专利名称：利用晶体振荡器的drx操作的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及通信系统，并且更具体地涉及减轻发射机和接收机之间的频率误差的方法和系统。
背景技术：
某些通信系统诸如以不连续接收(DRX)模式间歇地操作移动通信終端，在该模式下，終端根据指定的周期将它的接收机激活短的持续时间。全球移动通信系统(GSM)中的DRX 操作例如在“3rdGeneration Partnership Project !Technical Specification GroupGSM/EDGE Radio Access Network !Functions Related to Mobile Station(MS)in IdleMode and Group Receive Mode (Release 10)” TS 43. 022、版本 9. 2. 0 (2010 年 9 月)中规定，该文通过引用被整体结合于此。在通用移动通信系统(UMTS)中，DRX模式在“3rd Generation PartnershipProject !Technical Specification Group Radio Access Network ；User Equipment (UE)Procedures in Idle Mode and Procedures for Cell Reselection in ConnectedMode (Release 9)，，TS 25. 304、版本9. 3. 0 (2010年9月)中规定，该文通过引用被整体结合于此。长期演进(LTE)系统中的DRX 操作在“3rd Generation Partnership Project ；iechnica丄 specification broup Radio Access Network ；Evolved Universa丄Terrestrial Radio Access (E-UTRA) ；User Equipment (UE) Procedures in IdleMode (Release 9)” TS 36. 304、版本9. 5. 0 (2010年12月)中规定，该文通过引用被整体结合于此。某些无线通信終端使用晶体振荡器作为參考源用于例如生成产生本地振荡器(LO)信号的參考时钟，和/或作为各种信号处理操作的时间基准。当终端诸如在DRX模式下间歇性地工作时，可能需要高精确度的终端參考时钟源。上面的描述是作为这ー领域的相关技术的概述介绍的，不应被解释为承认它所包括的任何信息构成本专利申请的现有技木。
发明内容
本文描述的实施方式提供了一种在接收机中的方法。所述方法包括从发射机接收指令来以指定的时间周期为间隔检查来自发射机的消息。在接收机处估计接收机相对于发射机的频率误差，并基于所估计的频率误差选择不超过所述指定的时间周期的实际时间周期。根据所选择的实际时间周期周期性地激活接收机以重新设置频率误差。
在某些实施方式中，所述方法包括除了根据所选择的实际时间周期激活接收机之外，还根据指定的时间周期周期性地激活接收机并检查来自发射机的消息。在一个实施方式中，根据所述指定的时间周期激活接收机包括将接收机激活第一持续时间，根据所选择的实际时间周期激活接收机包括将接收机激活第二持续时间，所述第二持续时间短于所述第一持续时间。在所公开的实施方式中，估计频率误差包括使用无补偿晶体振荡器下变频从发射机接收的信号，并且在下变频后的信号中确定至少部分地由所述无补偿晶体振荡器引起的频率误差。在另ー个实施方式中，选择实际时间周期包括将实际时间周期选择得足够短以使其不超出为接收机指定的最大频率误差。在又一个实施方式中，所述方法包括确定第一实际时间周期和第二实际时间周期之间的频率误差的变化，并且基于所述变化估计第二实际时间周期的频率误差。在另ー个实施方式中，选择实际时间周期包括当估计的频率误差超出上频率阈值时减小所述实际时间周期，以及当估计的频率误差低于下频率阈值时增大所述实际时间周期。在ー个实 施方式中，基于所述指定的时间周期设置所述上频率阈值和下频率阈值。在某些实施方式中，所述方法包括一旦根据所选择的实际时间周期激活了所述接收机，但未能在第一频率上成功地測量到来自发射机的信号，则在ー个或多个相对于第一频率偏移的第二频率上重新尝试测量所述信号。在其他实施方式中，所述方法包括一旦根据所选择的实际时间周期激活了所述接收机，但未能通过对来自发射机的信号所携帯的參考信号在第一相干积分周期上进行相干处理来成功地測量所述信号，则通过对所述參考信号在第二相干积分周期上进行相干处理来重新尝试测量所述信号，其中所述第二相干积分周期小于所述第一相干积分周期。