專利名稱：采用自適應參考頻率校正的同步方案的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將輸出信號與參考信號同步的方法和設(shè)備，例如 用于移動終端中的參考頻率同步。
背景技術(shù)：
無線電通信設(shè)備需要產(chǎn)生穩(wěn)定的工作頻率，以進行正確操作。典 型的是通過使用晶振作為參考振蕩器來提供參考頻率，獲得穩(wěn)定性。 具體而言，無線電終端的本地振蕩器是相位鎖定到參考頻率的。但是， 晶振無法獨立地提供足夠恒定的頻率來滿足無線電終端的頻率穩(wěn)定性 要求。尤其是晶振的輸出頻率會隨溫度而變化。此外，參考振蕩器的 控制路徑中的非線性性會引起頻偏。無線電終端也需要頻率校正，以使無線電收發(fā)機的工作頻率精確 地位于相應站點(例如，基站)信道頻率的中心。由于終端運動引起 的多普勒頻移，或由于相應站點(例如，基站)處的頻率偏置，也會發(fā)生頻偏。這是使用自動頻率控制(AFC)機制實現(xiàn)的，其確定無線 電收發(fā)機工作頻率與相應站點(例如，基站)信道頻率之間的誤差， 并向晶振施加校正信號，改變參考頻率，以使無線電終端的頻率與相 應站點(例如，基站)同步。頻率誤差典型地在基帶電路中獲得，并 且是基于數(shù)字表征的。數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)用于獲得模擬控制 信號。該模擬控制信號施加至變?nèi)荻O管，變?nèi)荻O管根據(jù)施加的電 壓，改變其電容，從而當構(gòu)成諧振電路的電容改變時，晶振的頻率改 變。包括多個電阻器和電容器的廣延去耦網(wǎng)絡(luò)用于獲得適當?shù)摹⒂绕?是低噪聲的操作性能。該現(xiàn)有技術(shù)解決方案具有需要額外成本和空間并且可靠性降低等 缺點。
此外，該模擬控制電路典型地具有非線性控制特性。文獻WO 03/079548中提出了如下方法通過改變 Fmctional-N-PLL (鎖相環(huán))電路的分頻比率，基于未校正的參考振蕩 器，產(chǎn)生精確的本地振蕩器頻率，其中Fractional-N-PLL (鎖相環(huán))電 路用于基于未校正的參考振蕩器的參考頻率，產(chǎn)生本地振蕩器頻率。 但是，該解決方案無法在移動設(shè)備中提供例如協(xié)議定時處理和包括的 數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)和模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)的采樣所需 的精確參考頻率。此外，在文獻US5856766中， 一種設(shè)備通過與Fractional-N-PLL連接，基于未校正的參考頻率，獲得精確的本地振蕩器頻率，其中包 含有本地振蕩器的初始頻率誤差的信息提供給Fractional-N-PLL，以調(diào) 整分數(shù)分頻比率，最小化本地振蕩器的頻率誤差。基于精確的本地振 蕩器，通過提供另一整數(shù)PLL，進行進一步的混頻或頻率處理。該解 決方案也導致了如上所述的相同問題，即未產(chǎn)生精確參考頻率本身。由此可見，現(xiàn)有的頻率跟蹤機制需要涉及到成本和空間問題的相 應控制電路，或者無法提供具有精確參考頻率的任何基帶或任何輸出。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種改進的同步方案、方法和設(shè)備，利用本 發(fā)明方案，可以產(chǎn)生精確參考頻率，而不需要任何針對參考頻率振蕩 器的附加跟蹤或控制電路。本發(fā)明目的由權(quán)利要求1所述的同步設(shè)備和權(quán)利要求21所述的同 步方法實現(xiàn)。因此，利用頻率誤差信息來實現(xiàn)參考頻率的同步，該頻率誤差信 息用于將參考頻率轉(zhuǎn)換為其精確頻率值，并用于頻率轉(zhuǎn)換單元，該頻 率轉(zhuǎn)換單元基于該信息，將參考振蕩器的未校正參考頻率轉(zhuǎn)換為精確 參考頻率。由于提供了根據(jù)頻率誤差而導出的校正控制信息所控制的 頻率轉(zhuǎn)換單元，可以使用該頻率轉(zhuǎn)換單元來提供對輸出信號的頻率調(diào) 整或跟蹤功能，從而不必改變參考振蕩器頻率本身。因此，不必提供 用于頻率調(diào)整和/或跟蹤的外部控制裝置。
此外，由于可以獨立于鎖相環(huán)設(shè)置等任何信號產(chǎn)生裝置而提供該 頻率轉(zhuǎn)換單元，所以獲得了嚴格的線性控制特性。因為這種設(shè)置實現(xiàn) 了去耦功能，所以由鎖相環(huán)設(shè)置的壓控振蕩器VCO引入的任何調(diào)制 對作為輸出信號的精確參考頻率沒有任何影響。
