专利名称：频率校正的制作方法
技术领域：
本发明涉及接收器中的频率校正电路和频率校正方法，所述接收器用 于接收移动通信系统中使用的无线电基站和移动终端所提供的无线电信
号
背景技术：
通常，在采用无线电技术的移动通信系统中，无线电基站和移动终端 之间的通信是利用无线电传输信道来执行的。
作为无线电基站用来与多个移动终端同时通信的多址系统，频分多址
(FDMA)、时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)等被用于实际使 用中。
在这样的移动通信系统中，接收信号中可能存在频率误差，例如，无 线电基站和移动终端之间的固定无线电频率的偏移。在这种情况中，通 常，在无线电基站和移动终端的无线电信号接收器中执行通过AFC (自动 频率控制)来校正频率误差的操作。通过AFC来校正频率误差的操作是通 过对接收信号进行解调并检测频率误差以控制接收电路的本地发射器的频 率的方法，或者通过控制添加到接收信号的频率偏移的方法来实现的。这 些方法主要使用了环路控制(loop control)。
参考图1，示出了一般的频率校正电路的示例，该频率校正电路包括 接收天线单元901、无线电接收器902、频率偏移给予单元903-1至903-n、解调器904-1至904-n、解调信号选择器906和频率偏移确定单元 907。
接收天线单元901接收在无线电基站和移动终端之间传输的无线电信号。
从接收天线单元901输出的信号被输入到无线电接收器902，无线电接收器902对输入信号执行放大、从无线电频带到基带的频率变换、正交 检测、模数转换等，并且将经过这些种类的处理的信号输出到频率偏移给
予单元903-1至903-n。通常，无线电接收器902包括低噪声放大器、带限 滤波器、混频器、本地发射器、AGC (自动增益控制器)、正交检测器、 低通滤波器和模数转换器。
从无线电接收器902输出的信号和从频率偏移确定单元907输出的信 号被输入到频率偏移给予单元903-1至903-n，频率偏移给予单元903-1至
903- n将从频率偏移确定单元907输出的频率偏移给予从无线电接收器902 输出的信号，并且将信号分别输出到解调器904-1至904-n。具体地，频率 偏移给予单元903-1至903-n对基带中的数字接收信号(该信号是从无线 电接收器902输出的信号)的各个符号应用相位旋转处理，该相位旋转处 理与给予从频率偏移确定单元907输出的信号的频率偏移相对应。
从频率偏移给予单元903-1至903-n输出的信号被分别输入到解调器
904- 1至904-n，解调器904-1至904-n执行从被复用的多个用户信号分量 中对所期望的用户信号分量的分离、对所期望的用户信号分量的多路径分 量的定时(即，路径延迟)的检测和选择、信道估计等，并计算解调信 号。解调信号被输出到解调信号选择器906。
解调信号选择器906从解调器904-1至904-n输出的解调信号中选择 最优的解调信号。
频率偏移确定单元907确定与多个频率误差相对应的、覆盖可能出现 频率误差的频带的固定频率偏移，并将确定出的频率偏移输出到频率偏移 给予单元903-1至903-n。
另一方面，对于通过采用环路控制的AFC来校正频率误差的操作很困 难的通信方案，例如突发通信，在JP1995-176994A中公开了一种方法， 该方法将与预先准备的多个频率误差相对应的固定频率偏移给予接收信 号，然后执行解调，并从解调信号中选择最优信号。
然而，在上述现有技术中，为了精确地校正接收信号的频率误差并防 止解调时的劣化(deterioration)，必须将与频率误差相对应的固定频率偏 移的间隔设定得足够小，以覆盖可能出现频率误差的频带。当将与频率误差相对应的固定频率偏移的间隔设定得足够小来覆盖可 能出现频率误差的频带时，需要以与频率误差相对应的固定频率偏移的数 目来准备频率偏移给予单元和解调器。因此，电路规模增大。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种在控制电路规模增大的同时，能够精 确地校正接收信号的频率误差并且防止解调时的劣化的频率校正电路和频 率校正方法。
