻偏補償計數(shù)器門限值7\，重新進行晶振頻偏 補償，否則頻偏校正失敗，頻偏校正結(jié)束。
9. 如權(quán)利要求l-8任意一項所述的自動校正方法，其特征在于，所述晶振為溫度補償晶體振蕩器。
10. —種用于如權(quán)利要求1-8任意一項所述的自動校正方法的裝置，包括溫度傳感器、射頻接收機、天線、晶振，其特征在于，還包括基帶處理單元，用于完成頻率校正信道的檢測，并根據(jù)檢測到的頻率校正信道進行頻偏估計；主控單元，用于發(fā)起頻偏校正，并對基帶處理單元、射頻接收機和溫度 傳感器進行控制；數(shù)模轉(zhuǎn)換單元，用于將主控單元下發(fā)的頻偏補償寄存器值轉(zhuǎn)換為控制晶 振頻偏的模擬電壓值。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種GSM基站晶振頻偏的自動校正方法，包括步驟1，離線測試出配置給數(shù)模轉(zhuǎn)換單元的寄存器值與晶振頻偏值的線性變化關(guān)系；步驟2，滿足預設條件時，基站進行晶振頻偏估計；步驟3，選取進行晶振頻偏補償?shù)幕鶞暑l點；步驟4，基站依據(jù)上述的線性變化關(guān)系進行晶振頻偏補償，用于GSM基站晶振頻偏的自動校正。本發(fā)明以周圍其它基站的晶振為基準來實現(xiàn)本基站TCXO晶振頻偏的自動校正，通過頻偏自動校正，使得本基站時鐘頻率與周圍其它基站保持一致，從而使TCXO晶振在基站設計中得到應用成為可能。
文檔編號H04W88/08GK101521528SQ200810101229
公開日2009年9月2日 申請日期2008年2月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月29日
發(fā)明者盧勤博, 崔亦軍, 劍 王 申請人:中興通訊股份有限公司