耙式接收机及其接收方法与流程

本发明涉及一种用于移动通信的终端。

背景技术：

移动通信技术已通过2G和3G演进至4G。

图1示出移动通信系统。

如图1所示，移动通信系统包括至少一个基站(BS)20。各个基站20向存在于特定地理区域(通常称为小区)20a、20b和20c中的终端10提供服务。

移动通信技术的优点使得数据能够无线地高速发送和接收。

另外，终端100超越了仅提供电话呼叫功能的常规电话，已演进为提供各种功能的智能电话，因此改进了用户体验(UE)。

此外，最近正在进行许多努力来研究和探索机器型通信(MTC)或者物联网(IoT)，其使得装置与装置之间或者装置与服务器之间能够在没有人干预的情况下通信。MTC或IoT是通过人所使用的终端以外的机器装置经由无线通信网络的通信的概念。这种MTC或IoT可用在诸如跟踪、计量、支付、医疗行业和遥控技术的各种领域。

用于MTC或IOT的装置发送小量数据，有时需要发送和接收上行链路/下行链路数据。

考虑到上述特性，作为3G移动通信的宽带码分多址(WCDMA)可用于MTC或IoT并且减小了装置的成本和电池电力消耗。

WCDMA所基于的码分多址(CDMA)的一个重要特性是耙式(rake)接收功能。耙式接收功能是根据时间延迟来分离两个信号的功能，所述信号从基站同时发送，但是由于多径衰减而在不同的时间点到达接收机(即，具有相位差)。因此，对于耙式接收功能而言时间同步是关键。如果由于异步时间而发生定时偏移，则可能导致性能劣化。

因此，WCDMA接收机执行过采样以便减小定时偏移。然而，如果当执行四倍过采样时发生1/8码片的定时偏移，则无法补偿它。为了减小1/8至1/2码片的定时偏移，可将过采样率增加至两倍以执行8倍过采样，但是这也会大大增加复杂度。另外，即使当执行8倍过采样时，仍无法克服1/16码片的定时偏移。

总之，增加过采样率导致复杂度和存储器使用的增加。因此，它不是完美解决方案并且无法克服定时偏移1/(过采样率*2)。

技术实现要素：

技术问题

因此，本发明的目的在于解决上述问题。

技术方案

为了实现上述目的，本发明提供一种接收机配置，其能够在不执行过采样的情况下减小定时偏移。具体地讲，根据本发明的接收机配置使得基于关于定时位置的信息来控制振荡器，从而防止由定时偏移导致的性能劣化。

在一方面，本发明提供一种耙式接收机，该耙式接收机包括：振荡器；射频集成电路(RFIC)，其被配置为根据所述振荡器的采样时钟和载波频率时钟来处理在经历多径传播之后接收的模拟信号；耙式处理单元，其被配置为向从所述RFIC输出的信号的各条路径分配指状部，执行解码，并且输出通过时间跟踪的关于定时位置的信息、准时采样的功率度量以及提前半码片的时间的功率度量与推迟半码片的时间的功率度量之差；以及自动频率控制器(AFC)，其被配置为根据提前半码片的时间的功率度量和推迟半码片的时间的功率度量之差与准时采样的功率度量的比率，来计算用于调节所述振荡器的采样时钟的贝塔(β)值。

在另一方面，本发明提供一种耙式接收机的接收方法，该接收方法包括以下步骤：根据振荡器的采样时钟和载波频率时钟来处理在经历多径传播之后接收的模拟信号；通过基于所述信号的时间跟踪输出关于定时位置的信息、准时采样的功率度量以及提前半码片的时间的功率度量和推迟半码片的时间的功率度量之差；基于提前半码片的时间的功率度量和推迟半码片的时间的功率度量之差与准时采样的功率度量的比率来计算贝塔(β)值；以及基于所述贝塔(β)值来调节振荡器的采样时钟。

技术效果

根据本发明，可在不执行过采样的情况下减小定时偏移，从而与执行过采样的情况相比进一步降低复杂度。具体地讲，根据本发明，通过基于关于定时位置的信息来控制振荡器，可防止由定时偏移导致的性能劣化。

附图说明

图1是示出移动通信系统的示图。

图2是示出一般射频(RF)单元的配置的示图。

图3是示出根据本发明的实施方式的RF单元的配置的示图。

图4是示出图3所示的耙式处理单元的详细配置的示图。

图5是图4所示的滤波器的输出的示例。

图6是示出实现有本发明的实施方式的无线通信系统的框图。

具体实施方式

本文所使用的技术术语仅用于描述特定实施方式，而不应被解释为限制本发明。另外，除非另外定义，否则本文所使用的技术术语应该被解释为具有本领域技术人员通常理解的含义，而不应过宽或过窄地解释。另外，本文所使用的被确定为没有确切地表示本发明的精神的技术术语应该通过本领域技术人员能够确切地理解的技术术语来代替或理解。另外，本文所使用的一般术语应该如字典中所定义的在上下文中解释，而不应按照过窄的方式解释。