此外，校正控制信息獨立于實際使用的無線電信道，所以即使在 切換到新信道之后，也可以獲得快速同步。除了接收信道，相同的分 頻器偏置也適用于發(fā)送信道。當提供有發(fā)送部分時，該精確參考頻率 是用于產(chǎn)生發(fā)送信號的參考。
由于該精確參考頻率不是根據(jù)PLL設(shè)置的輸出信號而導出的，所 以在需要精確參考頻率時，PLL設(shè)置不必是有效的。這樣的優(yōu)點在于， 可以降低電流消耗，從而增加待機時間。
可以基于輸出信號與信號產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的轉(zhuǎn)換信號之間的同步誤 差，確定同步誤差。備選地，可以基于輸出信號與同步信息之間的同 步誤差，確定同步誤差。
用于產(chǎn)生未校正參考頻率的參考振蕩器可以是晶體或MEMS (微 電機系統(tǒng))振蕩器，也可以是非可控的固定頻率振蕩器?？梢愿鶕?jù)由 相應通信系統(tǒng)限定的額定信道頻率與額定參考頻率之間的比率，導出 預定的額定分頻比率。
此外，控制裝置可以與用于設(shè)定信道控制信息和校正控制信息的 編程接口連接。因此，通過使用該編程接口，對鎖相環(huán)設(shè)置和頻率轉(zhuǎn) 換裝置重新編程，可以實現(xiàn)頻率改變。
校正控制信息可以包括獨立于發(fā)送信道的頻率校正加數(shù)、以及也 獨立于發(fā)送信道的獨立轉(zhuǎn)換因子。頻率轉(zhuǎn)換裝置可以包括乘法器裝置 與除法器裝置的串聯(lián)組合，乘法器裝置將參考頻率與基于頻率校正加 數(shù)和轉(zhuǎn)換因子而確定的乘法因子相乘，除法器裝置將相乘后的參考頻 率除以基于獨立轉(zhuǎn)換因子而確定的除法因子。此外，頻率轉(zhuǎn)換裝置可 以包括濾波器裝置，用于限制除法器裝置的輸出的頻譜組成，從而提 高頻率轉(zhuǎn)換裝置的輸出信號的頻譜純度。
例如，乘法器裝置可以是Fractional-N-PLL、整數(shù)PLL或其他類
型的乘法裝置。
例如，除法器裝置可以是整數(shù)除法器、Fmctiond-N除法器或其他 類型的除法裝置。
控制裝置可以用于設(shè)定獨立轉(zhuǎn)換因子，以獲得整數(shù)值的乘法因子。 備選地，控制裝置可以用于設(shè)定獨立轉(zhuǎn)換因子，以獲得整數(shù)值的除法 因子。作為上述編程方式的等同替換，獨立轉(zhuǎn)換因子在裝置中可以是 硬線連接的，從而無需對其的編程。
此外，可以提供切換裝置，用于將未校正參考頻率或頻率轉(zhuǎn)換裝 置的輸出與同步裝置的輸出連接。因此，在最初開始同步過程時，可 以由切換裝置將未校正參考頻率切換至控制單元，以用于激活和初始 化。
例如，可以將輸出信號提供至基帶處理單元，該基帶處理單元包 括用于基于頻率偏置而計算同步誤差的計算裝置。由此，通過在基帶 處理單元中計算頻率偏置，并經(jīng)由例如編程接口等設(shè)定作為后續(xù)步驟 基礎(chǔ)的頻率校正加數(shù)，可以實現(xiàn)同步。
其他有利修改方式在從屬權(quán)利要求中有所限定。


以下，將參照附圖，基于優(yōu)選實施例來描述本發(fā)明，附圖中
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的同步方案的示意框圖2示出了緊接在接通根據(jù)優(yōu)選實施例的同步機構(gòu)之后、具有該 設(shè)置的移動終端的示意框圖3示出了己達到同步狀態(tài)后的圖2的移動終端；以及
圖4示出了從圖2所示初始狀態(tài)到圖3所示同步狀態(tài)的轉(zhuǎn)換過程 的有關(guān)流程圖。
具體實施例方式
以下將基于移動終端與蜂窩網(wǎng)絡(luò)發(fā)射的同步信息或同步信號之間 的同步來描述優(yōu)選實施例。
圖1示出了作為優(yōu)選實施例基礎(chǔ)的同步機制的示意框圖。移動終 端或移動用戶設(shè)備中參考頻率的同步是通過從鎖相環(huán)(PLL)電路30
的除法器8的控制信息中導出頻率轉(zhuǎn)換單元90的另一控制信息而實現(xiàn) 的。向PLL電路30提供未校正參考振蕩器信號B。針對鎖相環(huán)電路 30的未校正參考振蕩器信號B是由不具有頻率控制裝置或電路的簡 單晶振2產(chǎn)生的?？刂茊卧驒C制40執(zhí)行除法器8和頻率轉(zhuǎn)換器90 的設(shè)置以及它們的配置。這遵從特定序列，該特定序列使用戶設(shè)備能 夠?qū)⑵洚a(chǎn)生的參考頻率f^f與相應接收機單元50從蜂窩網(wǎng)絡(luò)接收的頻
