专利名称：频差测量方法
技术领域：
本发明涉及一种移动通信系统，特别涉及一种在TDD(时分双工)移动通信系统中的频差测量方法。
背景技术：
通常，在移动通信系统中，在通过频率产生器产生的预定的频率上发送侧发射而接收侧接收信号。因为频率产生器的特性根据环境因素而变化以及来自移动通信终端的移动而产生的多普勒效应，发射/接收的信号的频率和预先确定的频率不同这样，为了防止移动通信系统的性能恶化，移动通信系统的接收侧需要通过最小化在传输频率和接收频率之间的差值来接收信号。
发明内容
本发明的一个目的是至少解决上述问题和/或缺点并至少提供下面所述的优点。
本发明的另一目的是提供一种频差测量方法和设备，通过基于预先确定的取样间隔计算相位改变值，其能够基于相位改变值精确的测量在传输频率和接收频率之间的平均频差值。
为至少整体或部分的实现这些和其它优点并且根据本发明的目的，如在这里广泛的和具体的描述的，提供了一种频差测量方法，该方法包括基于预先确定的取样间隔计算解调的信号的相位改变值；并且基于计算的相位改变值确定在传输频率和接收频率之间的平均频差值。为至少实现这些目的和其它优点并且根据本发明的目的，如在这里广泛的和具体的描述的，还提供了一种移动通信系统中的频差测量方法，其用于确定在传输频率和接收频率之间的差值，该方法包括解调接收的信号，提取解调的信号的相位分量，基于预先确定的取样间隔计算提取的相位分量的相位改变值；测量对应于计算的相位改变值的频差值，并且平均所测量的频差值和确定获得的平均值为在传输频率和接收频率之间的平均频差值。
为至少实现这些目的和其它优点并且根据本发明的目的，如在这里广泛的和具体的描述的，还提供了一种移动通信系统，包括用于接收输入信号并且输出解调信号的解调器，用于基于预先确定的时间间隔计算解调的信号的相位改变值，以及基于计算的相位改变确定在传输频率和接收频率之间的平均频差值的频差测量单元。
本发明的其它优点、目的和特征将在随后的说明中部分地描述，经过以下检验或从本发明的实践中学习，上述优点、目的和特征对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的。本发明的目的和优点可以如所附权利要求中所特别指出的来实现和获得。
将参考下面的附图详细描述本发明，其中相似的数字表示相似的元件，其中图1是具有AFC(自动频率控制)结构的普通频差测量设备的示意性方框图；图2是示出了解调的信号的相位改变的图；图3是示出了计算相位改变值的原理的图；图4是根据本发明的实施例的频差测量方法的流程图；和图5是示出了根据本发明的实施例的计算相位改变值的原理的图。
具体实施例方式
图1是具有AFC(自动频率控制)结构的一般频差测量设备的示意性的方框图。
如图1所示，该频差测量设备包括用于基于振荡频率解调通过天线接收的信号并且输出基带信号的解调器110；用于产生输入到解调器110的振荡频率的频率产生器120；以及用于计算从解调器110输入的信号的频率和振荡频率之间的差的频差测量单元130。优选的，将频率产生器120构造为VCO(压控振荡器)。但是，本发明并不限定于此。
下面将参考图2和3描述如上所述构造的设备的频差测量方法。
发送侧在传输频率ft上传播(carry)并发送数据s(t)，而接收侧通过使用接收频率fr.解调接收的信号。在传输频率ft和接收频率fr之间的差值可以由下面所示的等式(1)定义fd＝ft-fr-------------------------------------------(1)在这个情况中，当传输频率ft和接收频率fr彼此相同时，接收侧可以成功的接收数据s(t)。
但是，如果传输频率ft和接收频率fr不相同，则接收侧将接收数据s(t)·ej2πfdt，而不是s(t)。
这样，当发送侧和接收侧使用已知的信号，比如导频信号作为数据s(t)时，接收侧可以计算解调信号的相位改变值ej2πfdt，并且基于获得的相位改变值测量在传输频率ft和接收频率fr之间的差值fd。
首先，接收侧从解调的信号中提取相位分量，而不提取数据s(t)，如下面的等式(2)所示i(tn)=ej2πfdtn,]]>在这里n＝1，2，…，N-------------------------(2)
通过参考示出了解调信号的相位改变的图的图2，下面将描述相位分量的相位改变。
如图2所示，解调信号的ej2πfdt的相位值2πfdt被大致显示为根据时间轴是线性的。基于相位分量的相位改变值，接收侧可以测量在传输频率ft和接收频率fr之间的差值fd，下面将参考图3描述计算相位分量的相位改变值的原理。