为了达到上述目的，本发明提供了一种频率校正电路，该频率校正电 路将多个频率偏移给予所接收的无线电信号以对无线电信号的频率误差进 行校正，对无线电信号进行解调，并且从经过解调的多个解调信号中选择 一个解调信号。该频率校正电路将多个解调信号中任意数目的解调信号组 合为组合解调信号，并从解调信号和组合解调信号中选择一个解调信号或 组合解调信号。
本发明还提供了一种用于对接收的无线电信号的频率误差进行校正的 频率校正方法。该频率校正方法包括确定给予无线电信号的多个频率偏 移的步骤，将所确定的频率偏移给予无线电信号的步骤，对被给予频率偏 移的无线电信号进行解调的步骤，将经过解调的解调信号中任意数目的解 调信号组合为组合解调信号的步骤，以及从解调信号和组合解调信号中选 择一个解调信号或组合解调信号的步骤。
如上所述，在本发明中，为了对接收的无线电信号的频率误差进行校 正，确定出给予无线电信号的多个频率偏移，将所确定的频率偏移给予无 线电信号，对被给予频率偏移的无线电信号进行解调，将经过解调的解调 信号中任意数目的解调信号组合为组合解调信号，并且从解调信号和组合 解调信号中选择一个解调信号或组合解调信号。因此，可以在控制电路规 模增大的同时，精确校正接收信号的频率误差并且防止解调时的劣化。
参考示出本发明的示例的附图，本发明的上述和其它目的、特征和优 点将从下面的描述中变得清楚。
图1是示出一般的频率校正电路的示例的图2是示出根据本发明的示例性实施例的频率校正电路的图3是说明图2所示的频率校正电路中的频率校正方法的流程图；以
及
图4是示出根据本发明的另一示例性实施例的频率校正电路的图。
具体实施例方式
参考图2，示出了根据本发明的示例性实施例的频率校正电路，该频
率校正电路包括接收天线单元101、无线电接收器102、频率偏移给予单 元103-1至103-n、解调器104-1至104-n、解调信号组合器105-1至105-(n-l)、解调信号选择器106和频率偏移确定单元107。该频率校正电路可 设在无线电基站和移动终端中。在下面的说明中，作为示例，该频率校正 电路设在无线电基站中。
接收天线单元101接收无线电基站和移动终端之间所传输的无线电信 号。接收天线单元101中接收天线元件的数目和布置不受具体限制。在接 收天线单元101接收的信号中，热噪声、干扰信号分量以及从各个移动终 端发送并利用多个无线电传输信道所传输的用户信号分量被叠加在一起。 因为用户信号分量是利用多个无线电传输信道来传输的，所以在同样的用 户信号分量中存在具有不同延迟的多路径分量。
从接收天线单元101输出的信号被输入到无线电接收器102，无线电 接收器102对输入信号执行放大、从无线电频带到基带的频率变换、正交 检测、模数转换等，并将经过这些种类的处理的信号输出到频率偏移给予 单元103-1至103-n。通常，无线电接收器102包括低噪声放大器、带限滤 波器、混频器、本地发射器、AGC (自动增益控制器)、正交检测器、低 通滤波器和模数转换器。这些部件与现有技术中的部件相同，并且不受具 体限制。
从无线电接收器102输出的信号和从频率偏移确定单元107输出的信 号被输入到频率偏移给予单元103-1至103-n，频率偏移给予单元103-1至 103-n将从频率偏移确定单元107输出的频率偏移给予从无线电接收器102 输出的信号，并将信号分别输出到解调器104-1至104-n。从频率偏移确定单元107输出的频率偏移的数目等于频率偏移给予单元103-1至103-n的 数目。频率偏移被分别输入到频率偏移给予单元103-1至103-n。在图2所 示的频率校正电路中，频率偏移给予单元103-1至103-n被布置在无线电 接收器102的后一级(post stage)。然而，频率偏移给予单元103-1至
103- n可以控制无线电接收器102中的本地发射器的频率。 从频率偏移给予单元103-1至103-n输出的信号被分别输入到解调器
104- 1至i04_n，解调器104-1至104-n执行从被复用的多个用户信号分量
中对所期望的用户信号分量的分离、对所期望的用户信号分量的多路径分 量的定时(即，路径延迟)的检测和选择、信道估计等，并计算解调信 号。计算出的解调信号被从解调器104-1至104-n输出到解调信号组合器