率信息(N.k) 4&ef或頻率校正或同步信息同步，其中向接收機單元50
提供由鎖相環(huán)電路30產(chǎn)生的信號，以用于例如混頻或其他同步的接收 目的。
接收機單元50產(chǎn)生在后續(xù)單元(未示出)中得到進一步處理的數(shù) 字接收信號DRS。如圖l所示，由晶振2產(chǎn)生的參考振蕩器信號B的 未校正參考頻率具有頻率誤差s，在同步輸出信號D中，由控制單元 40在頻率轉(zhuǎn)換單元卯中設(shè)定的相應結(jié)果頻率轉(zhuǎn)換因子補償了頻率誤 差s。因此，無需晶振2自身的任何調(diào)整，便可獲得具有同步或校正的 精確參考頻率f;ef的輸出信號D。這里要注意，任何產(chǎn)生固定頻率的合 適的參考振蕩器都可以取代晶振2。
下面將基于所謂的"零IF接收機"設(shè)置，g卩，中頻(IF)為OHz 的超外差(superhet)接收機，更加詳細地描述以上同步機制。這是指 由相應的頻率轉(zhuǎn)換電路將接收到的高頻或射頻(RF)信號直接轉(zhuǎn)換到 基帶頻率上。但是，要注意，所提出的同步機制的原理也可應用于其 他接收機結(jié)構(gòu)，例如包括非零IF的其他超外差原理。
附圖中通過相應符號，只分別示出和指示了與優(yōu)選實施例的描述 相關(guān)的連接或控制線。
參照圖2，提出了接收由網(wǎng)絡(luò)發(fā)射的同步信息并與之同步的設(shè)置。 為此，利用天線1接收同步信號H，由隨后的接收機設(shè)置10將其轉(zhuǎn)換 到基帶頻率上，并在隨后的基帶處理單元20中對其解碼和評估。為進 行頻率轉(zhuǎn)換，在所連接的天線1之后的接收機設(shè)置10中設(shè)置混頻器 12。混頻器12之后設(shè)置對轉(zhuǎn)換后的接收信號進行頻帶限制的低通濾波 器13、以及將轉(zhuǎn)換后的接收信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字接收信號的模擬至數(shù)字轉(zhuǎn) 換器14。作為鎖相環(huán)設(shè)置30的組成部分并被連接的壓控振蕩器7產(chǎn)
生針對混頻器12的轉(zhuǎn)換信號C。鎖相環(huán)設(shè)置30還包括PLL分頻器8 (例如，F(xiàn)ractional-N分頻器)、相位頻率比較器5和環(huán)形濾波器6。此外，參考晶振2用于產(chǎn)生具有未校正參考頻率的參考振蕩器信 號B，該未校正參考頻率用作提供給相位頻率比較器5的相位比較頻 率。鎖相環(huán)設(shè)置30用于使分頻信號E的頻率在已達到穩(wěn)定狀態(tài)時收 斂到參考振蕩器信號B的未校正參考頻率。參考晶振2不需要任何用于頻率改變或頻率跟蹤的控制電路。這 里，所需的精確參考頻率由fref表示，其絕對精度由相應的通信系統(tǒng)預 先確定。與之相反，參考晶振2的參考振蕩器信號B的未校正參考頻 率以參考頻率誤差s偏離精確參考頻率fref。根據(jù)優(yōu)選實施例，頻率轉(zhuǎn)換單元90與晶振2的輸出連接。頻率轉(zhuǎn) 換單元90將參考振蕩器信號B的未校正參考頻率轉(zhuǎn)換為頻率轉(zhuǎn)換單 元90的輸出信號D的已校正頻率。該轉(zhuǎn)換由得到的頻率轉(zhuǎn)換因子(K) 確定。K=， {1}其中fD表示輸出信號D的己校正頻率，fB表示參考振蕩器信號B的未校正參考頻率。以下，采用相同方式，所有符號fl下標信號名稱]表示該信號的頻率。頻率轉(zhuǎn)換單元90包括所連接的乘法器91、所連 接的除法器92和輸出信號濾波器93的串聯(lián)組合。所連接的乘法器91 將參考振蕩器信號B轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換后的頻率信號I。所連接的除法器92 結(jié)合隨后的輸出信號濾波器93，將轉(zhuǎn)換后的頻率信號I轉(zhuǎn)換為頻率轉(zhuǎn) 換單元90的輸出信號D。輸出信號濾波器93的功能是限制所連接的除法器92的輸出信號 的頻譜組成和噪聲帶寬。由此提高了頻率轉(zhuǎn)換單元90的輸出信號D 的頻譜純度。輸出信號濾波器93的濾波特性可以是帶通或低通特性。PLL分頻器8的分頻因子是兩個邏輯分頻比率的組合，即額定分 頻比率N.k和校正分頻比率(1-cj)。具體而言，可以從接收信號的移 動無線電信道頻率與額定參考頻率之間的比率中導出額定分頻比率 N.k。而校正分頻比率(1-cj)，尤其是頻率校正加數(shù)ci，用于獲得壓控
