用于減小射頻接收機中的頻率偏移的方法和設備的制作方法

專利名稱：用于減小射頻接收機中的頻率偏移的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發明總的涉及減小射頻接收機中的頻率偏移移的技術。具體地，本發明涉及其中由于多徑傳輸將信道估算器用于校正信號的接收機，最好將本發明應用于移動通信系統的接收機中，特別是基于CDMA(碼多分址)的系統中。
接收的射頻信號常常被由多徑傳播引起的噪聲和碼間干擾弄亂。多徑傳播可以是Rice(萊斯)類型的，其中有一條具有強的接收信號的(直射)路徑和具有較小的信號強度的其它(反射)路徑。Rice型傳播通常是在衛星系統中。另一種類型的多徑傳播是Rayleigh(瑞利)衰落信道，其中來自不同的路徑的接收信號的強度具有相同的幅度。Rayleigh衰落信道典型地是在具有固定的基站的蜂窩通信系統中。
常常將稱為信號均衡器的功能塊用于從接收的信號恢復發送數據的TDMA(時分多址)接收機中。在CDMA接收機中，使用RAKE接收機執行這個功能。使用信號均衡器和RAKE接收機的典型的射頻接收機是蜂窩無線系統的移動臺和基站。為了成功地均衡，信號均衡器需要知道射頻信道的脈沖響應。執行信道估算和信號均衡的傳統方法是產生射頻信道的脈沖響應的估算(也簡稱為信道估算)，和通過使用得到的均衡數據來均衡接收的傳輸塊。RAKE接收機典型地包括對于每個RAKE指的信道估算器，用于對要被校正的每個信號路徑估算復數信道乘法因子。用于提供WCDMA(寬帶碼分多址)RAKE接收機中的一個RAKE指的現有技術解決方案的一個實例被顯示于

圖1中。
圖1表示了用于接收CDMA信號的現有技術接收機裝置。射頻的模擬振蕩信號通過天線102被接收，在射頻接收機104中被下變頻為復數基帶信號，并在A/D變換器106中被變換成一系列數字樣本。在該CDMA接收機中，通過首先把樣本加到乘法器110用于將接收的樣本與長碼(在WCDMA中也稱為“擾頻碼”)的復數共軛值相乘，而執行信號的去擴頻。將來自乘法器110的信號加到另一個乘法器120，用于將信號與短碼相乘。得到的去擴頻的信號然后在方決122中被積分。
來自乘法器110的信號也被加到積分器112，并進一步加到信道估算器114。信道估算器通過使用導引信號信息(或TDMA接收機中的訓練序列)，估算射頻信道的復數信道系數。來自積分器122的去擴頻信號然后與信道估算器輸出的復數共軛相乘，以便去除由信道造成的相移。該輸出包括恢復的數據(所謂的硬判決輸出)，以及它可包括與恢復的數據有關的某些可靠度信息(軟判決輸出)。
該輸出在方塊132中被變換成實數信號。信道譯碼操作可包括像去交織那樣的附加操作，以及將重建的信息符號進一步輸送到音頻或視頻譯碼器、數據貯存裝置、或某些控制電路。
論文[1]，T.Asahara，T.Kojima和M.Miyake，“A Novel PilotSymbol Assisted Coherent Detection Scheme for Rician FadingChannels(用于Rice衰落信道的精巧的導引符號輔助的相干檢測方案)”，WPMC’98，pp.236-239，1998，給出了用于均衡射頻信道的高級的現有技術方法。這個方法被開發來用于衛星通信系統中的接收機，其中信道是Rice型的。
通過[1]和圖1的現有技術信道均衡，有可能補償由于多徑射頻信道特征而在接收信號中出現的相移。然而，[1]和圖1的現有技術信道均衡不能充分地校正可能存在的頻率偏移。即使現有技術裝置能夠校正某些頻率偏移，但頻率偏移仍舊使得信道估算不太精確，這使得性能受損失。
有兩種主要原因造成頻率誤差或“頻率偏移”。第一個原因是在被用于下變頻接收的RF信號的接收機振蕩器中的頻率偏移。這意味著，在接收機振蕩器頻率與基站的載頻之間有頻率偏差。這種偏差惡化信道估算器的性能。
對于信號星圖旋轉的另一個原因是所謂的多卜勒效應。這意味著，當移動臺移動時，在移動臺與基站之間的射頻信號路徑的長度改變。這造成接收信號中的多卜勒頻譜。因為移動臺按照接收的載波調節它的發送頻率，而由于接收信號中的多卜勒效應它將有一個頻率誤差。特別是對于高的移動臺速度，殘余多卜勒效應可以很大，這也將惡化信道估算器的性能。
