專(zhuān)利名稱(chēng)：用于減小與系統(tǒng)間掃描相關(guān)的頻率誤差的方法和裝置的制作方法
背景技術(shù)：
I.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明一般涉及一種用于減小與系統(tǒng)間掃描相關(guān)的頻率誤差的方法和裝置。本發(fā)明有助于在連續(xù)頻分雙工系統(tǒng)(例如WCDMA系統(tǒng))和不同方式雙工的系統(tǒng)(例如GSM這樣的時(shí)分雙工系統(tǒng))之間執(zhí)行系統(tǒng)間掃描時(shí)減小頻率誤差，但不限于這一應(yīng)用。
II.相關(guān)技術(shù)描述以下將參照WCDMA和GSM標(biāo)準(zhǔn)，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解，本發(fā)明不限于這些標(biāo)準(zhǔn)，而是可以應(yīng)用于其它不同通信系統(tǒng)間的系統(tǒng)間掃描。當(dāng)然也使用術(shù)語(yǔ)“移動(dòng)單元”和“移動(dòng)電話(huà)”以涵蓋移動(dòng)電話(huà)，但也涵蓋了能在傳輸語(yǔ)音或信息數(shù)據(jù)時(shí)與蜂窩系統(tǒng)進(jìn)行通信的其它設(shè)備。
通信系統(tǒng)中使用的大多數(shù)設(shè)備包括一內(nèi)部頻率參考電路，它可調(diào)節(jié)以便使設(shè)備能調(diào)節(jié)其操作的定時(shí)來(lái)與通信系統(tǒng)內(nèi)其它設(shè)備的定時(shí)對(duì)齊。例如，在蜂窩電話(huà)系統(tǒng)中，移動(dòng)單元包括一參考頻率電路，它通常是一可調(diào)節(jié)的振蕩器，其輸出頻率可以使用一控制電壓輸入被修整在一指定范圍內(nèi)，以便使移動(dòng)單元內(nèi)的定時(shí)能與服務(wù)小區(qū)或網(wǎng)絡(luò)的定時(shí)對(duì)齊。頻率參考電路通常是一基于壓控溫度補(bǔ)償晶體振蕩器(VCTCXO)的鎖相環(huán)，VCTCXO是能用百萬(wàn)分率(ppm)來(lái)規(guī)定范圍的精確振蕩器。
移動(dòng)單元在一呼叫期間活動(dòng)時(shí)當(dāng)然會(huì)與系統(tǒng)進(jìn)行通信。系統(tǒng)需要“獲悉”移動(dòng)單元在未接收或作出呼叫時(shí)位于何處，從而能把到來(lái)的消息發(fā)送到它那里。因此，當(dāng)未作出呼叫時(shí)，移動(dòng)單元繼續(xù)工作在空閑模式，使得數(shù)據(jù)能隨時(shí)被尋呼到它那里。移動(dòng)單元需要與WCDMA系統(tǒng)保持時(shí)間對(duì)齊，以便正確地監(jiān)視從系統(tǒng)到移動(dòng)單元的尋呼數(shù)據(jù)。VCTCXO和鎖相環(huán)通常非常精確，僅需要受到很小的校正，在電話(huà)與系統(tǒng)保持活動(dòng)或空閑通信時(shí)基本保持在恒定的頻率。
在特定的場(chǎng)合下，例如在離開(kāi)初始系統(tǒng)的覆蓋區(qū)域并進(jìn)入新系統(tǒng)的覆蓋區(qū)域時(shí)，有必要監(jiān)視屬于新系統(tǒng)的周?chē)^(qū)的信號(hào)，從而能在兩個(gè)系統(tǒng)間發(fā)生受控的切換。雖然可以在系統(tǒng)內(nèi)做到這一點(diǎn)，然而這一方法會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成過(guò)度負(fù)擔(dān)，因?yàn)樗鼤?huì)需要監(jiān)視活動(dòng)和空閑的移動(dòng)單元兩者。因此，移動(dòng)單元自身作出該監(jiān)視。