振蕩器7所需的精確頻率。分頻信號E與轉(zhuǎn)換信號C之間的頻率關(guān)系
可以如下表示 /￡— 1
上次編程的索引參考指示符頻率校正加數(shù)CT-,用于與下一步驟的 頻率校正加數(shù)C7+,相區(qū)分，并建立兩者在時間上的關(guān)系。
此外，根據(jù)以下方程{2}，所連接的乘法器91的倍頻因子ia包括
由獨立轉(zhuǎn)換因子P補充的上述校正分頻比率(l-c7)。
所連接的除法器92的分頻因子；包括上述獨立轉(zhuǎn)換因子p，獨立 轉(zhuǎn)換因子p也是對所連接的乘法器91進行編程的一部分。這表示為如 下方程{3}:
通過編程接口 11設(shè)定分頻比率或轉(zhuǎn)換因子N.k、 (1-cj)和p，編 程接口 11經(jīng)由對額定分頻比率N.k進行編程的控制連接F與PLL分 頻器8連接，經(jīng)由對頻率校正加數(shù)(J進行編程的另一控制連接G與PLL 分頻器8和所連接的乘法器91連接，并經(jīng)由對獨立轉(zhuǎn)換因子p進行編 程的再一控制連接K與所連接的乘法器91和所連接的除法器92連接。 編程接口 11的設(shè)定過程由設(shè)置在基帶處理單元20中的無線電控制器 16控制。
此外，選擇開關(guān)3由編程接口 ll控制。選擇開關(guān)3將參考晶振2 的參考振蕩器信號B或者頻率轉(zhuǎn)換單元90的輸出信號D與基帶處理 單元20連接，具體是與基帶處理單元20中設(shè)置的基帶接收機4連接。
基帶接收機4接收來自接收機設(shè)置IO的模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器14的 數(shù)字接收數(shù)據(jù)，以用于后續(xù)處理和解碼。頻率偏置計算器15與基帶接 收機4連接，在基帶接收機4中將由網(wǎng)絡(luò)最初發(fā)射的同步信息解碼。 頻率偏置計算器15基于最后設(shè)定的額定分頻比率N.k，計算頻率偏置 f曰息A o
—A一丄 力p
在數(shù)學上，頻率偏置信息A對應于同步信息H的頻率fH與轉(zhuǎn)換信號C的頻率fc之差，轉(zhuǎn)換信號C施加至混頻器12，以轉(zhuǎn)換至基帶頻率。這可以如下表示<formula>formula see original document page 13</formula>{4}為了實現(xiàn)并將壓控振蕩器7所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)換信號C保持在其精確頻 率上，基于獲得的頻率偏置信息A，連續(xù)跟蹤PLL分頻器8的劃分因 子的頻率校正加數(shù)cr。由于在所連接的乘法器91中也對該連續(xù)跟蹤的頻率校正加數(shù)cr進 行更新，因此，即使參考振蕩器信號B的未校正參考頻率由于例如溫 度變化等漂移時，產(chǎn)生的輸出信號D也會具有精確參考頻率。圖2所示的情況與緊接在接通該設(shè)置的電源之后的狀態(tài)相對應。 在同步過程開始時，經(jīng)由選擇開關(guān)3將參考晶振2的參考振蕩器信號 B的帶有參考頻率誤差s的未校正參考頻率連接至基帶處理單元20， 以使基帶處理單元20可以啟動。由于在基帶處理單元20的無線電控 制器16已初始化之前頻率轉(zhuǎn)換單元90不會發(fā)送輸出信號D，所以這 是需要的。然后，經(jīng)由控制連接F將PLL分頻器8的額定分頻比率N.k編程 為信道控制信息，經(jīng)由控制連接G將PLL分頻器8和所連接的乘法 91的頻率校正加數(shù)a編程為零(即，ci=0)，并將所連接的乘法器91 和所連接的除法器92的獨立轉(zhuǎn)換因子p編程為其常值。因此，在鎖相 環(huán)設(shè)置30的穩(wěn)定狀態(tài)下，信號B、 D和E的頻率都等于值&effs?；祛l器12中的頻率轉(zhuǎn)換所需的轉(zhuǎn)換信號C是從參考振蕩器信號B 的未校正參考頻率中獲得的。使用包括塊5、 6、 7和8的鎖相環(huán)設(shè)置 30，將參考振蕩器信號B的未校正參考頻率與PLL分頻器8的額定分 頻比率N.k和校正分頻比率(l-(T)相乘，同時將上次編程的頻率校正
加數(shù)a.,設(shè)定為0，因此，校正分頻比率(I-cj.。是1。因此，轉(zhuǎn)換信
號C的頻率等于
fc=(N.k)* (fref+s).