在移動臺接收機中，頻率偏移可被檢測，并可控制本地振蕩器(RF振蕩器或IF振蕩器)信號的頻率來去除該偏移。然而，在現有技術接收機中，不能提供關于頻率偏移的精確量的信息。另一個問題是振蕩器頻率調節的分辨率通常太粗而不能適當地補償頻率偏移。在基站接收機中，不可能調節本地振蕩器頻率，因為本地振蕩器是對于幾個信道公共的，且多卜勒效應的量對于從不同的移動臺接收的信號通常是不同的。也有可能使用自適應信道均衡器，用來補償頻率偏移，但這種均衡器需要大量存儲器和處理能力，所以，它們大大地提高了接收機的制造成本。
本發明的一個目的是提供用于通過減小頻率偏移而改善射頻接收機的性能的方法和裝置。本發明的另一個目的是提供沒有增加多少接收機復雜性的方法和裝置。
本發明的方法是通過監視信道估算輸出的相位和根據接連的相位值產生復相量而達到本發明目的的。然后將接收的基帶信號與產生的復相量相乘，以便補償頻率偏移。頻率補償可以在所述信道估算以前或估算以后進行，從而產生反饋補償或前饋補償。在接收擴頻信號的情況下，該反饋補償可通過在去擴頻之前或在去擴頻之后補償基帶信號而來實施。在RAKE接收機的情況下，頻率偏移可以從幾個信道估算被估算。
反饋補償的優點是它的簡單結構。然而，因為反饋環路的長建立時間，通常不可能用反饋補償來補償RACH(隨機接入信道)突發。前饋補償的優點在于，對于達到精確的頻率補償，它沒有建立延時，所以，也有可能補償RACH突發。
本發明解決方案比起現有技術解決方案具有重要的優點。首先，頻率偏移可以非常有效地被補償，即，可能達到非常小的頻率偏移。本發明可以在基站使用，這里傳統的本地頻率控制是不可能的。本發明的另一個優點在于，頻率誤差可以在最后的信道估算階段以前被去除。在信道補償以前補償頻率偏移，提高信道估算器的精度，這改進了接收機的總的性能。這個效應特別重要，如果信道估算濾波器是自適應的，因為當在信道估算器輸入中頻率偏移是零時，信道估算的自相關是實數(多卜勒頻譜是對稱的)。所以，一部分計算處理可以通過使用實數算術來完成。所描述的優點可以用小的存儲器和處理能力來達到。
接著參照圖2a和2b描述本發明的原理。
在該信道中，正如由基帶接收機看到的，發送的信號x(t)與c(t)相乘，并且把加性白色高斯噪聲(AWGN)n(t)加到其上
r(t)＝c(t)·x(t)＋n(t)(1)實際上，在發射機和接收機載波振蕩器頻率之間也有差別，所以，倍增的失真的復數包絡變成為c(t)=ej2πfcg(t)---(2)]]>其中g(t)是具有功率譜的復數高斯過程，291-294，如圖2a所示。在本例中，假定是經典的多卜勒頻譜，但該頻譜的形狀對本發明的實施并不重要。另外，在本例中，假定是瑞利衰落信道，它比起Rice信道對接收機有更多的要求。
由于與復數相位相乘，接收的下變頻信號的中心頻率被移動數量fe。c(t)的頻譜，296-299，被顯示在圖2b上。fD被稱為(最大)多卜勒頻率，以及它取決于移動臺速度，并被定義為fD=vf0c---(3)]]>其中υ是移動臺速度，f0是載波頻率以及c是光速。
頻率偏移是從接連的濾波的復數信道估算被檢測的。例如，在相位分析塊和在它后面的微分器中測量接連的信道估算之間的相位差。在反饋補償的情況下，估算被低通濾波，以便減小噪聲，并將其結果積分，以便形成控制變量 。然后，這被使用來形成形式為e-j2πf^et]]>的復相量，將它與輸入信號相乘。輸入信號的校正可以在去擴頻之前或之后執行。結果，由信道估算看到的殘余頻率誤差非常小。
如果使用具有幾個RAKE指的RAKE接收機，則全部指的頻率誤差估算可被平均。在反饋補償的情況下，低通濾波器的截止頻率可被做得很低，因為頻率偏移 改變得很慢。
本發明適合于一種用于補償在處理接收的射頻信號時的頻率偏移的方法，其中接收和處理步驟包括以下-從射頻信道接收具有載波頻率的射頻信號，-產生本地振蕩器信號，其中在接收的射頻信號的載波頻率與本地振蕩器信號的頻率之間有頻率偏移，-將接收的射頻信號與本地振蕩器信號進行混頻，產生基帶信號，-把基帶信號變換成數字樣本，-產生射頻信道估算數據，-根據該信道估算數據校正該基帶信號的相位，本發明的特征在于，該方法還包括以下步驟-從接連的信道估算數據檢測相位，-根據所述檢測的相位產生復相量，以及-把該基帶信號與所述復相量相乘，以便減小該基帶信號的頻率偏移。
