用于在異步移動通信系統(tǒng)中估計初始頻率偏置的裝置和方法

專利名稱：用于在異步移動通信系統(tǒng)中估計初始頻率偏置的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般來說涉及一種異步移動通信系統(tǒng)。本發(fā)明尤其涉及一種用于估計初始頻率偏置的裝置和方法。
背景技術(shù)：
能夠?qū)⒁苿油ㄐ畔到y(tǒng)典型地劃分為同步系統(tǒng)和異步系統(tǒng)。所述同步系統(tǒng)主要在美國采用，而所述異步系統(tǒng)主要在歐洲采用。
隨著近來移動通信工業(yè)的快速發(fā)展，不僅能夠支持語音業(yè)務(wù)而且能夠支持?jǐn)?shù)據(jù)和圖像業(yè)務(wù)的未來的移動通信系統(tǒng)正在吸引公眾的注意，而且有關(guān)未來移動通信系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化工作也正在進行。然而，正在采用不同的移動通信系統(tǒng)的美國和歐洲，每個都在獨立地實行各自的標(biāo)準(zhǔn)化。歐洲未來的移動通信系統(tǒng)是新標(biāo)準(zhǔn)之一，且稱作為通用移動通信系統(tǒng)(UMTS)。
典型地，為了搜索節(jié)點B(或者基站收發(fā)器子系統(tǒng)(BTS))，包括移動通信系統(tǒng)的用戶設(shè)備(UE；或者移動基站)要求進行頻率偏置估計并補償載頻。頻率偏置估計和補償極大地影響了節(jié)點B搜索時間和呼叫質(zhì)量。術(shù)語“頻率偏置”是指當(dāng)從節(jié)點B所接收的載頻按照由于信道環(huán)境的各種因素(例如，節(jié)點B信號失真或者多普勒頻率)而變化時發(fā)生的頻率變化，并且UE進行頻率偏置估計和補償，以便通過消除所述頻率偏置，將UE的發(fā)送/接收頻率和節(jié)點B的發(fā)送/接收頻率匹配。
例如，如果載頻是2.14GHz，則當(dāng)將具體的頻率偏置Δfr添加到在發(fā)送端所生成的載頻2.14GHz時，UE所接收的載頻Fr變?yōu)?.14GHz+Δfr。因此，UE能夠通過估計和補償所述頻率偏置Δfr來正常地恢復(fù)所接收的信號。一般來說，頻率偏置Δfr是其中反映在節(jié)點B中的頻率失真Δfdrift_in_BTS和多普勒頻率ΔfD的值。
通過自動頻率控制器(隨后稱作為“AFC”)進行UE的頻率偏置估計。AFC的工作原理是通過用其中反映所估計的具體的頻率偏置Δfr的載頻和接收信號頻率Fr比較，并連續(xù)補償差值來校正接收信號的頻率。下面描述詳細的實現(xiàn)方法。
AFC有兩個限制因為受限的回路(loop)帶寬，它不能夠跟蹤全部的頻率偏置，并且它必須知道小區(qū)擾碼和它的定時。換言之，它能夠在完成小區(qū)搜索之后運行。然而，在異步移動通信系統(tǒng)中，因為在獲取小區(qū)之前它不可能知道小區(qū)擾碼，所以不能夠使用AFC。因此，要求在進行小區(qū)搜索之前估計頻率偏置，并且在支持同步移動通信系統(tǒng)的UE中所使用的基于溫度的頻率估計方法能夠用作用于估計初始頻率偏置的方法。參照圖1，現(xiàn)在描述根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的基于溫度的初始頻率估計方法。
圖1是說明在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的異步移動通信系統(tǒng)中的頻率偏置估計裝置的框圖。參照圖1，頻率偏置估計裝置能夠包括第一乘法器101、低通濾波器(LPF)103、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)105、第二乘法器107、頻率差檢測器(FDD)109、溫度傳感器111、存儲器113、控制器115、累加器117、脈沖持續(xù)時間調(diào)制器(PDM)119、壓控振蕩器(VCO)121和頻率乘法器123。
FDD 109將第二乘法器107的輸出信號劃分為I-信道碼元和Q-信道碼元，并且通過進行有關(guān)當(dāng)前碼元和先前碼元的特定操作(例如，I(n)Q(n-1)-I(n-1)Q(n))來檢測頻率差。一般來說，通過上面操作檢測的頻率差在反映4個碼元的檢測結(jié)果之后輸出(即累加)。
控制器115選擇來自FDD 109的輸出值和從存儲器113讀取的值，并將所選擇值輸出到累加器117。如所述的，在初始狀態(tài)，因為AFC不正常工作，控制器115作為初始頻率偏置讀取在存儲器113中存儲的值，而不是FDD 109的輸出值，并將讀取值輸出到累加器117。