在基帶處理單元20的頻率偏置計算器15中獲得的頻率誤差信息 A等于(N.k" s。這與參考晶振2處的參考頻率誤差s乘以額定分頻比 率(N.k)相對應。
可以選擇對倍頻因子P的貢獻值，特別是獨立轉(zhuǎn)換因子p，以使倍 頻因子ia產(chǎn)生整數(shù)。
備選地，可以選擇得到的頻率轉(zhuǎn)換因子ic，特別是獨立轉(zhuǎn)換因子p， 以使得到的頻率轉(zhuǎn)換因子K產(chǎn)生整數(shù)。
一般而言，不必對獨立轉(zhuǎn)換因子p進行編程，而也可以是硬線連 接而成的。
針對主要功能，獨立轉(zhuǎn)換因子p可以是任何有理或無理數(shù)。例如， 獨立轉(zhuǎn)換因子p可以選擇為比"1"大很多，以獲得輸出信號相對于頻 率轉(zhuǎn)換單元卯產(chǎn)生的噪聲和毛刺(spur)的最佳性能。
根據(jù)優(yōu)選實施例的設(shè)置的最終目標是頻率轉(zhuǎn)換單元90的輸出信 號D的校正參考頻率以及由此轉(zhuǎn)發(fā)至基帶處理單元20的頻率與精確 參考頻率精確地對應，即，輸出信號D的頻率等于f;ef。
此外，應該實現(xiàn)以精確額定轉(zhuǎn)換頻率操作混頻器12，從而轉(zhuǎn)換信 號C的頻率應該等于fref*(N.k)。鑒于信號C和B=E由PLL分頻器8 的分頻比率(N.kr(l-cj)相聯(lián)系，轉(zhuǎn)換信號C的頻率等于(N.k"(l-a) * (fref+s)。
當強制實現(xiàn)信號C的同步時，這得到如下表達式 fc =(N.k)*(l-cj)*fE —般情況下 fc = fref*(N.k) 同步情況下 fref*(N.k) =(N.k)*(l-cj)*(freffs) fref=(l-cJ)*(fref+s)
在上述等式{6}和{7}中，優(yōu)點在于，為了產(chǎn)生并保持輸出信號D 的精確參考頻率而需要的從上次編程的頻率校正加數(shù)c^到頻率誤差s 以及從頻率誤差s到下一步頻率校正加數(shù)aw的計算不依賴于額定分頻 比率N.k，從而不依賴于所選的移動無線電信道。這意味著即使在移 動無線電信號改變期間也可以支持同步，而無需對頻率校正加數(shù)CJ進 行重新編程。應該注意，所有劃分的乘法性組合，例如PLL分頻器8和所連接 的乘法器91中的乘法比率，可以只用于邏輯和軟件編程表示。這意味 著這些部分可以在物理上實現(xiàn)為具有一個分數(shù)分頻比率的一個 Fractional-N分頻器(塊8)和相應的乘法器(塊91)。圖3示出了當達到同步時圖2的框圖。這表示整個設(shè)備產(chǎn)生輸出 信號D的精確參考頻率，該精確參考頻率通過開關(guān)饋送至基帶處理單 元20，并可能饋送至一些其他部分，例如需要該精確參考頻率的GPS 單元。此外，轉(zhuǎn)換信號C處于其精確頻率上。如上結(jié)合最終目標而說明的，在基帶處理單元20處可以使用等式 {5}來導出參考頻率誤差￡。因此，由于設(shè)定的無線電信道已知額定分 頻比率N.k，上次編程的頻率校正加數(shù)a-,是根據(jù)上次編程而已知的并 且由此對于引起實際頻率偏置信息A的狀況有效，所以使用等式{5} 來處理頻率偏置信息A。這里，cj.i是初始狀態(tài)下的0或從先前設(shè)置而 己知。因此，可以根據(jù)等式(6)編程或設(shè)定用于PLL分頻器8的下一步和后續(xù)步驟的頻率校正加數(shù)CTw。在鎖相環(huán)設(shè)置30到達其穩(wěn)定狀態(tài)之后，轉(zhuǎn)換信號C的頻率與對 應于混頻器12的精確轉(zhuǎn)換頻率的值f;e,(N.k)精確對應。因為轉(zhuǎn)換信號 C的頻率包括兩個分量(N.k" f^和(N.k) *s，所以對應于頻率偏置信息 A的第二分量在該級達到O值，S卩(N.k) *s=0。編程接口ll控制選擇 開關(guān)3將頻率轉(zhuǎn)換單元90的輸出信號D與基帶處理單元20連接。這 表示在接收機設(shè)置10和基帶處理單元20中使用精確參考頻率fref，而 與參考振蕩器信號B的未校正參考頻率的參考頻率誤差s無關(guān)。
例如，由于移動終端內(nèi)的溫度改變等，參考頻率誤差s隨時間變化。
因此，在操作期間，頻率偏置計算器15的頻率偏置信息A可能暫時 偏離0。響應于該偏離，在PLL分頻器8和所連接的乘法器91中執(zhí) 行頻率校正加數(shù)cr的重新編程，以將頻率偏置信息A設(shè)定到0，這對 應于用于補充任何參考頻率誤差s的參考頻率跟蹤功能。
在優(yōu)選實施例的描述中，由網(wǎng)絡(luò)發(fā)射并由移動終端接收的同步信 息的任何暫時改變(可能由多普勒效應以及由對應站點(例如基站) 的頻率偏置而引起的頻偏而導致)無法與未校正參考頻率的改變區(qū)分 開來，從而被視為由參考頻率誤差s表示。
這種設(shè)置的優(yōu)點在于，在獲得頻率校正加數(shù)之后，由鎖相環(huán)設(shè)置 30和接收機單元50構(gòu)建的RF部分不再需要是對于產(chǎn)生輸出信號D 的精確參考頻率而活躍的。只有頻率誤差s不發(fā)生劇烈改變，情況就是 如此。這有助于節(jié)約電流或功率，從而增加待機時間。
這種設(shè)置的另一優(yōu)點在于，可以調(diào)制壓控振蕩器7，而無需將頻 率改變連接至或傳送至輸出信號D。
圖4示出了涉及從圖2初始狀態(tài)到圖3同步狀態(tài)的改變或轉(zhuǎn)換過 程的示意流程圖。具體而言，圖4示出了在移動終端操作期間跟蹤參 考頻率的方式。