本發明也適合用于接收射頻信號和補償在處理接收的射頻信號時的頻率偏移的設備，其中該設備包括-用于從射頻信道接收具有載波頻率的射頻信號的裝置，-用于產生本地振蕩器信號的裝置，其中在接收的射頻信號的載波頻率與本地振蕩器信號的頻率之間有頻率偏移，-用于將接收的射頻信號與本地振蕩器信號進行混頻的裝置，以便產生基帶信號，-用于把基帶信號變換成數字樣本的裝置，-用于產生射頻信道估算數據的裝置，-用于根據該信道估算數據校正基帶信號的相位的裝置，其特征在于，該設備還包括-用于從接連的信道估算數據檢測相位的裝置，-用于根據所述檢測的相位產生復相量的裝置，以及-用于把基帶信號與所述復相量相乘的裝置，以便減小基帶信號的頻率偏移。
本發明還適合包括用于接收射頻信號和補償在處理接收的射頻信號時的頻率偏移的設備的移動臺，其中該設備包括-用于從射頻信道接收具有載波頻率的射頻信號的裝置，
-用于產生本地振蕩器信號的裝置，其中在接收的射頻信號的載波頻率與本地振蕩器信號的頻率之間有頻率偏移，-用于將接收的射頻信號與本地振蕩器信號進行混頻的裝置，以便產生基帶信號，-用于把基帶信號變換成數字樣本的裝置，-用于產生射頻信道估算數據的裝置，-用于根據該信道估算數據校正基帶信號的相位的裝置，其特征在于，該設備還包括-用于從接連的信道估算數據檢測相位的裝置，-用于根據所述檢測的相位產生復相量的裝置，以及-用于把基帶信號與所述復相量相乘的裝置，以便減小基帶信號的頻率偏移。
本發明還適合于包括用于接收射頻信號和補償在處理接收的射頻信號時的頻率偏移的設備的基站，其中該設備包括-用于從射頻信道接收具有載波頻率的射頻信號的裝置，-用于產生本地振蕩器信號的裝置，其中在接收的射頻信號的載波頻率與本地振蕩器信號的頻率之間有頻率偏移，-用于將接收的射頻信號與本地振蕩器信號進行混頻的裝置，以便產生基帶信號，-用于把基帶信號變換成數字樣本的裝置，-用于產生射頻信道估算數據的裝置，-用于根據該信道估算數據校正基帶信號的相位的裝置，其特征在于，該基站還包括-用于從接連的信道估算數據檢測相位的裝置，-用于根據所述檢測的相位產生復相量的裝置，以及-用于把基帶信號與所述復相量相乘的裝置，以便減小基帶信號的頻率偏移。
在從屬權利要求中描述了本發明的最佳實施例。
當結合附圖閱讀以下的特定的實施例的說明時，將最好地了解本發明，關于它的結構和它的運行方法，連同它的附加目的和優點，其中圖1顯示現有技術接收設備的方框圖，
圖2顯示移動的接收機的多卜勒效應，圖3顯示按照本發明的第一實施例的接收方法的流程圖，圖4顯示按照本發明的另一個實施例的接收方法的流程圖，圖5顯示具有反饋頻率校正的、按照本發明的第一實施例的設備，圖6顯示具有反饋頻率校正的、按照本發明的第二實施例的設備，圖7a顯示其中使用前饋頻率校正的、按照本發明的第三實施例的設備，圖7b顯示說明RAKE指的耦合的、按照本發明的第三實施例的設備，以及圖8顯示按照本發明的移動臺和基站的實例。
圖3顯示按照本發明的第一實施例的接收方法的流程圖，其中用反饋信號執行頻率偏移校正。接收的RF信號首先通過與本地振蕩器(LO)信號混頻，304，而被下變頻成基帶，然后被變換成構成數字基帶信號的數字樣本，306。如果對于寬帶信號執行頻率偏移校正，則在步驟350，將信號與復相量相乘。
信號被去擴頻，形成窄帶信號，310。去擴頻是用長碼接連地用長碼與短碼被執行的。如果對于窄帶信號執行頻率偏移校正，則在步驟351，將在用長碼進行去擴頻以后的信號與復相量相乘，以及在步驟352，被用長碼和短碼進行去擴頻的信號與復相量相乘。
根據通過使用導引信號用長碼進行去擴頻的信號，形成信道估算，314。信道估算數據被使用來通過與信息信號進行混頻而執行信道校正，330，該信息信號是通過用長碼和短碼進行去擴頻而得到的。然后，數據被變換成實數信號，332，以及被用作為接收機的信息輸出信號，333。
按照本發明，信道估算數據被使用于形成頻率偏移校正信號。信道估算校正數據的相位首先被檢測，341。檢測的相位數據然后通過計算在兩個接連的相位之間的差值而被求導。求導的信號然后被低通濾波，345，以及濾波的信號再被積分，347，以便形成頻率偏移控制變量fe。根據控制變量形成復相量，349。然后，通過在去擴頻之前，350，或在去擴頻之后，351，將輸入信號的下一個樣本與復相量相乘，得到頻率偏移校正。