更具體地說，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的基于溫度的頻率估計方法，通過溫度傳感器111測量溫度，并從存儲器113所存儲的其中存儲有溫度和頻率偏置之間關(guān)系的表中、讀取對應(yīng)于所測量溫度的頻率偏置，從而估計初始頻率偏置。因此，控制器115從溫度傳感器111接收壓控振蕩器121的環(huán)境溫度值，基于溫度和頻率偏置之間的關(guān)系，讀取對應(yīng)于測量溫度的頻率偏置，并將所讀取的頻率偏置輸出到累加器117。累加器117累加當(dāng)前接收的值從而加到先前存儲的值，并將累加值輸出到PDM 119。PDM 119產(chǎn)生對應(yīng)于根據(jù)所述溫度所生成的初始頻率偏置的脈沖，并將所產(chǎn)生的脈沖輸出到壓控振蕩器121。
壓控振蕩器121根據(jù)從PDM 119輸出的脈沖值產(chǎn)生特定的振蕩頻率。在頻率乘法器123中，對從壓控振蕩器121輸出的振蕩頻率進行頻率乘法運算，生成載頻(即射頻)。在第一乘法器101中用所接收信號和頻率乘法器123的輸出相乘。
如果通過根據(jù)溫度所產(chǎn)生的初始頻率偏置以此方式估計初始頻率偏置，則通過如上所述的AFC操作由AFC進行下一個頻率偏置的估計。同時，在初始頻率偏置估計過程中，因為AFC沒有如上所述正常地工作，控制器115選擇從存儲器113讀取的值。然而，當(dāng)AFC通過初始頻率偏置估計正常工作時，控制器115選擇FDD 109的輸出值。即，當(dāng)AFC的回路連續(xù)地進行正常操作時，盡管所接收頻率是變化的，但是可能跟蹤已變化的頻率偏置。
對于壓控振蕩器121，恒溫控制溫度補償晶體振蕩器(OCTCXO)或者壓控溫度補償晶體振蕩器(VCTCXO)用作參考頻率發(fā)生器。
同時，在異步移動通信系統(tǒng)中，在同步移動通信系統(tǒng)中所使用的基于溫度的頻率估計方法能夠用作用于在完成小區(qū)搜索之前估計初始頻率偏置的方法。如所述的，基于溫度的頻率估計方法，通過測量VCTCXO工作所在位置的環(huán)境溫度，并通過從存儲有溫度和頻率偏置之間關(guān)系的表中讀取對應(yīng)于所測量溫度的頻率偏置，來估計初始頻率偏置。
然而，因為這樣一種方法基于存儲有溫度和頻率偏置之間關(guān)系的表來估計初始頻率偏置，所以要求用于存儲所述關(guān)系的額外存儲器，必須為在每個UE中所使用的每個VCTCXO設(shè)置唯一的表，并且在VCTCXO運行時之后，必須修改所述表。實際上，盡管VCTCXO是由相同公司制作的相同模塊，但是它們表現(xiàn)出顯著不同的特性，而且所述特性會隨時間出現(xiàn)不希望的變化。
此外，盡管基于存儲在所述表中的值估計初始頻率偏置，以便補償溫度的影響，但是在由節(jié)點B所發(fā)送的頻率和由用于接收由節(jié)點B發(fā)送的信號的UE所產(chǎn)生的頻率之間的初始頻率偏置、能表現(xiàn)出相當(dāng)大的值。實際上，在第三代合作項目(3rdGeneration Partnership Project(3GPP))異步系統(tǒng)中，當(dāng)考慮多普勒頻率時，初始載頻偏置大約為7.5KHz，而系統(tǒng)時鐘頻率大約為100Hz。
當(dāng)初始頻率偏置相當(dāng)大時，AFC不能進行頻率偏置補償，并且要求直到頻率偏置得到補償?shù)拈L時間。即，要求非常長的時間，直至頻率偏置得到補償，因為在用初始估計的頻率偏置進行步驟#3小區(qū)搜索之后，如果小區(qū)搜索失敗，則通過從存儲有溫度和頻率偏置之間關(guān)系的表中讀取另一個頻率偏置，并重復(fù)步驟#3小區(qū)搜索用于讀取的頻率偏置，來檢測精確頻率偏置。這導(dǎo)致呼叫失敗或者呼叫質(zhì)量的退化。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種在異步移動通信系統(tǒng)中通過利用步驟#1小區(qū)搜索有效且可靠地估計初始頻率偏置的裝置和方法。
為了實現(xiàn)上述和其他目的，提供一種在移動通信系統(tǒng)中用于由用戶設(shè)備(UE)估計初始頻率偏置的方法，在所述移動通信系統(tǒng)中，UE進行初始小區(qū)搜索，以便識別UE能夠與之交換數(shù)據(jù)的節(jié)點B。所述方法包括步驟通過主同步信道進行在每個脈沖持續(xù)時間調(diào)制(PDM)假定上的步驟#1小區(qū)搜索；存儲小區(qū)搜索結(jié)果；根據(jù)對PDM假定的小區(qū)搜索結(jié)果確定初始頻率偏置估計值；以及利用所確定的初始頻率偏置估計值估計頻率偏置。