有許多不同標(biāo)準(zhǔn)可用于蜂窩通信系統(tǒng)中，包括廣泛確定的GSM標(biāo)準(zhǔn)和包括WCDMA在內(nèi)的較新的CDMA標(biāo)準(zhǔn)。系統(tǒng)用戶(hù)期望即使在他們?cè)谒嗁?gòu)的服務(wù)公司的覆蓋區(qū)域外漫游時(shí)也能享有連續(xù)的服務(wù)。為了滿(mǎn)足這一期望，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了所謂的多模式電話(huà)，它們既能工作在WCDMA系統(tǒng)中，也能工作在GSM系統(tǒng)中。
WCDMA信號(hào)的連續(xù)特性意味著在信號(hào)中沒(méi)有自然中斷，這能掃描來(lái)自其它系統(tǒng)的信號(hào)。而且，在WCDMA系統(tǒng)和GSM系統(tǒng)直接沒(méi)有共同同步。不同的系統(tǒng)是異步的，因?yàn)樵谙到y(tǒng)信號(hào)的定時(shí)和相位之間沒(méi)有預(yù)定義的關(guān)系。
克服這一點(diǎn)的一種方式是在解碼完成前對(duì)數(shù)據(jù)應(yīng)用后接收相位校正。這可以通過(guò)使用一硬件旋轉(zhuǎn)器在采樣接收數(shù)據(jù)時(shí)校正相位偏移來(lái)完成，即接收一采樣、旋轉(zhuǎn)它然后將它保存在內(nèi)存中供解碼。這一方法的問(wèn)題在于，硬件旋轉(zhuǎn)器要求附加的硬件，因此使用了額外的硅面積，因此對(duì)電路(通常以ASIC的形式提供)增加了附加的成本和復(fù)雜性。
另一種方式會(huì)是在解碼發(fā)生前旋轉(zhuǎn)內(nèi)存中的接收采樣，即應(yīng)用全部采樣然后應(yīng)用一旋轉(zhuǎn)算法。這一方法的問(wèn)題在于，這樣的信號(hào)處理旋轉(zhuǎn)算法要求寫(xiě)代碼、保存代碼的內(nèi)存、以及足夠強(qiáng)以在所需時(shí)間內(nèi)運(yùn)行該代碼的DSP(數(shù)字信號(hào)處理器)。因此，該方法消耗了DSP內(nèi)存以及電池能量。
WCDMA標(biāo)準(zhǔn)克服這一問(wèn)題的一種提案是使用一種稱(chēng)為壓縮模式的方法來(lái)創(chuàng)建“自由空間”周期，其間接收機(jī)能被重新偏置以便掃描其它系統(tǒng)。這樣，在自由空間周期內(nèi)，接收機(jī)被調(diào)諧到GSM信道，并且執(zhí)行信道特征的度量。在“自由空間”周期的結(jié)尾處，接收機(jī)必須被重新配置回原始系統(tǒng)的WCDMA信道，以便確保不受打擾的服務(wù)。為了做到這一點(diǎn)，接收機(jī)需要在嘗試接收前被鎖相。因此，鎖相環(huán)(或其它參考振蕩器)在把電話(huà)從WCDMA改變?yōu)镚SM和從GSM改變回WCDMA時(shí)，必須既被重新調(diào)諧又被重新同步。
在重新調(diào)諧電話(huà)以?huà)呙杵渌?wù)系統(tǒng)時(shí)，需要發(fā)生多個(gè)動(dòng)作1.初始化接收機(jī)并把PLL重新編程到新的(GSM)頻率。
2.掃描數(shù)據(jù)以得出粗略的頻率同步。
3.掃描數(shù)據(jù)以得出精細(xì)的頻率校正。
4.對(duì)GSM系統(tǒng)接入?yún)?shù)進(jìn)行解碼。
5.重新配置接收機(jī)并把PLL重新編程到原始(WCDMA)頻率。
6.重新捕獲并重新同步到WCDMA系統(tǒng)。