在圖3的方法中，相位的求導和低通濾波的步驟也可在相位檢測之前執行，這將減小在相位檢測步驟中必要的反正切計算的次數。
圖4顯示按照本發明的另一個實施例的接收方法的流程圖，其中頻率偏移校正是用反饋信號執行的。接收的RF信號首先通過與本地振蕩器(L0)信號混頻而被下變頻成基帶，404，然后被變換成構成數字基帶信號的數字樣本，406。信號被去擴頻相乘窄帶信號，410。去擴頻是用長碼與短碼的復數共軛被接連地進行的。
根據通過使用導引信號用長碼進行去擴頻的信號，形成第一信道估算，414。信道估算數據被使用來對通過用長碼和短碼進行去擴頻而得到的信息信號進行信道校正，通過乘法430。來自其它指的初始判決與信號相加，431，然后數據被變換成實數信號，432，以及進行判決，434。這個判決被使用來執行第二信道估算。
按照本發明，第一信道估算數據被使用于形成頻率偏移校正信號。第一信道估算校正數據的相位首先被檢測，441。檢測的相位數據然后通過計算在兩個接連的相位之間的差值而被微分。在這種情況下，微分的信號不被積分，因為在反饋環路中不使用校正信號。得到的信號與來自其它RAKE指的頻率偏移控制變量fe相加，以便形成用于控制變量的平均值，以及被低通濾波，445。用于頻率偏移校正的復相量是根據平均控制變量被形成的，449。
對于用長碼進行去擴頻的窄帶信號，451，和對于用長碼和短碼進行去擴頻的窄帶信號，452，通過與復相量相乘，進行頻率偏移校正。在相乘以后，信號被相加，453，以及進一步被使用來用導引信號計算第二信道估算。第二信道估算數據現在包括頻率偏移校正復相量，對于去擴頻信息信號，通過與第二信道估算數據執行相位和頻率校正，460。得到的信號還用來自其它指的最后判決被判決，461，以及信號被變換成實數信號，462，用于相乘接收機的輸出信號，463。
在圖4的方法中，求導的步驟也可在相位檢測之前執行，這將減小在相位檢測步驟中必要的反正切計算的次數。
圖5顯示按照本發明的第一實施例的設備，其中頻率偏移的反饋校正是對于寬帶信號執行的。圖5上沒有顯示射頻部分和基帶信號被變換成數字信號，因為它們類似于圖1顯示的現有技術的設備。數字的、基帶樣本首先被加到乘法器550，用于與復相量混頻，以便補償尋呼的頻率偏移，以及還被加到第二乘法器510。第二乘法器通過與長碼的復數共軛相乘(符號*代表復數共軛)而去除長碼。信號然后被加到兩個信道分支。在第一信號分支中，信號被相加，512，還被加到信道估算器，它形成信道校正估算信號。在第二信號分支中，信號與信道的適當的短碼相乘，520，以及被相加，522。總和器522的輸出與信道估算的復數共軛相乘，530，以及復數信號在變換器532中被變換成實數信號。上述的信號處理塊510-532和它們的耦合因此類似于圖1的現有技術的設備。
信道估算器的輸出也被加到相位檢測器541，它檢測信道估算器514的輸出校正信號的相位。檢測的相位信號然后被加到電路542，543，其中形成兩個接連的相位樣本的微分，即導數。導出的信號然后被加到低通濾波器545，以及濾波的信號還被加到積分器547。復相量產生器549產生復相量，它的相位速度正比于濾波的和積分的相位導數。然后，通過在去擴頻前在乘法器中將寬帶信號與復相量相乘，而得出頻率補償。
圖6顯示按照本發明的第二實施例的設備，其中頻率偏移的反饋校正是對于窄帶信號執行的。相應于圖5的設備，它包括用于將基帶信號與適當的長碼，610，和適當的短碼，620，進行相乘的塊，在兩個信號分支中的相加塊612與622，信道估算器614，用于將來自兩個分支的信號相乘的乘法器630，以及用于從乘法器630的輸出相乘實數信號的變換器632。
圖6的設備也包括反饋分支，具有相位檢測器641，微分器642，643，低通濾波器645，積分器647和復相量產生器649，形成用于頻率偏移補償的復相量。
在圖6的設備中，用復相量的補償，然而，在去擴頻后被應用于窄帶信號。所以，該設備包括兩個用于頻率偏移補償的乘法器乘法器651，用于補償第一分支的去擴頻信號，以及乘法器652，用于補償第二分支的去擴頻信號。乘法器被連接到加法器612和622的輸出端，來自復相量的相同的復相量信號被加到乘法器651和652。