為了實現(xiàn)上述和其他目的，提供一種在移動通信系統(tǒng)中估計初始頻率偏置的裝置，在所述移動通信系統(tǒng)中，用戶設(shè)備(UE)進行初始小區(qū)搜索，以便識別UE能夠與之交換數(shù)據(jù)的節(jié)點B。所述裝置包括用于存儲多個脈沖持續(xù)時間調(diào)制(PDM)假定并在其中存儲PDM假定的存儲器；步驟#1小區(qū)搜索器，用于通過主同步信道進行在每個PDM假定上的步驟#1小區(qū)搜索，并將小區(qū)搜索結(jié)果輸出到所述存儲器；以及初始頻率偏置估計器，用于根據(jù)對PDM假定的小區(qū)搜索結(jié)果確定初始頻率偏置估計值。


本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點根據(jù)結(jié)合附圖時的下面的詳細描述將變得更清楚，其中圖1是說明在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的異步移動通信系統(tǒng)中的頻率偏置估計裝置的框圖；圖2是說明利用根據(jù)本發(fā)明的實施例的步驟#1小區(qū)搜索的初始頻率偏置估計裝置的框圖；圖3是說明在根據(jù)本發(fā)明實施例的異步移動通信系統(tǒng)中所使用的步驟#1小區(qū)搜索器的結(jié)構(gòu)的框圖；圖4是說明根據(jù)本發(fā)明實施例的用于存儲脈沖持續(xù)時間調(diào)制(PDM)假定(hypothesis)的方法的圖；以及圖5是說明利用根據(jù)本發(fā)明的實施例的步驟#1小區(qū)搜索的初始頻率偏置估計方法的流程圖。
在所述附圖中，應(yīng)該理解，類似的參考標(biāo)號指示類似的特征和結(jié)構(gòu)。
具體實施例方式
現(xiàn)在參照附圖詳細描述本發(fā)明的幾個實施例。在下面的描述中，為簡明起見，已經(jīng)忽略了在此包含的已知功能和配置的詳細描述。
本發(fā)明提供了更有效且更可靠的初始頻率偏置估計方法，其利用在異步移動通信系統(tǒng)中用于小區(qū)搜索的主同步信道(P-SCH)。因此，因為當(dāng)前的信道條件能夠正確地反映，所以新的初始頻率偏置估計方法比傳統(tǒng)的基于溫度的初始頻率偏置估計方法更可靠。此外，不要求用于存儲溫度-頻率偏置關(guān)系的單獨表，且可靠的初始頻率偏置估計能夠得到，而不管由于VCTCXO的不穩(wěn)定性導(dǎo)致的特性變化。
支持異步移動通信系統(tǒng)的UE進行3-步驟小區(qū)搜索，所述3-步驟小區(qū)搜索包括第一步驟(在此稱作為“步驟#1”)小區(qū)搜索、第二步驟(在此稱作為“步驟#2”)小區(qū)搜索，以及第三步驟(在此稱作為“步驟#3”)小區(qū)搜索，用于小區(qū)獲取(即，節(jié)點B識別)。步驟#1小區(qū)搜索獲取利用P-SCH的時隙同步，步驟#2小區(qū)搜索獲取利用第二同步信道(S-SCH)的節(jié)點B組代碼相關(guān)信息和幀同步，而步驟#3小區(qū)搜索獲取利用公共導(dǎo)頻信道(CPICH)的節(jié)點B。
因為本發(fā)明各實施例利用借助P-SCH進行步驟#1小區(qū)搜索的步驟#1小區(qū)搜索器估計初始頻率偏置，所述估計能夠通過組合現(xiàn)有的硬件而不需要附加的硬件而實現(xiàn)。
參照圖2，現(xiàn)在詳細描述用于利用根據(jù)本發(fā)明的實施例的步驟#1小區(qū)搜索來估計初始頻率偏置的頻率偏置估計方法。
圖2是說明利用根據(jù)本發(fā)明的實施例的步驟#1小區(qū)搜索的初始頻率偏置估計裝置的框圖。參照圖2，根據(jù)本發(fā)明的實施例的頻率偏置估計裝置能夠包括第一乘法器201、低通濾波器(LPF)203、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)205、第二乘法器207、步驟#1小區(qū)搜索器209、存儲器211、初始頻率偏置估計器213、第三乘法器215、頻率差檢測器(FDD)217、控制器219、累加器221、脈沖持續(xù)時間調(diào)制器(PDM)223、壓控振蕩器(VCO)225和頻率乘法器227。