在步驟S100，接通移動終端，進行參考頻率同步。然后，在步驟 S101，選擇開關(guān)3將參考晶振2的參考振蕩器信號B與基帶處理單元 20連接，以將其激活。隨后，在步驟S102，將PLL分頻器8設(shè)定或 編程到額定分頻比率N.k，將其中頻率校正加數(shù)(a)等于O的校正分 頻比率(1-cj)設(shè)定針對PLL分頻器8和所連接的乘法器91，并在開 始時將獨立轉(zhuǎn)換因子p設(shè)定針對所連接的乘法器91和所連接的除法器 92。在步驟S103，切換選擇開關(guān)3，此時將頻率轉(zhuǎn)換單元90的輸出 信號D連接至基帶處理單元20，此時輸出信號D的頻率對應于參考 晶振2的參考振蕩器信號B的未校正參考頻率。在步驟S104，壓控振 蕩器7產(chǎn)生針對混頻器12的轉(zhuǎn)換信號C，在該初始時間點，轉(zhuǎn)換信號 C仍然是有誤差的。
在步驟S105，頻率誤差計算器15產(chǎn)生頻率誤差信息A。在隨后 判定步驟S106，檢查頻率偏置信息A是否為0。如果頻率偏置信息A 為0，則該過程跳到步驟SllO，在步驟SHO假設(shè)同步的操作狀態(tài)， 并開始帶有條件的等待時間，該條件依賴于步驟Sill作出的判定。該 流程圖的其他分支的描述中給出了細節(jié)和后續(xù)步驟。如果在步驟S106確定頻率偏置信息A不等于0，則過程前進到 步驟S107。如步驟S107所示，可以通過應用等式{5}來評估在頻率偏 置計算器15處獲得的頻率偏置信息A，獲得參考振蕩器信號B的未 校正參考頻率的參考頻率誤差s。在步驟S108，通過利用等式{6}來確定下一同步步驟所需的頻率 校正加數(shù)a+p并將其設(shè)定在PLL分頻器8和所連接的乘法器91中。 然后，在步驟S109，壓控振蕩器7將轉(zhuǎn)換信號C的頻率改變成混頻器 12的精確轉(zhuǎn)換頻率，頻率轉(zhuǎn)換單元90產(chǎn)生具有精確參考頻率的輸出 信號D。結(jié)果，在下一步驟S110中進入同步操作狀態(tài)。在隨后判定步驟Slll，檢査對于下面的等待時間，RF部分(鎖 相環(huán)設(shè)置30和接收機單元50)的操作是否必需。如果是，則在步驟 S113開始等待時間，并且過程在等待時間之后跳回到步驟S105。如果在步驟Slll確定不必操作RF部分，則在步驟S112切斷RF 部分，在隨后步驟S113中開始等待時間。在等待時間結(jié)束之后，在 步驟S114判定是否想要新的同步。如果不，則該過程跳回到步驟S113， 并開始新的等待周期。如果想要新的同步，則在步驟S115接通RF部 分，并且該過程跳回到步驟S105。一般而言，本發(fā)明提供的優(yōu)點在于，可以不需要在參考頻率晶振 電路處用于頻率跟蹤的物理離散模擬電路，例如調(diào)諧元件濾波器和去 耦合電路，從而節(jié)約了成本和空間。此外，另一優(yōu)點是在產(chǎn)生校正控制信息之后可以切斷RF部分。另一優(yōu)點在于，將輸出信號與壓控振蕩器7連接斷開。因此，可 以調(diào)制壓控振蕩器7，而對作為輸出信號的輸出信號D的精確參考頻 率的頻譜質(zhì)量沒有任何影響。最后，上述圖2， 3和4中所示的優(yōu)選實施例提供的優(yōu)點在于，頻率校正加數(shù)cr與設(shè)定的移動無線電信道無關(guān)，并與作為接收機或發(fā)射 機的操作無關(guān)?？傊枋隽擞糜谔峁┹敵鲂盘朌至同步信息或同步信號H的同步的設(shè)備和方法，其中通過將對鎖相環(huán)設(shè)置30或直接數(shù)字合成設(shè)置等信號產(chǎn)生裝置控制到其精確頻率的校正控制信息與將未校正參考頻率 轉(zhuǎn)換到校正或精確參考頻率的頻率轉(zhuǎn)換單元卯連接，實現(xiàn)了同步。從而可以在無線電通信設(shè)備中使用由簡單晶振2提供的未校正參考頻率，而無需任何頻率控制裝置。這由提出的設(shè)備和方法實現(xiàn)，該設(shè)備和方法產(chǎn)生具有精確參考頻率的輸出信號D，該精確參考信號用在基 帶處理單元20內(nèi)部并可以饋送至外部設(shè)備。此外，采用本設(shè)備和方法， 在轉(zhuǎn)換信號C的精確頻率上產(chǎn)生該信號C，并將該精確頻率用于接收 機設(shè)置10中，尤其是混頻器12中。可以按照預定順序進行鎖相環(huán)設(shè) 置30和頻率轉(zhuǎn)換單元90的設(shè)置，這使用戶設(shè)備能夠?qū)⑵鋮⒖碱l率與 接收到的由通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)射的頻率校正信息同步。注意，本發(fā)明不限于上述優(yōu)選實施例和廣義化的實施例，而可以 應用于任何接收機和/或接收機-發(fā)射機設(shè)置中，例如超外差接收機， 其中將終端設(shè)備或其他設(shè)備中導出的時鐘頻率、參考頻率或其他控制 頻率與從網(wǎng)絡(luò)廣播的同步信息中導出或其中包含、或者通過其他通信 媒體而可用的比較頻率相同步。作為鎖相環(huán)設(shè)置30的備選，也可以使 用其他信號產(chǎn)生裝置產(chǎn)生轉(zhuǎn)換信號C，例如直接數(shù)字合成設(shè)置。這里， 在較早步驟中，將信道控制信息用于產(chǎn)生未校正轉(zhuǎn)換信號C。在稍后 步驟中，使用信道控制信息和校正控制信息，以產(chǎn)生精確轉(zhuǎn)換信號C。