在圖5和6的設備中，微分和低通濾波也可在相位計算之前執行。這將減小在相位塊中必要的反正切計算的次數。
應當指出，圖5和6上只顯示一個RAKE指，但在RAKE接收機中，通常有幾個RAKE指。
圖7a顯示具有頻率偏移的前饋校正的、按照本發明的另一個實施例的RAKE接收機設備。相應于以前的設備，圖7a包括用于將基帶信號與適當的長碼710，和適當的短碼720，進行相乘的塊，在兩個信號分支中的相加塊712與722。第一信道估算器714形成初始信道估算數據，以及乘法器730將來自兩個分支的信號相乘，以便形成相位校正的信息信號，構成初始判決。
圖7a的設備包括前饋分支，具有相位檢測器741，微分器742，743，和復相量產生器749，用于形成復相量，，進行頻率偏移補償。因為這個信號線路是前饋分支的一部分，所以在這個信號線路中不需要積分器。
來自730的這個初始判決以最大比值組合(MRC)與來自RAKE接收機的其它的指的初始判決相組合，731，以及變換器732形成實數信號，根據此信號作出硬判決，734。數據信號與硬判決相乘，752，如果硬判決是正確的，則它去除信號中的數據調制。這個信號也與復相量相乘，752，它去除信號中的頻率誤差，然后結果的信號只包含信道信息和噪聲。
通過使用已知的導引比特，去除控制信道中的數據解調，756。然后，通過乘以復相量，校正頻率誤差，751，以及結果的信號只包含信道信息和噪聲。從數據和控制信道得出的信號然后被相加，753，以便改進信號噪聲比。信號還被第二信道估算器濾波，754，中衰減噪聲功率。來自722的數據信號通過乘以復相量被頻率校正，755，以及與從第二信道估算器接收的信道估算的復數共軛相乘，760。
校正的信號與來自RAKE接收機的其它指的最后判決相組合，信號還被加到變換器762，，用于形成實數輸出信號。
圖7a只顯示RAKE接收機的一個指；接收機還包括用于其它RAKE指的相同的接收機電路。圖7b顯示說明L RAKE指，780-784，的RAKE接收機。RAKE接收機接收來自RF塊705的同一個信號，RF塊從天線702接收擴頻信號。延時估算塊707估算L個最重大的多徑分量，給出每個信號分量的時延信息，給相應的RAKE指。來自RAKE指的處理的多徑分量然后在塊761中按照最大比組合(MRC)被組合，以及再被變換成實數信號，762。
圖8顯示按照本發明的CDMA移動通信系統的移動臺(MS)800和基站(BS)900的實例。移動通信系統的基站通常被連接到基站控制器(BSC)或無線網控制器(RNC)，它們又被連接到包含移動業務交換中心(MSC)和其它網絡單元的核心網絡。移動通信系統通常也接入到其它移動通信系統和公共交換電話網(PSTN)。這些連接和單元在圖8上未示出。
在圖8中，移動臺的接收機配備有反饋環路，用來對窄帶信號進行頻率偏移校正。基站的接收機配備有RAKE接收機，它具有前饋頻率偏移校正。在圖8上，基站和移動臺配備有按照本發明的接收機。當然，也可能是基站配備有按照本發明的接收機，而某些或全部移動臺配備有其它的用于調節振蕩器頻率的裝置，諸如AFC(自動頻率控制)。在AFC功能中，移動臺根據接收的頻率調節它的發射頻率。
移動臺800包括天線802，用于接收來自基站的RF信號和用于發射RF信號到一個或幾個基站。接收的RF信號在RF接收機804中被下變頻成基帶，以及基帶信號再被變換成數字樣本，806。接收機的數字處理部分基本上與圖6所示的接收機設備具有相同的部件。寬帶信號在去擴頻和相加塊中，810-822，被去擴頻成窄帶信號，以及在乘法器中851，852，通過乘以復相量信號，執行頻率偏移校正。頻率校正的信號的第一分支被加到信道估算器814，以及第二分支被加到乘法器830，用于乘以信道估算器輸出。信號再被變換成實數信號，用于進一步處理或存儲在數據接收器1中，835。
反饋環路包括相位檢測器841，用于檢測自動估算器4的輸出的相位，微分器和低通濾波器，842，843，積分器847和復相量產生器849。