本发明中的单数的表达形式包括多数的含义，除非在上下文中明确地定义了单数的含义不同于多数的含义。在以下描述中，术语“包括”或“具有”可表示存在本发明中所描述的特征、数量、步骤、操作、组件、部件或其组合，可能不排除存在或添加另一特征、另一数量、另一步骤、另一操作、另一组件、另一部件或其组合。

术语“第一”和“第二”用于说明各种组件，所述组件不限于术语“第一”和“第二”。术语“第一”和“第二”仅用于将一个组件与另一组件相区分。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，第一组件可被称为第二组件。

将理解的是，当元件或层被称作“连接到”或“联接到”另一元件或层时，它可直接连接到或联接到所述另一元件或层，或者可存在中间元件或层。相比之下，当元件被称作“直接连接到”或“直接联接到”另一元件或层时，不存在中间元件或层。

以下，将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施方式。在描述本发明时，为了易于理解，贯穿附图使用相同的标号来表示相同的组件，并且关于相同组件的重复描述将被省略。被确定为使得本发明的主旨不清楚的关于熟知技术的详细描述将被省略。提供附图仅是为了使得本发明的精神易于理解，而不应该旨在限制本发明。应该理解，除了附图所示的那些以外，本发明的精神可扩展至其修改形式、替代形式或等同形式。

如本文所用，“无线装置”可以是固定的或移动的，并且可由诸如终端、移动终端(MT)、用户设备(UE)、移动设备(ME)、移动站(MS)、用户终端(UT)、订户站(SS)、手持装置、无线终端(AT)等的其它术语表示。

如本文所用，“基站”通常表示与无线装置通信的固定站，并且可由诸如eNB(演进NodeB)、BTS(基站收发器系统)或接入点的其它术语表示。

图2是示出一般射频(RF)单元的配置的示图。

如图2所示，一般耙式接收机可包括射频集成电路(RFIC)11、振荡器12、耙式处理单元13和自动频率控制器(AFC)15。

AFC 15包括累加器15-1、相位至频率转换器15-2、阿尔法(α)处理单元15-7、加法器15-8和延迟单元(Z-1)15-9。AFC 15测量其频率与发送机的频率之间的差异，并且控制振荡器12以减小该频率差异。

此外，如果通过AFC 15更改振荡器12的时钟频率，则可能影响采样时钟从而可能导致感觉就像甚至定时位置也已移动一样的情况。本发明的发明人已注意到这种情况。

结果，本发明的发明人利用偏移值来控制振荡器，其能够利用上述情况，以在可获得最大信噪比(SNR)的方向上发送定时位置。

即，根据本发明的实施方式，在克服一般耙式接收机的缺点并且改进性能的尝试中，控制振荡器以使定时位置移至可获得最大信噪比(SNR)的位置，从而使由定时偏移导致的性能劣化最小化。

图3是示出根据本发明的实施方式的RF单元的配置的示图，并且图4是示出图3所示的耙式处理单元的详细配置的示图。

如图3所示，根据本发明的实施方式的耙式接收机可包括射频集成电路(RFIC)131、振荡器132、耙式处理单元133、AFC 135。

RFIC 131接收在经历多径传播之后接收的模拟信号。为此，RFIC 131从振荡器132获得采样时钟和载波频率时钟。

耙式处理单元133向通过多径接收的信号的各条路径分配指状部，然后针对各个信号执行解码。耙式处理单元133通过分配指状部的操作来估计相位度量，并且将所估计的相位度量发送至AFC 135。另外，耙式处理单元133通过执行时间跟踪来获得关于定时位置的信息。

AFC 135测量相对于发送机的频率差异，并且控制振荡器132以减小该频率差异。AFC 135包括累加器135-1、相位至频率转换器135-2、贝塔(β)处理单元135-4、阿尔法(α)处理单元135-7、加法器15-8和延迟单元(Z-1)135-9。

累加器135-1在预定时间周期内对从耙式处理单元133传送来的相位度量进行累加。相位至频率转换器135-2利用所累加的相位度量来计算频率偏移。为此，相位至频率转换器135-2可利用反正切函数。

贝塔(β)处理单元135-4从耙式处理单元133获取关于定时位置的信息，并且获得与关于定时位置的信息匹配的贝塔(β)值。

为了确定贝塔(β)值，有必要如上所述从耙式处理单元133获取关于定时位置的信息。为此，耙式处理单元133可具有如图4所示的改进配置。

如图4所示，耙式处理单元133可包括指状部单元133-1、多个下采样单元133-2、多个解扰和解扩单元133-3、多个匹配滤波器133-4。

多个下采样单元133-2包括：准时下采样单元，其被配置为准时执行采样；半码片提前下采样单元，其被配置为提前半码片的时间执行采样；以及半码片推迟下采样单元，其被配置为推迟半码片的时间执行采样。

因此，耙式处理单元133根据下式1计算比率。

[式1]

在上式中，M_ontime表示准时采样的功率度量，M_{EL_diff}表示参考准时的功率度量，提前半码片的时间的功率度量与推迟半码片的时间的功率度量之差，即M_{EL_diff}＝(M_early–M_late)。其中，M_early表示提前半码片的时间的功率度量，M_late是推迟半码片的时间的功率度量。