盡管傳統(tǒng)的基于溫度的初始頻率偏置估計裝置利用表示溫度和頻率偏置之間的關(guān)系的表來估計初始頻率偏置，但是根據(jù)本發(fā)明的實施例的新的初始頻率偏置估計裝置，建立多個PDM假定，并作為初始頻率偏置估計PDM的頻率偏置，其中通過用于每個PDM假定的步驟#1小區(qū)搜索檢測最大能量峰值。即，新初始頻率偏置估計裝置劃分PDM值，為被提供來在預(yù)定間隔產(chǎn)生振蕩頻率的溫度補償晶體振蕩器(TCXO)提供控制電壓，并從對每個PDM值的步驟#1小區(qū)搜索結(jié)果來估計初始頻率偏置。
將PDM假定值存儲在存儲器211，并在每個PDM假定上進行步驟#1小區(qū)搜索。將在每個PDM假定上的步驟#1小區(qū)搜索的結(jié)果存儲在存儲器211或者分開的存儲器中。然而，為方便起見，在此假定將在每個PDM假定上的步驟#1小區(qū)搜索結(jié)果存儲在存儲器211。初始頻率偏置估計器213通過從在存儲器211所存儲的全部PDM假定上的步驟#1小區(qū)搜索結(jié)果確定最佳PDM值來估計初始頻率偏置。用于從步驟#1小區(qū)搜索結(jié)果確定最佳PDM值的方法能用多種方法來實現(xiàn)，并且下面將提供對其詳細的描述。
首先，更詳細地描述用于進行有關(guān)每個PDM假定的步驟#1小區(qū)搜索的方法。如所述的，將PDM假定存儲在存儲器211，并且在PDM假定上順序地進行步驟#1小區(qū)搜索。當(dāng)控制器219對在存儲器211所存儲的PDM假定的一個讀取數(shù)據(jù)值時，它將所讀取的用于PDM假定的數(shù)據(jù)值施加到累加器221。
當(dāng)控制器219將FDD 217的輸出輸入到累加器221時，累加器221將當(dāng)前輸入值加到在先存儲的值中，并將輸出提供給PDM 223。然而，當(dāng)控制器219將從存儲器211所讀取的PDM假定輸入到累加器221時，累加器221旁路(bypass)所讀取的PDM假定，并將輸出提供給PDM 223。PDM 223產(chǎn)生對應(yīng)于所讀取PDM假定的數(shù)據(jù)值的脈沖，并將所產(chǎn)生的脈沖輸出到壓控振蕩器225。
壓控振蕩器225，即，用于根據(jù)輸入電壓值產(chǎn)生特定振蕩頻率的設(shè)備，根據(jù)從PDM 223輸出的脈沖值產(chǎn)生特定的振蕩頻率。在頻率乘法器227中對從壓控振蕩器225輸出的振蕩頻率進行頻率相乘，輸出載頻(即射頻)。在第一乘法器201中用接收信號和頻率乘法器227的輸出相乘。
由第一乘法器201用基于PDM假定產(chǎn)生的信號和通過天線所接收的接收信號Fr相乘，并在通過LPF 203和ADC 205之后，在第二乘法器207中用P-SCH信號和第一乘法器201的輸出信號相乘。將第二乘法器207的輸出信號輸入到步驟#1小區(qū)搜索器209，并且步驟#1小區(qū)搜索器209進行步驟#1小區(qū)搜索步驟。在3GPP標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中定義步驟#1小區(qū)搜索器209的操作步驟，其通過參考以在此包含其全部，并且一般來說以精減效率Golay相關(guān)器(pruned efficient Gloay correlator，PEGC)的形式來進行。
當(dāng)步驟#1小區(qū)搜索器209完成有關(guān)PDM假定之一的步驟#1小區(qū)搜索時，它將把小區(qū)搜索結(jié)果作為能量峰值存儲在存儲器211。如果用此方式完成有關(guān)所有PDM假定的步驟#1小區(qū)搜索，則在存儲器211存儲對PDM假定的各能量峰值。初始頻率偏置估計器213比較在存儲器211中所存儲的對PDM假定的各能量峰值，并根據(jù)具有最大能量峰值或者對用于具有較高能量峰值的預(yù)定數(shù)量的PDM假定的平均值的PDM假定，確定初始頻率偏置估計值。能夠用多種方法修改用于根據(jù)對PDM假定的步驟#1小區(qū)搜索結(jié)果來確定初始頻率偏置估計值的方法，下面提供對其的詳細描述。
控制器219接收由初始頻率偏置估計器213確定的初始頻率偏置估計值，并將所接收初始頻率偏置估計值輸出到累加器221。累加器221將從存儲器211讀取的具有最大能量峰值的PDM假定旁路到PDM 223。PDM 223產(chǎn)生對應(yīng)于根據(jù)本發(fā)明實施例所確定的初始頻率偏置的脈沖，并將所產(chǎn)生脈沖輸出到壓控振蕩器225。
壓控振蕩器225，根據(jù)輸入電壓值產(chǎn)生特定振蕩頻率的設(shè)備，根據(jù)從PDM 223輸出的脈沖值產(chǎn)生特定振蕩頻率。在頻率乘法器227對從壓控振蕩器225輸出的振蕩頻率進行頻率乘法，輸出載頻(即射頻)。在第一乘法器201用接收信號和頻率乘法器227的輸出相乘。