根据本文描述的实施方式，本发明还提供了ー种装置，所述装置包括接收机和控制电路。所述接收机被配置为从发射机接收指令来以指定的时间周期为间隔检查来自发射机的消息，以及估计接收机相对于发射机的频率误差。所述控制电路被配置为基于所估计的频率误差选择不超过所述指定的时间周期的实际时间周期，以及根据所选择的实际时间周期周期性地激活接收机以重新设置频率误差。在某些实施方式中，一种移动通信終端包括所公开的装置。在某些实施方式中，一种用于在移动通信終端中处理信号的芯片组包括所公开的装置。结合附图从如下本发明公开内容的实施方式的详细描述中将更更全面地理解本发明公开的内容。
图I是示意性示出了根据本文描述的实施方式的无线通信系统的框图；以及图2是示意性示出了根据本文描述的实施方式的移动通信終端中的不连续接收(DRX)方法的流程图。
具体实施例方式各种通信协议要求基站的时钟和移动通信终端的时钟满足一定的同步要求。例如，需要这种同步来确保基站和终端之间的任何频率偏移和时间漂移小到可接受。例如，全球移动通信系统(GSM)、通用移动通信系统(UMTS)和长期演进(LTE)蜂窝标准需要基站使用绝对精度为±0. 05ppm的时钟源，并且需要終端跟踪基站时钟的误差不超过±0. lppm。通常在终端的整个工作温度范围内，例如在_30°C到+70°C的温度范围内，都需要这种同步精度。当終端中的接收机间歇地工作时，满足上述的同步精度将特别困难，因此不能连续地跟踪基站发射的信号。例如，GSM，UMTS和LTE规范各自都定义了不连续接收(DRX)模式，其中终端仅以间歇的时间间隔激活它的终端并检查可能的来自基站的信令传输。在其他时间，接收机是非激活的以节省电池电量。DRX模式通常在终端处于空闲状态下时使用，即当它不进行活动通信时使用。本文所描述的实施例提供了在DRX操作期间将终端同步到基站时钟的改进的方法和系统。所公开的技术特别适合在采用了低成本、低精度的无补偿晶体振荡器作为时钟源的終端中使用，而不是在例如使用更高成本和更高准确度的温度补偿晶体振荡器(TCXO)作为时钟源的終端中使用。 在某些实施例中，終端根据基站的指示在不连续接收下运行，即以指定的时间周期为间隔来检查来自基站的消息。所述指定的时间周期(也称为分配的DRX周期)由基站提供给终端。終端根据基站指示的该分配的DRX周期激活它的接收机。在一个实施例中，除了按照分配的DRX周期运行外，終端还根据内部选择的DRX周期来激活它的接收机以与基站时钟进行同歩。该内部DRX周期(本文中也被称为“实际时间周期”)小于或等于该分配的DRX周期。在某些实施例中，内部DRX周期的设置独立于分配的DRX周期。基站通常是不知道内部DRX周期的。在某些实施例中，終端估计它的接收机相对于基站的频率误差，并基于该估计的频率误差选择内部DRX周期。在某些实施例中，終端不断地估计相对于基站的频率误差，并相应地调整内部DRX周期。由于可以选择内部DRX周期使其小于分配的DRX周期，終端于是能够以很短的间隔与基站时钟重新同步它的时钟(并且因此将频率误差重新设置为某个最小的残余值)。因此，即使使用无补偿晶体振荡器作为时钟源，終端也能够满足指定的同步精度而不管分配的DRX周期如何。在一个示例性实施例中，虽然使用了精度在± Ilppm量级的低成本的晶体振荡器，终端仍然能够在_30°C到+70°C的温度范围内满足±0. Ippm的同步精度。使用所公开的技术的终端可以以低成本制造，例如因为无补偿晶体振荡器的成本较低，并且因为无需针对温度来校准终端的时钟频率。此外，所公开的技术使得不再需要用来执行频率校正的温度传感器和温度測量。图I是示意性地说明根据本文描述的实施例的无线通信系统20的框图。在该示例中，系统20包括根据UMTS规范操作的蜂窝系统。在可替代的实施例中，系统20可以根据支持不连续接收的任何其他合适的通信标准或协议(诸如，LTE或GSM等)来操作。在图I的示例中，系统20包括和基站28 (UMTS术语中称为NodeB)进行通信的移动通信終端24(UMTS术语中称为用户设备UE)。然而，这种选择纯粹是举例性的。在实际的配置中，系统20通常包括大量的基站和大量的終端。終端24还可能包括例如蜂窝电话、支持无线功能的计算设备或者任何其他合适类型的通信終端。在图I的实施例中，终端24包括至少ー个天线32，用于从基站28接收射频(RF)下行信号并且向基站28发送RF上行信号。接收机36经由天线32接收下行信号，下变频所述信号并从该信号中提取下行数据。