移動臺的發射機包括數據源870，它可包括用于發送的存儲的數據，語音數據等。數據幀被組合，872，以及數據被擴頻，876。寬帶信號在調制器876中被上變頻到載波頻率，以及在RF發射機中被放大，以便通過天線802發射到基站。移動臺的發射機基本上相應于現有技術的發射機，但本發明的接收機部件的頻率偏移程序可被使用來得到對于傳輸的正確的頻率。
移動臺800還包括控制處理器890，用于以上述的方式控制接收機和發射機的部件。控制處理器也可接入到存儲器，在其中存儲有控制程序，參量和要被處理的數據。
基站900包括天線902，用于接收來自移動臺的RF信號和用于發射RF信號到移動臺。接收的RF信號在RF接收機904中被下變頻成基帶，以及基帶信號再被變換成數字樣本，906。這些塊是通常用于接收在確定的頻帶上的信號的塊。
接收機的數字基帶處理部分包括幾個RAKE指980-984。它們基本上具有與圖7所示的接收機設備相同的部件。寬帶信號在去擴頻和相加塊中，910-922，被去擴頻成窄帶信號。第一信道估算器914形成初始信道估算數據，以及乘法器930將來自兩個支路的信號相乘，以及通過使用也來自其它的RAKE接收機982，984的初始判決，形成硬判決，931-934。
該設備包括前饋分支，它具有相位檢測器941和微分器942，943，用于形成頻率偏移估算。來自所有的RAKE指的頻率估算的平均被形成和被低通濾波，944，945，以及濾波的平均信號fe被加到復相量產生器949，它形成用于頻率偏移校正的復相量。
復相量在乘法器951，952，955中被使用來形成頻率偏移校正，這些乘法器接收來自加法器912，922的去擴頻信號，以及硬判決，如圖7詳細顯示的。來自乘法器951，952的校正的信號被相加，以及根據在第二信道估算器954中的和信號執行新的信道估算。
第二信道估算器954被使用來校正從加法器922接收的、和在乘法器955中被頻率校正的、去擴頻的數據信號。在乘法器960中執行信道校正，以及校正的信號與來自其它RAKE指的最后判決進行平均，以及被變換成實數輸出信號961，962。實數信號然后被進一步處理或存儲在第二數據接收器中，935。
該基站的發射機包括數據源970，它可包括用于發送的存儲的數據，語音數據等。數據幀被組合，972，突發數據被擴頻，976。寬帶信號在調制器976中被上變頻到載波頻率，以及在RF發射機978中被放大，以便通過天線902發射到移動臺。RF發射機對于所有的RF信道可以是共同的。基站的發射機基本上相應于現有技術的發射機，但本發明的接收機部件的信道估算可被使用來確定對于RF發射所需要的發射功率。
基站900也包括控制處理器990，用于以上述的方式控制接收機和發射機的部件。控制處理器也可接入到存儲器，在其中存儲有控制程序，參量和要被處理的數據。
通常，在諸如移動臺和6基站的在電信設備中的信息處理，是在以微處理器形式的處理能力的設備中和在以存儲器電路形式的存儲器中進行的。這樣的設備是從移動臺和固定的網絡單元的技術中獲知的。為了把已知的電信設備變換成按照本發明的電信設備，必須把命令微處理器執行上述的操作的、機器可讀出的指令組存儲在存儲器裝置中。組合和存儲這樣的指令到存儲器，涉及已知的技術，當它與本專利申請的教導相組合時，是在本領域技術人員的能力范圍內。
不應當認為是本發明的上述的示例性實施例對于附屬權利要求的可應用性的范圍的限制。特別是，作為基本發明的進一步發展被揭示的某些附加特性并不是互相排斥的，而是可以以多種方式被組合。
例如，雖然所描述的實施例涉及CDMA/WCDMA接收機，但本發明也可應用于其它類型的接收機，諸如TDMA接收機。
權利要求
1.一種在處理接收的射頻信號時用于補償頻率偏移的方法，其中該接收和處理包括以下步驟-從射頻信道接收具有載波頻率的射頻信號(304，404)，-產生本地振蕩器信號(304，404)，其中在接收的射頻信號的載波頻率與本地振蕩器信號的頻率之間有頻率偏移，-將接收的射頻信號與本地振蕩器信號進行混頻，產生基帶信號(304，404)，-把基帶信號變換成數字樣本(306，406)，-產生射頻信道估算數據(314，414)，-根據該信道估算數據校正基帶信號的相位(330，430)，其特征在于，該方法還包括以下步驟-從接連的信道估算數據檢測相位(341，441)，-根據所述檢測的相位產生復相量(349，449)，以及-把基帶信號與所述復相量相乘，以便減小基帶信號的頻率偏移(350，351，352，449，451，460)。