105- 1至105-(n-l)，并输出到解调信号选择器106。
从解调器104-1至104-n中的多个解调器输出的解调信号被输入到解 调信号组合器105-1至105-(n-l)，解调信号组合器105-1至105-(n-l)将输 入的多个解调信号组合，从而计算组合解调信号。计算出的组合解调信号 被输出到解调信号选择器106。在图2所示的频率校正电路中，作为示 例，解调信号组合器105-1至105-(n-l)中的每个解调信号组合器将两个解 调信号进行组合。然而，要被组合的解调信号的数目不受限制。
解调信号选择器106从解调器104-1至104-n输出的解调信号以及从 解调信号组合器105-1至105-(n-l)输出的组合解调信号中选择最优的解调 信号。
频率偏移确定单元107确定与多个频率误差相对应的、覆盖可能出现 频率误差的频带的固定频率偏移。频率偏移确定单元107将确定出的频率 偏移输出到频率偏移给予单元103-1至103-n。在图2所示的频率校正电路 中，作为示例，频率偏移给予单元103-1至103-n的数目(即，频率偏移 的数目)为n。然而，与频率误差相对应的固定频率偏移的数目不受限 制。
下面参考图3来说明图2中所示的频率校正电路中的频率校正方法。 当在步骤1中接收天线单元101接收到无线电信号时，在步骤2中， 无线电接收器102对接收的无线电信号应用诸如放大、从无线电频带到基带的频率变换、正交检测以及A-D (模拟到数字)转换的处理。
经过这些种类的处理的信号被从无线电接收器102输出并被输入到频
率偏移给予单元103-1至103-n。然后，在步骤3中，频率偏移给予单元 103-1至103-n将频率偏移给予信号。为了给予频率偏移，对接收的基带数 字信号(该信号是从无线电接收器102输出的信号)的各个符号应用相位 旋转处理，该相位旋转处理与从频率偏移确定单元107输出的信号的多个 频率偏移相对应。该处理与现有技术中的处理相同。这里所给予的频率偏 移是由频率偏移确定单元107确定的。频率偏移确定单元107确定与多个 频率误差相对应的、覆盖可能出现频率误差的频带的固定频率偏移，并将 确定出的频率偏移输出到频率偏移给予单元103-1至103-n。
在步骤4中，被频率偏移给予单元103-1至103-n给予了频率偏移的 信号由解调器104-1至104-n进行解调。该解调处理与现有技术中的解调 处理相同。解调器104-1至104-n执行从被复用的多个用户信号分量中对 所期望的用户信号分量的分离、对所期望的用户信号分量的多路径分量的 定时(即，路径延迟)的检测和选择、信道估计等，并计算解调信号。
用于从被复用的多个用户信号分量中分离所期望的用户信号分量的方 法、用于检测和选择路径延迟的方法以及所检测和选择的路径延迟的数目 不受具体限制。作为检测路径延迟的方法的示例，存在一种利用所期望的 用户信号的已知符号(导频符号等)来检测路径延迟的方法。作为选择路 径延迟的方法的示例，存在一种根据预先设定的选择标准来选择满足该选 择标准的路径延迟的方法。
下面描述选择标准的示例。
(1) 选择所期望用户信号分量较大的高阶M (M是等于或大于1的 整数)个路径延迟。
(2) 选择所期望用户信号的信号干扰比(SIR)较大的高阶M (M是 等于或大于1的整数)个路径延迟。
(3) 选择所期望用户信号分量大于阈值的路径延迟。
(4) 选择所期望用户信号的信号干扰比大于阈值的路径延迟。 估计无线电传输信道的方法不受具体限制。作为估计无线电传输信道的示例，存在一种利用所期望用户信号的己知符号(导频符号等)来估计 无线电传输信道的方法。
解调器104-1至104-n将经过解调的信号作为解调信号输出到解调信 号组合器105-1至105-(n-l)。