发射机40产生上行信号，将其上变频为RF并经由天线32发送该RF上行信号。控制电路52管理终端24的操作。时钟单元44向接收机36和发射机40提供一个或多个时钟信号。例如，时钟信号用于产生用于下变频和/或上变频的本地振荡器(LO)信号，以及用于产生在接收机和发射机中用于模拟到数字转换和/或数字到模拟转换的采样时钟。在此示例中，时钟单元44包括无补偿晶体振荡器(XO)48，其用作时钟单元生成的(ー个或多个)时钟信号的时钟參考。在此情况下，术语“无补偿”是指XO 48没有用于校正由于温度变化带来的频率误差的内部电路，诸如TCXO和压控的TXCO(VCTCXO)中使用的机制。在一个实施例中，XO 48包括AT-CUt X0，例如NX3225DAX0，其可从日本Dempaエ业株式会社(NDK)获得，其频率精度在-20°C到+80°C温度范围内规定为±llppm。在可替代的实施例中，X048可以包括任何其他合适的X0。通常，接收机36中各个单元和机制的性能取决于终端24相对于基站28的频率误差。在此示例中，接收机36包括自动频率控制(AFC)単元56，其跟踪基站下行信号的频率 并校正終端24的时钟频率，以使得频率误差最小化。通常，AFC単元56有一定的锁定范围，即具有它能够校正的最大的初始频率误差。如果频率误差超过该锁定范围，则AFC単元56可能无法同步和跟踪基站信号。当在DRX模式下运行吋，每当接收机被激活，AFC単元就应当在初始频率误差存在的情况下同步到基站信号。作为另ー个示例，接收机36包括定时同步单元60，其调整终端24的定时以消除相对于基站28的定时漂移。这种定时漂移可能由例如終端和基站间的距离变化、終端和基站间的通信信道变化、和/或终端和基站中的时钟漂移引起。在典型的UMTS接收机中，定时同步单元60在所接收的下行信号(例如，主公共导频信道——P-CPICH)中检测已知信号，并对这些信号执行相干相关。然而，相关的长度受限于終端和基站间的频率误差。因此，定时同步单元60的性能取决于频率误差。当在DRX模式下运行时，每当接收机被激活，定时同步单元就应当在初始定时漂移存在的情况下同步到基站信号。在示例的实施例中，初始频率误差限定为大约500Hz，或其他适当的小误差。作为另ー个例子，接收机36包括信道跟踪单元64，其跟踪和补偿由于多普勒频移造成的信道响应的变化。这些变化通常高达几百赫兹，例如200Hz。除了与多普勒相关的信道变化，没有被AFC单元56补偿的任何残余频率误差通常会被信道跟踪单元64视为信道变化。単元64通常具有几百赫兹的最大工作带宽，并且如果多普勒频移和频率误差的结合超过这个带宽，则它可能会失效。单元56、60和64纯粹是以举例的方式描述的。在可替代的实施例中，接收机36包括性能取决于终端24相对于基站28的频率误差的任何其他合适的单元或机制。如上所述，在某些实施例中，终端24在空闲状态下以不连续接收(DRX)模式运作。在该模式下，終端24根据基站28的指示以根据指定的周期的间歇时间间隔将其接收机激活短的持续时间并且检查下行信令。由基站指定的周期被称为分配的DRX周期。在ー个实施例中，终端的接收机不需要在相继的激活之间的不活动周期期间跟踪基站的下行信号，因此，在每个不活动周期期间，频率误差发展了。当終端在不同步周期之后激活其接收机时，尽管存在可能的在不活动周期期间发展了的初始频率误差，接收机仍然应该与基站信号进行重新同歩。各个接收机単元(例如，AFC单元56、定时同步单元60和信道跟踪单元64)应该能够在存在这种初始频率误差的情况下获得基站信号，以便重新同歩。紧跟着接收机激活的初始频率误差例如取决于前一不活动周期的长度、终端的温度/时间梯度(即终端的温度随时间的变化)和X048的频率/温度梯度(即XO的频率随温度的变化)。在一个示例性实施例中，终端的温度/时间梯度可以达到O. 50C /秒，XO 48的频率/温度梯度可以达到0.6ppm/°C。然而，可选地，也可以使用任何其他合适的梯度。对于上面的示例的梯度，下表给出了基站和终端之间根据DRX周期的最大频率误差，该最大频率误差在相继的DRX激活之间发展
权利要求
1.ー种方法，包括 在接收机中，从发射机接收指令来以指定的时间周期为间隔检查来自发射机的消息；在所述接收机处估计所述接收机相对于所述发射机的频率误差，并基于所估计的频率误差选择不超过所述指定的时间周期的实际时间周期；并且 根据所选择的实际时间周期周期性地激活所述接收机以重新设置所述频率误差。
2.根据权利要求I所述的方法，包括除了根据所选择的实际时间周期激活所述接收机之外，还根据所述指定的时间周期周期性地激活所述接收机和检查来自所述发射机的消ο