即，耙式处理单元133可基于提前半码片的时间的功率度量与推迟半码片的时间的功率度量之差与准时采样的功率度量的比率来计算关于定时位置的信息，然后将关于定时位置的信息传送给贝塔(β)处理单元135-4。

图4所示的耙式处理单元133的配置仅是示例性的，如果存在附加定时跟踪器，则耙式处理单元133的配置可不同于图4。

返回参照图3，当从耙式处理单元133获取了关于定时位置的信息时，贝塔(β)处理单元135-4获得与关于定时位置的信息匹配的贝塔(β)值。贝塔(β)处理单元135-4通过将贝塔(β)值与频率偏移相加来补偿从相位至频率转换器135-2获得的频率偏移。

阿尔法(α)处理单元135-8将作为比例因子的阿尔法(α)值乘以频率偏移补偿。加法器135-8将延迟单元(Z-1)135-9的输出和阿尔法(α)处理单元135-8的输出相加，并且将结果输出给振荡器132。

因此，AFC控制振荡器132减小定时偏移，以使得由定时偏移导致的性能劣化可被最小化。

图5是图4所示的滤波器的输出的示例。

如果图4所示的匹配滤波器133-3使用平方根升余弦(SRRC)滤波器，则匹配滤波器133-3的输出功率可与图5所示相同。在图5中，X轴表示码片区段，各个区段单元为1/64码片。定时偏移值和M_{EL_Diff}/M_ontime的值基于1:1来映射，并且相对于特定定时偏移的M_{EL_Diff}/M_Ontime的值示出于下表1中。

例如，如果不存在干扰和噪声并且M_{EL_Diff}/M_Ontime的值为-0.2038，则当前定时位置位于比指示最大SNR的位置至多提前1/16码片处。因此，如果执行采样以减小采样时钟频率，则定时位置可向后移动。

因此，贝塔(β)处理单元135-4可根据下式获得贝塔(β)值。

[式2]

在上式中，x的值是常数，其用于确定向指示最大SNR的定时位置移动的速度。

[表1]

[表2]

此外，为了确定上式1中所使用的x的值，有必要考虑以下内容。

即使实际频率偏移值为0，也可像存在频率偏移一样测量频率偏移。这是因为扰码的自相关特性不同，并且载波间干扰(ICI)可影响频率偏移的测量。在偏移位于最大SNR的位置前面的情况下，可根据扰码测量正(+)频率偏移或负(-)频率偏移。在前一种情况下，AFC 135执行控制操作以减小采样时钟频率，以使得偏移可向指示最大SNR的定时位置移动。然而，在后一种情况下，偏移远离指示最大SNR的定时位置移动。因此，x的值应该被设定为在远离指示最大SNR的定时位置的方向上大于发生频率偏移的最大值。这样，可针对每一个扰码移动至指示最大SNR的定时位置。

例如，在3.84 Mcps WCDMA系统中频率偏移为0的情况下，如果响应于根据扰码的自相关特性发生1/8码片的定时偏移，测量到20Hz的频率偏移，则

其中，常数x的值大于48.2，因为当偏移为1/8码片时M_{EL_diff}/M_Ontime的值为0.4150。即，在上述示例中如果常数x的值被设定为大于48.2，则定时位置通过振荡器132被移动至准时位置。

本发明的上述实施方式可利用各种手段来实现。例如，本发明的实施方式可通过硬件、固件、软件或其组合来实现。其具体描述参照附图提供。

图6是示出实现有本发明的实施方式的无线通信系统的框图。

基站200包括处理器210、存储器220和RF单元230。存储器220连接至处理器210以存储驱动处理器210所需的各种类型的信息。RF单元230连接至处理器210以发送和/或接收无线信号。处理器210实现所提出的功能、过程和/或方法。在上述实施方式中，基站的操作可由处理器210实现。

无线装置100包括处理器110、存储器120和RF单元130。存储器120连接至处理器110以存储驱动处理器110所需的各种类型的信息。RF单元130连接至处理器110以发送和/或接收无线信号。处理器110实现所提出的功能、过程和/或方法。在上述实施方式中，无线装置的操作可由处理器110实现。

处理器可包括专用集成电路(ASIC)、不同的芯片集、逻辑电路和数据处理器件。存储器可包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、闪存、存储卡、存储介质和/或任何其它存储装置。RF单元可包括用于处理无线信号的基带电路。当实施方式被实现为软件时，上述方案可被实现为执行上述功能的模块(过程、函数等)。所述模块可被存储在存储器中并且由处理器处理。存储器可位于处理器内部或外部，或者可通过各种手段连接至处理器。

关于上述示例性系统，参照流程图将方法描述为一系列步骤或方框，但是本发明不限于这些步骤，特定步骤可按照不同的顺序实现或者可与其它步骤同时实现。另外，本领域技术人员将理解，本发明不限于流程图中所示的步骤，在不脱离本发明的范围的情况下，可包括附加步骤或者可省略一个或更多个步骤。