2.按照權利要求1的方法，其特征在于，接收的信號是擴頻信號，該方法還包括去擴頻接收的寬帶信號形成窄帶信號(310)的步驟。
3.按照權利要求2的方法，其特征在于，把基帶信號與所述復相量相乘的步驟是在去擴頻前對于寬帶信號執行的(350)。
4.按照權利要求2的方法，其特征在于，接收的信號是擴頻信號，把基帶信號與所述復相量相乘的步驟是在去擴頻后對于窄帶信號執行的(351，352)。
5.按照權利要求1的方法，其特征在于，射頻信道估算數據是根據為了頻率偏移校正已與所述復相量相乘的基帶信號而進行的。
6.按照權利要求5的方法，其特征在于，在相位檢測步驟前，該方法包括根據接連的信道估算數據形成微分信號的步驟和低通濾波該微分數據的步驟。
7.按照權利要求5的方法，其特征在于，在相位檢測步驟后，該方法包括根據接連的檢測的相位值形成相位微分信號的步驟(343)和低通濾波該微分數據的步驟(345)。
8.按照權利要求5的方法，其特征在于，在根據所述檢測相位產生復相量的步驟前，該方法還包括積分的步驟(347)。
9.按照權利要求1，2或4的方法，其特征在于，該方法還包括以下步驟-產生第一信道估算數據(414)，-檢測來自接連的第一信道估算數據的相位(441)，-根據所述檢測的來自接連的第一信道估算數據的相位產生復相量(449)，-把基帶信號與復相量相乘，以便校正頻率偏移(451，452)，-根據該頻率校正信號產生第二信道估算數據(454)，以及-把未校正的基帶信號與第二信道估算數據相乘，以便形成校正的輸出信號(460)。
10.按照權利要求9的方法，其特征在于，在相位檢測步驟后，該方法包括根據接連的檢測相位值形成相位微分信號的步驟(343)。
11.按照權利要求9的方法，其特征在于，在相位檢測步驟前，該方法包括根據接連的信道估算數據形成相位微分信號的步驟。
12.按照權利要求9的方法，其特征在于，對于接收信號的兩個多徑分量進行基帶信號處理，且減小頻率偏移的處理過程是基于平均來自不同的多徑分量處理的至少一個信號的。
13.按照權利要求12的方法，其特征在于，該復相量是根據來自至少兩個多徑分量的頻率偏移估算值產生的。
14.一個用于接收射頻信號和補償在處理接收的射頻信號時的頻率偏移的設備，其中該設備包括-用于從射頻信道接收具有載波頻率的射頻信號的裝置(102，104)，-用于產生本地振蕩器信號的裝置，其中在接收的射頻信號的載波頻率與本地振蕩器信號的頻率之間有頻率偏移(104)，-用于將接收的射頻信號與本地振蕩器信號進行混頻的裝置，以便產生基帶信號(104)，-用于把基帶信號變換成數字樣本的裝置(106)，-用于產生射頻信道估算數據的裝置(514，614，714)，-用于根據該信道估算數據校正基帶信號相位的裝置(330)，其特征在于，該設備還包括-用于從接連的信道估算數據檢測相位的裝置(541，641，741)，-用于根據所述檢測的相位產生復相量的裝置(549，649，749)，以及-用于把基帶信號與所述復相量相乘的裝置，以便減小基帶信號的頻率偏移(550，651，652，751，752，755，760)。
15.按照權利要求14的設備，其特征在于，接收的信號是擴頻信號，該設備還包括用于去擴頻接收的寬帶信號形成窄帶信號(310)的裝置(510，512，520，522，610，612，620，622，710，712，720，722)。
16.按照權利要求15的設備，其特征在于，設備包括用于把寬帶基帶信號與所述復相量相乘的裝置(550)，其輸出端被耦合到所述去擴頻裝置的輸入端。
17.按照權利要求15的設備，其特征在于，該設備包括用于把窄帶基帶信號與所述復相量相乘的裝置(651，651)，其輸入端被耦合到去擴頻裝置的輸出端。
18.按照權利要求14的設備，其特征在于，用于形成射頻信道估算數據的裝置的輸入端被耦合到所述用于把基帶信號與所述復相量相乘、以便減小基帶信號的頻率偏移的裝置的輸出端。
19.按照權利要求14的設備，其特征在于，它包括微分器，被耦合到所述信道估算器的輸出端，以及低通濾波器，具有被藕合到所述微分器的輸出端的輸入端和被耦合到所述用于相位檢測裝置的輸入端的輸出端。