該重新調(diào)諧會(huì)把頻率誤差引入電話(huà)與WCDMA系統(tǒng)的同步，使得在重新調(diào)諧到WCDMA信道時(shí)更難以重新捕獲。減小這一在GSM和WCDMA模式間切換時(shí)的問(wèn)題的一種提案是為GSM掃描盡可能地延長(zhǎng)自由空間，使電路的響應(yīng)時(shí)間最短，并且依靠接收機(jī)使用一頻率或定時(shí)跟蹤自動(dòng)頻率控制(AFC)算法進(jìn)行重新同步。
然而，該方法不完全令人滿(mǎn)意，至少因?yàn)橐韵略?。在掃描上述?dòng)作2和3中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)時(shí)，鎖相環(huán)使用控制電壓輸入被精細(xì)調(diào)諧。在重新配置電話(huà)以便在上述動(dòng)作5中重新調(diào)諧到WCDMA系統(tǒng)時(shí)，該精細(xì)調(diào)諧會(huì)把頻率誤差引入同步。因而，動(dòng)作6中的重新捕獲更難以執(zhí)行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決了上述和相關(guān)的問(wèn)題。
按照本發(fā)明一方面，提供了一種控制多模式接收機(jī)的方法，所述接收機(jī)能接收來(lái)自第一通信系統(tǒng)的信號(hào)以及來(lái)自第二個(gè)不同通信系統(tǒng)的信號(hào)，以便減小與接收機(jī)在接收第一通信系統(tǒng)信號(hào)時(shí)掃描第二通信系統(tǒng)信號(hào)相關(guān)聯(lián)的頻率誤差，所述方法包括改變接收機(jī)的參考振蕩器的參數(shù)，使得振蕩器以與第二通信系統(tǒng)信號(hào)有關(guān)的頻率進(jìn)行振蕩；記錄由于調(diào)節(jié)而引起的振蕩器頻率的變化；在一時(shí)間段內(nèi)接收第二通信系統(tǒng)信號(hào)；記錄該時(shí)間段；從所記錄的變化和所記錄的時(shí)間段中計(jì)算出一誤差向量；以及改變參考振蕩器的參數(shù)，包括應(yīng)用所計(jì)算的誤差相鄰，使得振蕩器以與第一通信系統(tǒng)信號(hào)有關(guān)的頻率進(jìn)行振蕩。
按照本發(fā)明另一方面，提供了一種用于接收來(lái)自第一通信系統(tǒng)的信號(hào)和來(lái)自第二個(gè)不同通信系統(tǒng)的信號(hào)的多模式接收機(jī)裝置，所述裝置包括用于接收第一通信系統(tǒng)信號(hào)的第一接收機(jī)鏈；用于接收第二通信系統(tǒng)信號(hào)的第二接收機(jī)鏈；用于為第一接收機(jī)鏈和第二接收機(jī)鏈生成一參考信號(hào)的參考振蕩器；以及一控制器，用于改變參考振蕩器的參數(shù)使得振蕩器以與第二通信系統(tǒng)信號(hào)有關(guān)的頻率進(jìn)行振蕩；記錄由于調(diào)節(jié)而導(dǎo)致的振蕩器頻率的變化；記錄第二接收機(jī)鏈接收到第二通信系統(tǒng)信號(hào)的時(shí)間段；從所記錄的變化和所記錄的時(shí)間段中計(jì)算出一誤差向量；以及改變參考振蕩器的參數(shù)，包括應(yīng)用所計(jì)算的誤差向量，使得振蕩器以與第一通信系統(tǒng)信號(hào)有關(guān)的頻率進(jìn)行振蕩。