当解调信号被输入到解调信号组合器105-1至105-(n-l)中时，在步骤 5中，解调信号组合器105-1至105-(n-l)分别对输入的多个解调信号进行 组合，从而计算组合解调信号。计算组合解调信号的方法不受限制。作为 计算组合解调信号的方法的示例，存在一种将频率偏移相近的多个解调信 号根据信号干扰比、以最大比的方式进行组合的方法。当计算组合解调信 号时，可以使用这样的方法，该方法利用关于解调器104-1至104-n检测 并选择的路径延迟的信息来仅仅组合路径延迟一致的解调信号。当计算组 合解调信号时，可以使用这样的方法，该方法利用关于解调器104-1至 104-n检测并选择的路径延迟的信号来仅仅组合路径延迟相近的解调信 号。当计算组合解调信号时，可以使用这样的方法，该方法利用与频率偏 移间隔相对应的相关系数(correlation coefficient)来执行校正。
当由解调信号组合器105-1至105-(n-l)计算出的组合解调信号被从解 调信号组合器105-1至105-(n-l)输出时，输出的组合解调信号被输入到解 调信号选择器106。
在步骤6中，解调信号选择器106从输入解调信号选择器106的组合 解调信号以及从解调器104-1至104-n输出的解调信号中选择最优解调信 号。选择最优解调信号的方法不受限制。作为选择最优解调信号的方法的 示例，存在一种利用最大信号干扰比来选择解调信号或组合解调信号的方 法。
如上所述，在本发明中，准备了与频率误差相对应的、基本上是固定 频率偏移给予单元103-1至103-n和解调器104-1至104-n的数目的两倍的 的固定频率偏移。因此，在不增加固定频率偏移给予单元103-1至103-n 和解调器104-1至104-n的数目的情况下，可以增加与实际频率误差相对 应的固定频率偏移的数目。可以通过主要执行数字信号添加的电路配置来 实现解调信号组合器105-1至105-(n-l)。与频率偏移给予单元103-1至103-n和解调器104-1至104-n相比，解调信号组合器105-1至105-(n-l)的
电路规模较小。
因此，根据本发明，可以在控制电路规模增大的同时，精确地校正接 收信号的频率误差并防止解调时的劣化。
参考图4，示出了根据本发明的另一示例性实施例的频率校正电路， 该频率校正电路除了包括图2所示的频率校正电路的组件之外，还包括频 率误差计算单元208。
接收天线单元101、无线电接收器102、频率偏移给予单元103-1至 103-n、解调器104-1至104-n以及解调信号组合器105-1至105-(n-l)的操 作与图2所示的频率校正电路的操作相同。
解调信号选择器206从解调器104-1至104-n输出的解调信号并从解 调信号组合器105-1至105-(n-l)输出的组合解调信号中选择最优解调信 号，并输出关于与该最优解调信号相对应的频率偏移的信息。
从解调信号选择器206输出的频率偏移信息被输入到频率误差计算单 元208，频率误差计算单元208计算与最优解调信号相对应的频率误差， 并将计算出的频率误差输出给频率偏移确定单元207。计算与最优解调信 号相对应的频率误差的方法不受具体限制。作为计算与最优解调信号相对 应的频率误差的方法的示例，存在利用最优解调信号的信号干扰比和频率 偏移与最优解调信号相近的解调信号的信号干扰比之间的差别的方法或者 利用比率的方法。
例如，在相邻的两个频率偏移中，当具有相同路径延迟或者路径延迟 彼此相近的解调信号被根据信号干扰比、以最大比的方式组合时，假定以 大约1: 1的比率来将解调信号进行组合，则解调信号的频率差别很可能 是接近这两个频率偏移的中间的频率误差。当在相邻频率偏移中未出现具 有相同路径延迟的解调信号时，频率误差很可能是被选择作为最优解调信 号的频率偏移。作为具体示例，相邻两个频率偏移A和B (A<B)中具有 相同路径延迟的解调信号的信号干扰比分别为SIR一A和SIR—B，并且频率 偏移A被选择作为具有最大信号干扰比的解调信号(该解调信号被选作最 优解调信号)的频率偏移。在这样的情况中，(A)，当SII^B/SIR一A等于或小于0.67时，频率误差被计算为A，并且(B)，当SIR一B/SIR—A大 于0.67并等于或小于1时，频率误差被计算为(A+B)/2。
从频率误差计算单元208输出的频率误差被输入到频率偏移确定单元 207，频率偏移确定单元207确定与多个频率误差相对应的固定频率偏 移，所述多个频率误差限于与输入的频率误差接近的频率误差。频率偏移 确定单元207将确定出的频率偏移输出给频率偏移给予单元103-1至103-n。