如果基于根據(jù)本發(fā)明實施例所產(chǎn)生的初始頻率偏置用此方式估計初始頻率偏置，則通過如上所述的AFC操作，對下一個頻率偏置估計進行自動頻率控制。即，為了從由在第一乘法器201接收的信號和所估計信號之間的操作所確定的輸出值、估計精確的頻率偏置，第一乘法器201的輸出信號穿過LPF 203、ADC 205、第三乘法器215和FDD 217。同時，在初始頻率偏置估計過程中，因為AFC沒有如上所述正常工作，所以控制器219選擇從存儲器213讀取的值。然而，從通過初始頻率偏置估計AFC正常操作時的時間，控制器219選擇FDD 217的輸出值。即，當(dāng)AFC回路連續(xù)地進行正常操作時，盡管接收頻率已改變，但是跟蹤改變的頻率偏置是可能的。
現(xiàn)在參照圖3更詳細描述用來實現(xiàn)本發(fā)明的步驟#1小區(qū)搜索器209的結(jié)構(gòu)。步驟#1小區(qū)搜索器的詳細結(jié)構(gòu)作為例子示出。然而，本發(fā)明的實施例不限于所示出的例子。因此，顯然在圖3中所說明的塊的每一個能夠?qū)τ行У牟襟E#1小區(qū)搜索而修改。本發(fā)明實施例的特征在于利用步驟#1小區(qū)搜索器確定初始頻率偏置估計值。
圖3是說明在根據(jù)本發(fā)明的實施例的異步移動通信系統(tǒng)中使用的步驟#1小區(qū)搜索器的結(jié)構(gòu)框圖。參照圖3，圖2的步驟#1小區(qū)搜索器209，在以特定間隔或者一個時隙里面的1/2碼片的間隔排列的所有假定點，檢測在UE接收的信號和在UE中所產(chǎn)生的P-SCH信號之間的相關(guān)值。步驟#1小區(qū)搜索器209從所檢測的相關(guān)值檢測其相關(guān)值具有峰值并比預(yù)定閾值更高的多個時隙定時。
當(dāng)在步驟#1小區(qū)搜索器209接收到包括I-信道信號和Q-信道信號的P-SCH信號時，將所接收P-SCH信號施加給抽取器311。這里，將2S(S＝0，1，2，...)P-SCH信號按碼片輸入到抽取器311。抽取器311選擇2M P-SCH信號(這里，M＜S)，對其按碼片接收2S P-SCH信號，并并行輸出所選擇的信號。將從抽取器311并行輸出的P-SCH信號分別輸入到相關(guān)器313、315、317和319。這里，要求的相關(guān)器數(shù)等于用于從抽取器311輸出的2M P-SCH信號的I-信道和Q-信道分量數(shù)。
在相關(guān)器之中，相關(guān)器313和315對P-SCH信號的準(zhǔn)時(on-time)I-信道和準(zhǔn)時Q-信道信號分量，檢測與由步驟#1小區(qū)搜索器209所產(chǎn)生的P-SCH代碼的相關(guān)值，同時，相關(guān)器317和319對P-SCH信號的延時(late-time)I-信道和延時Q-信道信號分量檢測與P-SCH代碼的相關(guān)值。這里，相關(guān)器313、315、317和319，作為精減效率Golay相關(guān)器(PEGC)，計算在所接收I-信道或者Q-信道信號和P-SCH代碼之間的相關(guān)值，并按碼片輸出所計算相關(guān)值。PEGC是一種匹配濾波器，并且它的濾波器深度是256碼片，因為P-SCH的碼元大小是256碼片。如果PEGC除1-時隙接收數(shù)據(jù)外還接收256-碼片數(shù)據(jù)，則它指示具有最大值的定時和它的能量。
從檢測對應(yīng)于P-SCH信號的準(zhǔn)時I-信道和準(zhǔn)時Q-信道信號分量的相關(guān)值的相關(guān)器313和315輸出的相關(guān)值，被輸出到檢測用于P-SCH信號的準(zhǔn)時I-信道和準(zhǔn)時Q-信道信號分量的相關(guān)能量的能量計算器321。類似地，從檢測對應(yīng)于P-SCH信號的延時I-信道和延時Q-信道信號分量的相關(guān)值的相關(guān)器317和319輸出的相關(guān)值，被輸出到檢測用于P-SCH信號的延時I-信道和延時Q-信道信號分量的相關(guān)能量的能量計算器323。能量計算器321將從相關(guān)器313和315輸出的、用于P-SCH信號的準(zhǔn)時I-信道和準(zhǔn)時Q-信道信號分量的相關(guān)值平方，將所平方的相關(guān)值相加，并將相加值輸出到并行到信號(parallel-to-signal，P/S)轉(zhuǎn)換器325。類似地，能量計算器323將從相關(guān)器317和319輸出的、用于P-SCH信號的延時I-信道和延時Q-信道信號分量的相關(guān)值平方，將所平方的相關(guān)值相加，并將相加值輸出到P/S轉(zhuǎn)換器325。