图3是示出了计算相位改变的原理的图。如图3所示，通过下面所示的等式(3)计算在互相邻接的信号中的相位改变值r(tn)=i(tn)·i*(tn+1)=ej2πfdtn·e-j2πfdtn+1=ej2πfdtn·e-j2πfd(tn+1)=e-j2πfd--(3)]]>基于由下面所示的等式(4)计算的相位改变值获得频差值fdn=12πtan-1(imag(r(tn))real(r(tn)))---(4)]]>因此，因为基于等式(4)测量了N个频差值，如下面的图5所示，接收侧将测量的N个频差值平均，由此将平均值测量为在传输频率和接收频率之间的平均频差值Fd=1NΣn=0Nfdn--(5)]]>在频差测量方法中，在传输频率和接收频率之间的平均频差值是基于测量的N个频差值中的第一个和最后一个频差值的。
这可以由等式来简化。例如，可以如下面所示的来表示用于测量平均差值的N个相位值
Φ0＝2πfdt0，Φ1＝2πfdt1，Φ2＝2πfdt2，…，ΦN＝2πfdtN------(6)在相位值中在互相邻接的信号之间的相位差也可以表示如下Φ0-Φ1＝2πfdt0-2πfdt1Φ1-Φ2＝2πfdt1-2πfdt2Φ2-Φ3＝2πfdt2-2πfdt3--------------------------------------(7)ΦN-1-ΦN＝2πfdtN-1-2πfdtN在这个情况中，计算的相位改变值的总和可以表示为下面的等式(8)(Φ0-Φ1)+(Φ1-Φ2)+(Φ2-Φ3)+…+(ΦN-1-ΦN)＝Φ0-ΦN--(8)这样，接收侧将等式(8)的结果如下面的等式(9)所示的平均，由此可以将平均值确定为在传输频率和接收频率之间的平均频差值Φ0-ΦNN=2πfd(t0-tN)N---------(9)]]>但是，因为在平均相位改变值的过程中消去了中间值，并且仅基于第一个和最后一个相位值来确定在传输频率和接收频率之间的平均频差值，所确定的平均频差值不如所需的那样精确。
通过基于预先确定的取样间隔计算相位改变值，一种频差测量方法能够更为精确的基于相位改变值测量在传输频率和接收频率之间的平均频差值，下面根据本发明的优选实施例，并参考附图详细描述该方法。
通常，在FDD(频分双工)方法的移动通信系统中，上行链路频率和与上行链路频率不同的下行链路频率被用于通信。当使用下行链路的特定信道时，基站可以将已知信号发射到终端。在这个情况中，终端可以在任意时间通过使用足量的信号来测量频差。例如，在使用FDD方法的W-CDMA(宽带-码分多址)系统中，移动通信系统可以使用CPICH(共用导频信道)。该CPICH是基站通过其发射信号到终端的信道。
因此，当终端使用CPICH来测量频差时，它可以根据展宽增益使用具有高SNR(信噪比)的信号，或可使用的150码元(＝38400时隙)10毫秒(ms)。
另外，在TDD(时分双工)方法的移动通信系统中，划分用于通信的上行链路和下行链路的传输时间。就是说，由于在上行链路时间过程中不允许下行链路，时间被限制为基站发射已知信号到终端。例如，在使用TDD的TD-SCDMA(时分-同步CDMA)方法的移动通信系统中，因为使用下行链路的可用时间被限定，移动通信系统可以仅使用当连接话务信道时发射的训练序列(midamble)信号。但是，当使用12.2Kbps信道时，训练序列信号占据的比率仅仅是2.11％(在6800时隙中的144时隙)并且仅应该使用具有低SNR的信号。
这样，对于TD-SCDMA移动通信系统需要一种精确地测量频差值的方法和设备，其使用相对低质量和少量的信号。
下面将描述用于在基于TDD的移动通信系统中精确地测量在传输频率和接收频率之间的频差的方法的实施例。
图4是一流程图，示出了根据本发明的频差测量方法的实施例。如图4所示，频差测量方法包括解调接收的信号并且提取该解调信号的相位分量(S41)；基于预先确定的时间间隔计算提取的相位分量的相位改变值(S42)；测量对应于相位改变值的频率改变值(S43)，并且平均测量的频率改变值并确定平均值为在传输频率和接收频率之间的平均频差值(S44)。
下面将更详细的描述频差测量方法。首先，接收侧从消去了数据s(t)的解调的信号中提取相位分量，如下面的等式(10)所表示(S41)i(tn)=ej2πfdtn,]]>在这里n＝1，2，…，N------------------------------------(10)图5是示出了根据本发明的一个实施例的计算提取的相位分量的相位改变值的原理的图。如图5所示，下面的等式(11)表示的相位改变值是在具有预先确定的取样间隔的相位分量之间计算的(S42)r(tn)=i(tn)·i*(tn+k)=ej2πfdtn·e-j2πfdtn+k=ej2πfdtn·e-j2πfd(tn+k)=e-j2πkfd--(11)]]>通过下面的等式(12)使用计算的相位改变值测量频差值fdn=12πktan-1(imag(r(tn))real(r(tn)))---(12)]]>因此，基于测量的频差值测量N个频差值，使得接收侧将测量的N个频差值平均，并且确定所获得的平均值为在传输频率和接收频率之间的平均频差值，如下面的等式(13)所表示的Fd=1N-kΣn=0N-kfdn--(13)]]>以这种方式，频差测量方法可以基于在相位分量之间的相位改变值测量在传输频率和接收频率之间的平均频差值，其中不同相位分量之间的距离等于或大于预先确定的取样间隔，例如，用于测量平均频差值的N个相位值可以由下面的等式(14)表示Φ0＝2πfdt0，Φ1＝2πfdt1，Φ2＝2πfdt2，…，ΦN＝2πfdtN-------(14)