不是必須要從同步信息H的頻率fH與施加至混頻器12以轉(zhuǎn)換到 基帶頻率的轉(zhuǎn)換信號C的頻率fc之差中導出同步誤差。作為備選方案， 可以從同步信息H的頻率fH與輸出信號D的頻率fo之間的比較中導 出同步。作為另一備選方案，可以從同步信息H的頻率fH與參考振蕩器信 號B的頻率fe之間的比較中導出同步。用于實施本發(fā)明的特定示例是在全球移動通信系統(tǒng)(GSM)、通 用移動通信系統(tǒng)(UMTS)、碼分多址(CDMA)系統(tǒng)、IEEE802.U、 IEEE802.15、 IEEE802.16、數(shù)字增強無繩電話(DECT)系統(tǒng)、藍牙系 統(tǒng)和/或其他任何無線電通信標準等中規(guī)定的無線網(wǎng)絡(luò)中使用的終端 設(shè)備。優(yōu)選實施例可以在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)有所變化。
權(quán)利要求
1.一種同步設(shè)備，用于提供輸出信號(D)與同步信息(H)的同步，所述設(shè)備包括a)頻率轉(zhuǎn)換裝置(90)，用于將參考頻率轉(zhuǎn)換為校正參考頻率，所述參考頻率用于處理所述同步信息(H)；以及b)控制裝置(40)，用于基于所確定的、所述同步設(shè)備相對于所述同步信息(H)的同步誤差，產(chǎn)生校正控制信息；c)其中所述控制裝置(40)被設(shè)置為向所述頻率轉(zhuǎn)換裝置(90)提供所述校正控制信息，以基于所述校正控制信息對所述參考頻率進行校正。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述同步誤差是基于所述輸 出信號(D)與所述同步信息(H)之間的同步誤差而確定的。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述同步誤差是基于所述參 考頻率與所述同步信息(H)之間的同步誤差而確定的。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括被提供有所述參考頻率的 信號產(chǎn)生裝置(30)，用于產(chǎn)生轉(zhuǎn)換信號(C)，其中所述同步誤差是 基于所述轉(zhuǎn)換信號(C)與所述同步信息(H)之間的同步誤差而確定 的。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中利用信道控制信息對所述信 號產(chǎn)生裝置(30)編程，以設(shè)置預定的額定分頻比率(N.k)，并且將 所述校正控制信息提供至所述信號產(chǎn)生裝置(30)，以設(shè)置針對所述信 號產(chǎn)生裝置(30)的頻率校正分頻比率。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的設(shè)備，其中所述信號產(chǎn)生裝置包括 鎖相環(huán)設(shè)置(30)或直接數(shù)字合成設(shè)置。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備，還包括參考振蕩器(2)，用于產(chǎn)生所述參考頻率。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中所述參考振蕩器(2)是不受控的固定頻率振蕩器。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中所述固定頻率振蕩器是晶振(2)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中所述固定頻率振蕩器是 MEMS振蕩器。
11. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備，其中所述參考頻率是接 收機的信道轉(zhuǎn)換信號的基礎(chǔ)，所述額定分頻比率(N.k)是從所述信道信 號的信道頻率與額定參考頻率之比中導出的。
12. 根據(jù)權(quán)利要求5到11之一所述的設(shè)備，其中所述控制裝置(40)與編程接口 (11)連接，所述編程接口 (11)用于設(shè)置所述校正控制 信息和所述信道控制信息。
13. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備，其中所述校正控制信息 包括如下中的至少一個與接收或發(fā)送信道無關(guān)的頻率校正加數(shù)、以 及獨立轉(zhuǎn)換因子。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中所述頻率轉(zhuǎn)換裝置(90) 包括乘法器裝置(91)和除法器裝置(92)的串聯(lián)組合。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中所述乘法器裝置(91)被 設(shè)置為將所述參考頻率與基于所述頻率校正加數(shù)和獨立轉(zhuǎn)換因子而確 定的乘法因子相乘，所述頻率校正加數(shù)是從所述校正控制信息中導出 的，并且所述除法器裝置(92)被設(shè)置為將所述相乘后的參考頻率除 以基于所述獨立轉(zhuǎn)換因子而確定的除法因子。
16. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備，其中所述頻率轉(zhuǎn)換裝置 (90)包括濾波器裝置(93)，用于限制所述頻率轉(zhuǎn)換裝置(90)的輸出信號的頻譜組成。