P/S轉(zhuǎn)換器325串行轉(zhuǎn)換從能量計算器321和323輸出的、用于P-SCH信號的準(zhǔn)時I-信道和準(zhǔn)時Q-信道信號分量和用于P-SCH信號的延時I-信道和延時Q-信道信號分量的相關(guān)能量。這里，P/S轉(zhuǎn)換器325以Tc/2M的間隔接收相關(guān)能量，并順序地輸出所接收相關(guān)能量，即2M相關(guān)能量。將從P/S轉(zhuǎn)換器325輸出的2M相關(guān)能量輸入到累加器327。累加器327以預(yù)定次數(shù)將從P/S轉(zhuǎn)換器325輸出的相關(guān)能量加到對相應(yīng)假定點的累加的相關(guān)能量中。在完成累加之后，累加器327輸出全部相關(guān)能量到峰值檢測器329。
峰值檢測器329接著從輸出自累加器327的、對2560×2M個假定點的累加的相關(guān)能量中檢測具有最大能量值同時是峰值的K1個累加的相關(guān)能量?？刂破?未示出)將由峰值檢測器329所檢測的K1個累加的相關(guān)能量和預(yù)定閾值比較，并且如果存在比所述閾值更高的任何累加的相關(guān)能量，則所述控制器確定步驟#1小區(qū)搜索完成。
因此，對多個預(yù)定PDM假定的每一個進行步驟#1小區(qū)搜索，并如所述存儲用于PDM假定的每一個的峰值。此外，根據(jù)所存儲的峰值估計初始頻率偏置。
現(xiàn)在參照圖4詳細描述用于建立PDM假定的方法。同樣也可用幾種方法實現(xiàn)用于建立PDM假定的方法，并且最好通過在預(yù)定間隔劃分整個的PDM間隔來建立PDM假定。
例如，在此假定PDM包括N比特，并且它的值具有2的補。在此情形，PDM具有的值為-2N-1～2N-1-1。即，如果PDM包括9個比特，則它具有的值為-256～255。
為了設(shè)置建立PDM假定，首先計算PDM空間。在小區(qū)擾碼通過實驗或者仿真獲得之后，建立PDM空間以便比AFC的帶寬-即能夠獨立地由用于完成小區(qū)搜索之后的頻率偏置估計的AFC硬件、跟蹤的PDM范圍-更窄或者相等。因為初始頻率偏置估計值將用于AFC硬件，最好將所述PDM空間設(shè)置為比硬件跟蹤范圍更小的值。這里，所設(shè)置的PDM空間稱作為‘S’。
隨后計算PDM假定PH。為初始頻率偏置估計測試從存儲器211由圖2的控制器219讀取PDM假定平均值。通過在PDM間隔里面在先確定的值S計算要使用的PDM假定。因此，PDM假定的總數(shù)L變?yōu)閇2N/S]。這里，[·]表示高斯符號，并表示放棄小數(shù)點以下的值。例如，如果假定使用9比特PDM，則它的PDM空間是S＝20，L＝[512/20]＝25。即，25個PDM假定存在。
接下來，對計算的L個PDM假定的每一個進行結(jié)合圖2和3所描述的步驟#1小區(qū)搜索。作為步驟#1小區(qū)搜索的結(jié)果，為PDM假定的每一個在存儲器211中存儲最大能量和它對應(yīng)的PDM假定。在此情形，能夠存儲用于所有假定的能量，或者為有效利用存儲器，能夠僅僅存儲其能級屬于較高M個PDM假定的能量。以此方式，在存儲器中存儲較高M個PDM假定和它們的能量。
如果已經(jīng)對L個PDM假定全部進行了步驟#1小區(qū)搜索，則根據(jù)步驟#1小區(qū)搜索的結(jié)果能量確定M個PDM假定。能夠?qū)⑼ㄟ^對所確定的M個PDM假定求平均所確定的值用作初始頻率偏置估計值。對PDM假定求平均以減少誤差。同樣也能夠使用用于使用具有最大值能量的假定作為初始頻率偏置估計值的方法。
當(dāng)對L個PDM假定進行步驟#1小區(qū)搜索時，能夠用幾種方式實現(xiàn)其中確定PDM假定的順序。例如，能夠以最小PDM假定到最大PDM假定的順序，或者從最大PDM假定到最小PDM假定的順序進行步驟#1小區(qū)搜索。此外，也可能隨機地從PDM假定提取多個假定，并對所提取的假定進行步驟#1小區(qū)搜索。
然而，因為在室溫驅(qū)動常規(guī)TCXO的頻率偏置常常具有‘0’的最大概率，所以，將初始PDM假定設(shè)置為‘0’，并把下一個假定設(shè)置為比‘0’更遠(befarther)是有效的。
即，最好將初始PDM假定PH(0)設(shè)置為滿足PH(0)＝0的0，將第二假定PH(1)設(shè)置為滿足PH(1)＝S的在正方向上從PH(0)按S增加的點，將第三假定PH(2)設(shè)置為滿足PH(2)＝-S的在負方向上按S減少的點，以此方式，PH(3)＝2S，PH(4)＝-2S，...。