3.根据权利要求2所述的方法， 其中根据所述指定的时间周期激活所述接收机包括将所述接收机激活第一持续时间； 其中根据所选择的实际时间周期激活所述接收机包括将所述接收机激活第二持续时间，所述第二持续时间短于所述第一持续时间。
4.根据权利要求I所述的方法，其中估计所述频率误差包括使用无补偿晶体振荡器下变频从所述发射机接收的信号，并且在下变频后的信号中确定至少部分地由所述无补偿晶体振荡器引起的频率误差。
5.根据权利要求I所述的方法，其中选择所述实际时间周期包括将所述实际时间周期选择得足够短以使其不超出为所述接收机指定的最大频率误差。
6.根据权利要求I所述的方法，包括确定第一实际时间周期和第二实际时间周期之间的频率误差的变化，并且基于所述变化估计所述第二实际时间周期的频率误差。
7.根据权利要求I所述的方法，其中选择所述实际时间周期包括当估计的频率误差超出上频率阈值时减小所述实际时间周期，以及当估计的频率误差低于下频率阈值时増大所述实际时间周期。
8.根据权利要求7所述的方法，包括基于所述指定的时间周期设置所述上频率阈值和所述下频率阈值。
9.根据权利要求I所述的方法，包括一旦根据所选择的实际时间周期激活了所述接收机，但未能在第一频率上成功地測量到来自所述发射机的信号，则在ー个或多个相对于所述第一频率偏移的第二频率上重新尝试测量所述信号。
10.根据权利要求I所述的方法，包括一旦根据所选择的实际时间周期激活了所述接收机，但未能通过对来自所述发射机的信号所携帯的參考信号在第一相干积分周期上进行相干处理来成功地測量所述信号，则通过对所述參考信号在第二相干积分周期上进行相干处理来重新尝试测量所述信号，其中所述第二相干积分周期小于所述第一相干积分周期。
11.ー种装置，包括 接收机，其被配置为从发射机接收指令来以指定的时间周期为间隔检查来自所述发射机的消息，以及估计所述接收机相对于所述发射机的频率误差；以及 控制电路，其被配置为基于所估计的频率误差选择不超过所述指定的时间周期的实际时间周期，以及根据所选择的实际时间周期周期性地激活所述接收机以重新设置所述频率误差。
12.根据权利要求11所述的装置，其中所述控制电路被配置为除了根据所选择的实际时间周期激活所述接收机之外，还根据所述指定的时间周期周期性地激活所述接收机以检查来自所述发射机的消息。
13.根据权利要求11所述的装置，包括无补偿晶体振荡器，其中所述接收机被配置为使用所述无补偿晶体振荡器下变频从所述发射机接收的信号，并且在下变频后的信号中确定至少部分地由所述无补偿晶体振荡器引起的频率误差。
14.根据权利要求11所述的装置，其中所述控制电路被配置为将所述实际时间周期选择得足够短以使其不超出为所述接收机指定的最大频率误差。
15.根据权利要求11所述的装置，其中所述控制电路被配置为确定第一实际时间周期和第二实际时间周期之间的频率误差的变化，并且基于所述变化估计所述第二实际时间周期的频率误差。
16.根据权利要求11所述的装置，其中所述控制电路被配置为当估计的频率误差超出上频率阈值时减小所述实际时间周期，以及当估计的频率误差低于下频率阈值时增大所述实际时间周期。
17.根据权利要求11所述的装置，其中，一旦根据所选择的实际时间周期激活了所述接收机，但未能在第一频率上成功地測量到来自所述发射机的信号，则所述控制电路被配置为使得所述接收机在一个或多个相对于所述第一频率偏移的第二频率上重新尝试测量所述信号。
18.根据权利要求11所述的装置，其中，一旦根据所述选择的实际时间周期激活了所述接收机，但未能通过对来自所述发射机的信号所携帯的參考信号在第一相干积分周期上进行相干处理来成功地測量所述信号，则所述控制电路被配置为使得所述接收机通过对所述參考信号在第二相干积分周期上进行相干处理来重新尝试测量所述信号，其中所述第二相干积分周期小于所述第一相干积分周期。
19.ー种包括权利要求11所述装置的移动通信終端。
20.ー种在移动通信終端中处理信号的芯片组，包括权利要求11所述的装置。
全文摘要
本发明涉及一种在接收机中的方法，包括从发射机接收指令来以指定的时间周期为间隔检查来自发射机的消息。在接收机处估计接收机相对于发射机的频率误差，并基于所估计的频率误差选择不超过所述指定的时间周期的实际时间周期。根据所选择的实际时间周期周期性地激活接收机以重新设置频率误差。
文档编号H04W56/00GK102695266SQ20121007563
公开日2012年9月26日 申请日期2012年3月19日 优先权日2011年3月18日
发明者D·本-埃利 申请人:马维尔国际贸易有限公司