17. 根據(jù)權(quán)利要求13到16之一所述的設(shè)備，其中所述控制裝置 (40)被設(shè)置為對所述獨立轉(zhuǎn)換因子進行設(shè)置，以獲得所述乘法因子的整數(shù)值。
18. 根據(jù)權(quán)利要求13到16之一所述的設(shè)備，其中所述控制裝置 (40)被設(shè)置為對所述獨立轉(zhuǎn)換因子進行設(shè)置，以獲得所述除法因子的整數(shù)值。
19. 根據(jù)權(quán)利要求13到16之一所述的設(shè)備，其中所述獨立轉(zhuǎn)換因 子在所述設(shè)備中是硬線連接的。
20. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備，還包括切換裝置(3)， 用于將所述參考頻率或所述頻率轉(zhuǎn)換裝置(90)的輸出提供至所述同 步設(shè)備的輸出或提供至基帶處理單元(20)。
21. 根據(jù)權(quán)利要求1到19之一所述的設(shè)備，其中將所述輸出信號 (D)提供至基帶處理單元(20)。
22. 根據(jù)權(quán)利要求20或21所述的設(shè)備，其中所述基帶處理單元 (20)包括計算裝置(15)，用于基于頻率偏置來計算所述同步誤差。
23. —種同步方法，用于提供輸出信號(D)與同步信息(H)的同步，所述方法包括步驟a) 將參考頻率轉(zhuǎn)換為校正參考頻率，所述參考頻率用于處理所述 同步信息(H);b) 基于所確定的、所述同步設(shè)備相對于所述同步信息(H)的同 步誤差，產(chǎn)生校正控制信息；以及c) 在所述轉(zhuǎn)換步驟中使用所述校正控制信息，以基于所述校正控制信息對所述參考頻率進行校正。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述同步誤差是基于所述輸出信號(D)與所述同步信息(H)之間的同步誤差而確定的。
25. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述同步誤差是基于所述 參考頻率與所述同步信息(H)之間的同步誤差而確定的。
26. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，還包括將所述參考頻率提供 至信號產(chǎn)生裝置(30)的較早步驟，所述信號產(chǎn)生裝置(30)基于所 述參考頻率來產(chǎn)生轉(zhuǎn)換信號(C)，其中所述轉(zhuǎn)換信號基于信道控制信 息；以及基于所述信道控制信息和所述校正控制信息的稍后步驟，其 中所述校正控制信息是基于所述轉(zhuǎn)換信號(C)與所述同步信息(H)之間的同步誤差而確定的。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中所述信號產(chǎn)生裝置包括鎖相環(huán)設(shè)置(30)或直接數(shù)字合成設(shè)置，并且在所述較早步驟中使用所 述信道控制信息，以在所述鎖相環(huán)設(shè)置(30)或所述直接數(shù)字合成設(shè) 置中設(shè)置預定的額定分頻比率。
28. 根據(jù)權(quán)利要求22到27之一所述的方法，還包括步驟在基 帶處理單元(20)的初始操作階段，將所述參考頻率提供至所述基帶 處理單元(20);以及在校正所述參考頻率之后，將所述輸出信號(D) 提供至所述基帶處理單元(20)。
29. —種接收機，包括權(quán)利要求1到22之一所述的同步設(shè)備。
30. —種收發(fā)機，包括權(quán)利要求1到22之一所述的同步設(shè)備。
31. —種無線電子設(shè)備，包括權(quán)利要求1到22之一所述的同步設(shè)備。
32. —種接收機，其中使用權(quán)利要求23到28之一所述的同步方法。
33. —種收發(fā)機，其中使用權(quán)利要求23到28之一所述的同步方法。
34. —種無線電子設(shè)備，其中使用權(quán)利要求23到28之一所述的同步方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于提供輸出信號至同步信息的同步的設(shè)備和方法。通過將對鎖相環(huán)設(shè)置(30)或直接數(shù)字合成設(shè)置等信號產(chǎn)生裝置控制到其精確頻率的校正控制信息與將未校正參考頻率轉(zhuǎn)換到校正或精確參考頻率的頻率轉(zhuǎn)換單元(90)連接，實現(xiàn)了同步。從而可以由簡單晶振(2)提供信號產(chǎn)生裝置(30)的未校正參考頻率，而無需任何頻率控制裝置?？梢园凑疹A定順序進行信號產(chǎn)生裝置(30)和頻率轉(zhuǎn)換單元(90)的設(shè)置，這使用戶設(shè)備能夠?qū)⑵鋮⒖碱l率與接收到的由通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)射的頻率校正信息同步。
文檔編號H04L7/00GK101213783SQ200680023992
公開日2008年7月2日 申請日期2006年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月29日
發(fā)明者馬庫斯·諾伊曼 申請人:Nxp股份有限公司