同時，當(dāng)對PDM假定的每一個進行步驟#1小區(qū)搜索時，通過由硬件進行異步累加(HN次)和由軟件進行異步累加(SN次)來獲得更可靠的結(jié)果是可能的。
現(xiàn)在提供對根據(jù)本發(fā)明的實施例的、用于計算初始頻率偏置估計所要求的時間的方法的描述。操作一次PEGC時所要求的時間是2560+256＝2826碼片。當(dāng)由硬件進行HN次異步累加時，要求HN*2826個碼片，并且當(dāng)由軟件進行SN次異步累加時，要求SN*2826個碼片。因為對L個PDM假定進行相同的步驟，所以總共所要求的時間成為L*SN*HN*2826碼片，并且向其加上軟件處理時間。例如，如果使用9比特PDM，并且PDM空間是S＝20，則根據(jù)上面的公式，L＝25，并且如果SN＝2并且HN＝10，則所要求時間為1413000碼片。將碼片間隔按時間轉(zhuǎn)換為大約370毫秒。此外，如果向其加上軟件處理時間，則碼片間隔成為400ms。在實際實現(xiàn)中，要求大約400～420ms。
參照圖5，現(xiàn)在根據(jù)本發(fā)明實施例對初始頻率偏置估計方法進行描述。
圖5是說明利用根據(jù)本發(fā)明的實施例的步驟#1小區(qū)搜索的初始頻率偏置估計方法的流程圖。參照圖5，用結(jié)合圖4所描述的方法來產(chǎn)生預(yù)定數(shù)量(如L)的PDM假定(步驟501)。能夠?qū)⑺a(chǎn)生的PDM假定存儲在圖2的存儲器211中。隨后，用結(jié)合圖2和3所描述的方法對每個PDM假定進行步驟#1小區(qū)搜索(步驟503)。同樣也在存儲器中存儲有關(guān)PDM假定的每一個的步驟#1小區(qū)搜索結(jié)果(步驟505)。如前所述，為有效利用存儲器，可僅僅將具有最大能量的預(yù)定數(shù)量的PDM假定存儲在存儲器中。
當(dāng)已經(jīng)完成對所有PDM假定的步驟#1小區(qū)搜索時，根據(jù)所存儲的步驟#1小區(qū)搜索結(jié)果值，即峰值能量，確定初始頻率偏置估計值(步驟507)。能夠作為具有最大峰值能量或者通過對具有較高峰值能量的預(yù)定數(shù)量的PDM假定求平均而確定的PDM假定，確定初始頻率偏置估計值。
根據(jù)所確定的初始頻率偏置估計值來估計頻率偏置(步驟509)，并由圖2的控制器219通過選擇初始頻率偏置估計器213的結(jié)果值來執(zhí)行所述處理。在通過初始頻率偏置估計值估計頻率偏置之后，利用AFC的頻率偏置估計成為可能。因此，通過AFC進行頻率偏置估計(步驟511)。通過選擇FDD 217的輸出值并將所選擇值輸出到累加器221來實現(xiàn)利用AFC的所述頻率偏置估計，見圖2。
同時，當(dāng)頻率偏置估計沒有通過根據(jù)本發(fā)明的實施例的初始頻率估計方法正常進行時，利用AFC進行頻率偏置估計是困難的。在此情形，重復(fù)地執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的實施例的初始頻率偏置估計同樣也是可能的。
如根據(jù)前面的描述能夠理解地，在估計用于支持移動通信系統(tǒng)的UE的初始小區(qū)搜索的初始頻率偏置中，本發(fā)明的實施例能夠快速地獲取其中反映TCXO的單個特性的精確估計值。此外，因為在進行根據(jù)本發(fā)明的實施例的初始頻率偏置估計中，能夠利用為步驟#1小區(qū)搜索提供的裝置，所以不需要額外硬件。
盡管參照其實施例已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會懂得，在不脫離如所附權(quán)利要求書所定義的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以在此做出形式和細節(jié)上的各種修改。
權(quán)利要求
1.一種用于通過用戶設(shè)備(UE)在移動通信系統(tǒng)中設(shè)置初始頻率的方法，在所述移動通信系統(tǒng)中，所述UE進行初始小區(qū)搜索以識別所述UE能夠與之交換數(shù)據(jù)的節(jié)點B，所述方法包括步驟通過主同步信道執(zhí)行在預(yù)定頻率假設(shè)假定上的步驟#1小區(qū)搜索；存儲小區(qū)搜索結(jié)果；根據(jù)對預(yù)定頻率假定的所述小區(qū)搜索結(jié)果，確定初始頻率偏置估計值；以及利用所確定的初始頻率偏置估計值估計頻率偏置。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述預(yù)定頻率假定是脈沖持續(xù)時間調(diào)制(PDM)值，并且在自動頻率控制器的回路帶寬中以規(guī)則的間隔定位PDM假定。