通过计算与最优解调信号相对应的频率误差并按照此方式将频率误差 反映成频率偏移，可以在短时间内实现对频率误差的校正操作的收敛。
可以在控制电路规模增大的同时精确估计接收信号的频率误差。
如上所述，在本发明中，即使当通过AFC来校正频率误差的操作不收 敛时，也可以在控制电路规模增大的同时精确校正接收信号的频率误差并 防止解调时的劣化。这是因为，在将与预先准备的多个频率误差相对应的 固定频率偏移给予接收信号之后，执行解调，并且通过利用解调信号以及 通过将多个解调信号组合而得到的组合解调信号来选择最优解调信号。
如上所述，根据本发明的频率校正电路可以包括用于接收无线电信号 的无线电接收器、用于确定被给予无线电信号的多个频率偏移的频率偏移 确定单元、用于将由频率偏移确定单元确定的频率偏移给予无线电信号的 频率偏移给予单元、用于对被频率偏移给予单元给予频率偏移的无线电信 号进行解调的解调器、用于将由解调器解调的解调信号中的任意数目的解 调信号组合为组合解调信号的解调信号组合器、以及用于从解调信号和组 合解调信号中选择一个解调信号或组合解调信号的解调信号选择器。
频率校正电路可以基于所选择的解调信号或组合解调信号的频率偏移 来计算频率误差，并基于计算出的频率误差来确定给予无线电信号的多个 频率偏移。
如上所述，根据本发明的频率校正方法可以包括根据所选择的解调信 号或组合解调信号的频率偏移来计算频率误差的步骤以及根据计算出的频 率误差来确定给予无线电信号的多个频率偏移的步骤。
虽然以具体术语描述了本发明的示例性实施例，但是这样的描述仅仅用于说明性目的，应当理解，在不脱离所附权利要求的精神或范围的情况 下可以作出改变和变化。
本申请基于2007年4月12日提交的日本专利申请No. 2007-104885并 要求其优先权，该申请的内容通过引用而被结合于此。
权利要求
1.一种频率校正电路，所述频率校正电路将多个频率偏移给予所接收的无线电信号以校正所述无线电信号的频率误差，对所述无线电信号进行解调，并从经过解调的多个解调信号中选择一个解调信号，其中所述频率校正电路将所述多个解调信号中任意数目的解调信号组合为组合解调信号，并从所述解调信号和所述组合解调信号中选择一个解调信号或组合解调信号。
2. 根据权利要求1所述的频率校正电路，其中， 所述频率校正电路包括无线电接收器，用于接收无线电信号；频率偏移确定单元，用于确定给予所述无线电信号的多个频率偏移；频率偏移给予单元，用于将由所述频率偏移确定单元确定的频率偏移给予所述无线电信号；解调器，用于对被所述频率偏移给予单元给予所述频率偏移的所述无 线电信号进行解调；解调信号组合器，用于将经过所述解调器解调的解调信号中任意数目 的解调信号组合为组合解调信号；以及解调信号选择器，用于从所述解调信号和所述组合解调信号中选择一 个解调信号或组合解调信号。
3. 根据权利要求1所述的频率校正电路，其中，所述频率校正电路基 于所选择的解调信号或组合解调信号的频率偏移来计算频率误差，并且基 于计算出的频率误差来确定给予所述无线电信号的多个频率偏移。
4. 一种对接收的无线电信号的频率误差进行校正的方法，该方法包括:确定给予所述无线电信号的多个频率偏移的步骤； 将确定出的频率偏移给予所述无线电信号的步骤； 对被给予所述频率偏移的所述无线电信号进行解调的步骤； 将经过解调的解调信号中任意数目的解调信号组合为组合解调信号的步骤；以及从所述解调信号和所述组合解调信号中选择一个解调信号或组合解调 信号的步骤。
5.根据权利要求4所述的方法，还包括基于所选择的解调信号或组合解调信号的频率偏移来计算频率误差的步骤；以及基于计算出的频率误差来确定给予所述无线电信号的多个频率偏移的 步骤。
全文摘要
本发明涉及频率校正，公开了一种频率校正电路和频率校正方法。频率校正电路将多个频率偏移给予所接收的无线电信号以校正无线电信号的频率误差、对无线电信号进行解调、将多个解调信号中任意数目的解调信号组合为组合解调信号、并从解调信号和组合解调信号中选择一个解调信号或组合解调信号。
文档编号H04L27/00GK101286964SQ20081009044
公开日2008年10月15日 申请日期2008年4月14日 优先权日2007年4月12日
发明者丸田靖 申请人:日本电气株式会社