在距离等于或大于预先确定的取样间隔的相位分量之间的相位差值可以由下面的等式(15)表示Φ0-Φk＝2πfdt0-2πfdtkΦ1-Φk+1＝2πfdt1-2πfdtk+1Φ2-Φk+2＝2πfdt2-2πfdtk+2…… -------------------(15)ΦN-k-2-ΦN-2＝2πfdtN-k-2-2πfdtN-2ΦN-k-1-ΦN-1＝2πfdtN-k-1-2πfdtN-1ΦN-k-ΦN＝2πfdtN-k-2πfdtN计算的相位改变值的总和可由下面的等式(16)表示(Φ0-Φk)+(Φ1-Φk+1)+(Φ2-Φk+2)+···+(Φk-1-Φ2k-1)+(Φk-Φ2k)+]]>(Φk+1-Φ2k+1)+···+(ΦN-2k-ΦN-k)+(ΦN-2k+1-ΦN-k+1)+···+(ΦN-k-1-ΦN-1)]]>+(ΦN-k-ΦN)=Σn=0k-1Φn-Σi=N-k+1NΦi-----(16)]]>因此，接收侧可以通过平均等式(16)的结果来确定在传输频率和接收频率之间的平均频差值。这时，因为接收侧可以根据等式(16)的“k”值使用和k(+)项目和k(-)项目一样多的相位值，接收侧可以相对准确的确定频差值。
如上所述，根据本发明的频差测量方法和设备至少具有下面的优点。
例如，基于预先确定的取样间隔计算相位改变值，基于该改变值可以准确的确定在传输频率和接收频率之间的平均频差值。这样，接收侧可以从发送侧准确地接收数据，使得移动通信系统的性能能得到改善。
前述实施例和优点仅仅是示例性的，并且不构成对本发明的限定。本发明的教导可以很容易的应用到其它类型的设备。本发明的描述意在说明，而不用于限定权利要求的范围。很多替代、修改和变更对本领域普通技术人员来说是显而易见的。
权利要求
1.一种频差测量方法，包括基于预先确定的取样间隔确定解调信号的相位改变值；以及基于计算的相位改变值确定在传输频率和接收频率之间的平均频差值。
2.如权利要求1所述的方法，其中该预先确定的取样间隔对应于所计算的相位改变值的数量。
3.如权利要求2所述的方法，其中，在预先确定的取样间隔不重复取样。
4.如权利要求1所述的方法，其中该平均频差值是通过平均对应于计算的相位改变值的平均频差值并且确定获得的平均值为在传输频率和接收频率之间的平均频差值来确定的。
5.一种在移动通信系统中的频差测量方法，其用于确定在传输频率和接收频率之间的平均频差值，该方法包括解调接收的信号；提取解调的信号的相位分量；基于预先确定的取样间隔计算提取的相位分量的相位改变值；测量对应于计算的相位改变值的频差值；以及平均测量的频差值并且确定获得的平均值为在传输频率和接收频率之间的平均频差值。
6.如权利要求5所述的方法，其中该预先确定的取样间隔对应于提取的相位改变值的数量。
7.如权利要求6所述的方法，其中在预先确定的取样间隔不重复取样。
8.如权利要求5所述的方法，其中该提取的相位分量是从移去了数据s(t)的调制的接收信号中提取的，并且其中该提取的相位分量表示为i(tn)=ej2πfdtn]]>其中n＝1，2，...，N，N是频差值的数量，以及fd是差值。
9.如权利要求5所述的方法，其中每一计算的相位改变值表示为r(tn)=e-j2πfd]]>其中n＝1，2，...，N，N是频差值的数量，以及fd是差值，而k是常数。
10.如权利要求9所述的方法，其中频差值被表示为fdn=12πtan-1(imag(r(tn))real(r(tn))).]]>
11.如权利要求10所述的方法，其中该平均的测量的频差值被表示为Fd=1NΣn=0Nfdn.]]>
12.如权利要求5所述的方法，其中该在传输频率和接收频率之间的平均频差值是基于在其距离至少与预先确定的取样间隔一样长的相位分量之间的相位改变值来确定的。
13.一种移动通信系统，包括解调器，用于接收调制的输入信号并且输出解调信号；以及频差测量单元，用于基于预先确定的时间间隔计算解调的信号的相位改变值，以及基于计算的相位改变确定在传输频率和接收频率之间的平均频差值。
全文摘要
公开了一种在基于TDD(时分双工)的移动通信系统中测量频差的方法。该频差测量方法包括基于预先确定的取样间隔计算解调的信号的相位改变值，并且基于计算的相位改变确定在传输频率和接收频率之间的平均频差值。
文档编号H03D7/00GK1578203SQ20041006219
公开日2005年2月9日 申请日期2004年7月2日 优先权日2003年7月4日
发明者金永宰 申请人:Lg电子株式会社