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在PDM假定的每一個上的所述步驟#1小區(qū)搜索結(jié)果包括最大能量值。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中根據(jù)對所述PDM假定的小區(qū)搜索結(jié)果確定初始頻率偏置估計值的所述步驟包括在所述小區(qū)搜索結(jié)果中確定具有最大能量值的PDM假定的步驟。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中根據(jù)對所述PDM假定的小區(qū)搜索結(jié)果確定初始頻率偏置估計值的所述步驟包括用于確定在所述小區(qū)搜索結(jié)果中通過對具有較高能量值的預(yù)定數(shù)量的PDM假定求平均獲得的值的步驟。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括用于在基于所確定的初始頻率偏置估計值估計頻率偏置之后由自動頻率控制器估計頻率偏置的步驟。
7.一種用于在移動通信系統(tǒng)中設(shè)置初始頻率的裝置，在所述移動通信系統(tǒng)中，用戶設(shè)備(UE)進行初始小區(qū)搜索以識別所述UE能夠與之交換數(shù)據(jù)的節(jié)點B，所述裝置包括存儲器，用于存儲多個預(yù)定頻率假定；步驟#1小區(qū)搜索器，用于通過主同步信道進行在預(yù)定頻率假定的每一個上的步驟#1小區(qū)搜索，并將小區(qū)搜索結(jié)果輸出到所述存儲器；以及初始頻率偏置估計器，用于根據(jù)用于所述PDM假定的小區(qū)搜索結(jié)果，確定初始頻率偏置估計值。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述預(yù)定頻率假定是脈沖持續(xù)時間調(diào)制(PDM)值，并且在自動頻率控制器的回路帶寬中以規(guī)則的間隔定位PDM假定。
9.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中在PDM假定的每一個上的所述步驟#1小區(qū)搜索結(jié)果包括最大能量值。
10.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述初始頻率偏置估計器在所述小區(qū)搜索結(jié)果中確定具有最大能量值的PDM假定。
11.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述初始頻率偏置估計器確定在所述小區(qū)搜索結(jié)果中通過對具有較高能量值的預(yù)定數(shù)量的PDM假定求平均獲得的值。
12.如權(quán)利要求7所述的裝置，還包括自動頻率控制器，用于基于公共導(dǎo)頻信道估計對接收信號的頻率偏置。
13.如權(quán)利要求12所述的裝置，其中所述自動頻率控制器包括用于檢測在接收信號和頻率偏置估計信號之間的頻率差的頻率差檢測器。
14.如權(quán)利要求13所述的裝置，還包括控制器，用于選擇由初始頻率偏置估計器所確定的所述初始頻率偏置估計值和所述頻率差檢測器的輸出值的一個。
15.如權(quán)利要求14所述的裝置，其中所述控制器選擇所述頻率差檢測器的輸出值，并在根據(jù)由所述初始頻率偏置估計器所確定的所述初始頻率偏置估計值估計初始頻率偏置之后，利用所述自動頻率控制器進行在所選擇的輸出值上的頻率偏置估計。
全文摘要
提供一種用于估計在移動通信系統(tǒng)中的初始頻率偏置的裝置和方法，在所述移動通信系統(tǒng)中，用戶設(shè)備(UE)進行初始小區(qū)搜索以識別UE能夠與之交換數(shù)據(jù)的節(jié)點B。所述裝置包括用于存儲多個脈沖持續(xù)時間調(diào)制(PDM)假定并在其中存儲PDM假定的存儲器；步驟#1小區(qū)搜索器，用于通過主同步信道進行在PDM假定的每一個上的步驟#1小區(qū)搜索，并將小區(qū)搜索結(jié)果輸出到所述存儲器；以及初始頻率偏置估計器，用于根據(jù)用于所述PDM假定的小區(qū)搜索結(jié)果，確定初始頻率偏置估計值。
文檔編號H04B1/707GK1655640SQ20041005560
公開日2005年8月17日 申請日期2004年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月11日
發(fā)明者許圣虎 申請人:三星電子株式會社