20.按照權利要求14的設備，其特征在于，它包括微分器(542，543，642，643)，被耦合到所述用于相位檢測的裝置的輸出端，以及低通濾波器(545，645)，具有被耦合到所述微分器的輸出端的輸入端和被耦合到所述用于形成復相量的裝置的輸入端的輸出端。
21.按照權利要求14的設備，其特征在于，包括積分器(547，647)，用于積分相位檢測數據，形成誤差頻率值，加到用于形成復相量的裝置的輸入端。
22.按照權利要求14或15的設備，其特征在于，該設備還包括-用于產生第一信道估算數據的裝置(714)，-用于檢測來自接連的第一信道估算數據的相位的裝置(741)，-用于根據所述檢測的來自接連的第一信道估算數據的相位產生復相量的裝置(749)，-用于把基帶信號與該復相量相乘，以便校正頻率偏移的裝置(751，752)，-用于根據頻率校正的信號產生第二信道估算數據的裝置(754)，以及-用于把未校正的基帶信號與第二信道估算數據相乘，以便形成校正的輸出信號的裝置(760)。
23.按照權利要求14-22的任一項的設備，其特征在于，它包括微分器(542，543，642，643，742，743)，用于根據接連的相位檢測值形成相位微分信號。
24.按照權利要求14-22的任一項的設備，其特征在于，它包括微分器，它的輸入端被耦合到所述信道估算器的輸出端，用于在相位檢測前，根據信道估算數據形成微分信號。
25.按照權利要求15的設備，其特征在于，它包括至少兩個RAKE指，以及用于平均來自至少兩個RAKE指的至少一個相應信號的裝置(744，731，761)，以便減小頻率偏移。
26.按照權利要求15的設備，其特征在于，它包括用于根據來自至少兩個RAKE指的頻率偏移估算值( )產生復相量的裝置(744，749)。
27.包括用于接收射頻信號和補償在處理接收的射頻信號時的頻率偏移的設備的移動臺，其中該設備包括-用于從射頻信道接收具有載波頻率的射頻信號的裝置(804)，-用于產生本地振蕩器信號的裝置，其中在接收的射頻信號的載波頻率與本地振蕩器信號的頻率之間有頻率偏移(804)，-用于將接收的射頻信號與本地振蕩器信號進行混頻的裝置，以便產生基帶信號(804)，-用于把基帶信號變換成數字樣本的裝置(806)，-用于產生射頻信道估算數據的裝置(814)，-用于根據該信道估算數據校正基帶信號的相位的裝置(830)，其特征在于，該設備還包括-用于從接連的信道估算數據檢測相位的裝置(841)，-用于根據所述檢測的相位產生復相量的裝置(849)，以及-用于把基帶信號與所述復相量相乘的裝置，以便減小基帶信號的頻率偏移(851，852)。
28.包括用于接收射頻信號和補償在處理接收的射頻信號時的頻率偏移的設備的基站，其中該設備包括-用于從射頻信道接收具有載波頻率的射頻信號的裝置(902，904)，-用于產生本地振蕩器信號的裝置，其中在接收的射頻信號的載波頻率與本地振蕩器信號的頻率之間有頻率偏移(904)，-用于將接收的射頻信號與本地振蕩器信號進行混頻的裝置，以便產生基帶信號(904)，-用于把基帶信號變換成數字樣本的裝置(906)，-用于產生射頻信道估算數據的裝置(914)，-用于根據該信道估算數據校正基帶信號的相位的裝置(930)，其特征在于，該設備還包括-用于從接連的信道估算數據檢測相位的裝置(941)，-用于根據所述檢測的相位產生復相量的裝置(949)，以及-用于把基帶信號與所述復相量相乘的裝置，以便減小基帶信號的頻率偏移(951，952，960)。
全文摘要
本發明總的涉及減小射頻接收機中的頻率偏移的技術。具體地,涉及其中將信道估算器(514)用來校正基帶信號的接收機。通過監視信道估算輸出的相位(541)和根據接連的相位值產生復相量來實現本發明的方法。然后接收的基帶信號與產生的復相量相乘(550),以便補償頻率偏移。頻率補償可以在所述信道估算以前或估算以后進行,從而產生反饋補償或前饋補償。可通過在去擴頻之前或在去擴頻之后補償基帶信號實施反饋補償。
文檔編號H04B1/707GK1327318SQ0111978
公開日2001年12月19日 申請日期2001年5月30日 優先權日2000年5月30日
發明者J·維里爾萊 申請人:諾基亞移動電話有限公司