按照本發(fā)明還有一方面，提供了一種用于接收第一通信系統(tǒng)的信號(hào)和第二通信系統(tǒng)的信號(hào)的接收機(jī)，所述接收機(jī)包括可調(diào)諧以接收第一和第二通信系統(tǒng)的信號(hào)的接收電路，所述接收機(jī)在調(diào)諧到第一通信系統(tǒng)的接收信號(hào)時(shí)，接收電路可在調(diào)回以便再次接收第一通信系統(tǒng)的信號(hào)前被簡(jiǎn)要地重新調(diào)諧以接收第二通信系統(tǒng)的信號(hào)，從而根據(jù)在重新調(diào)諧和接收第二通信系統(tǒng)的信號(hào)時(shí)作出的調(diào)諧變化以及變化持續(xù)期，在調(diào)回第一通信系統(tǒng)的信號(hào)時(shí)作出校正。
本發(fā)明還提供了一種接收第一通信系統(tǒng)信號(hào)和第二通信系統(tǒng)信號(hào)的方法，所述方法包括調(diào)諧一接收電路以接收第一通信系統(tǒng)的信號(hào)；重新調(diào)諧接收機(jī)電路以接收第二通信系統(tǒng)的信號(hào)；調(diào)回接收機(jī)以便再次接收第一通信系統(tǒng)的信號(hào)；確定在重新調(diào)諧和接收第二通信系統(tǒng)的信號(hào)時(shí)作出的調(diào)諧變化以及變化的持續(xù)期；從變化和變化的持續(xù)期中計(jì)算出要對(duì)調(diào)諧作出的校正；以及在調(diào)回第一通信系統(tǒng)的信號(hào)時(shí)作出所計(jì)算的校正。
從體現(xiàn)本發(fā)明的以下對(duì)接收機(jī)的描述中可以理解，如果參考振蕩器能夠暫時(shí)與新系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)鎖相并且像常規(guī)一樣接收采樣，即，參考振蕩器能在開(kāi)始對(duì)接收數(shù)據(jù)采樣前變得鎖相，則接收采樣會(huì)具有正確的相位，不會(huì)需要任何后校正。該方法在電路復(fù)雜度、內(nèi)存空間和能耗中有很小的開(kāi)銷(xiāo)。
而且，在暫時(shí)與GSM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)相位同步時(shí)與連續(xù)頻分雙工(例如WCDMA)系統(tǒng)保持相位鎖定的問(wèn)題得以克服，或者至少這樣被減輕通過(guò)估計(jì)由于重新調(diào)諧到時(shí)分雙工(例如GSM)系統(tǒng)而引入的誤差以便在重新捕獲WCDMA系統(tǒng)前對(duì)其應(yīng)用校正。校正可以在系統(tǒng)間掃描之前(或期間)被計(jì)算，并且在接收機(jī)重新配置周期期間應(yīng)用，使得在重新捕獲WCDMA系統(tǒng)時(shí)，誤差已被實(shí)質(zhì)上減小。
在所附權(quán)利要求中特別提出了本發(fā)明的上述以及進(jìn)一步的特征，參照附圖考慮到以下本發(fā)明示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)將變得更為明顯。


附圖中圖1是移動(dòng)單元的雙模接收機(jī)的示意性電路圖；圖2是圖1的接收機(jī)內(nèi)的鎖相環(huán)的示意圖電路圖；圖3是PN空間內(nèi)的相位圖；圖4是示出PN空間內(nèi)的能量曲線(xiàn)的圖表；以及圖5示出由圖1的接收機(jī)執(zhí)行的系統(tǒng)間掃描的時(shí)間線(xiàn)的一例。
發(fā)明實(shí)施例的詳細(xì)描述圖1是表示移動(dòng)單元的雙模接收機(jī)10的示意性電路圖。為說(shuō)明起見(jiàn)，所述雙模接收機(jī)10能接收WCDMA或GSM信號(hào)?？梢岳斫猓山邮招盘?hào)的其它組合也是可行的。天線(xiàn)11所接收的信號(hào)由切換組件12或切換至WCDMA接收機(jī)鏈(在圖1的上部示出)或切換至GSM接收機(jī)鏈(在圖1的下部示出)。兩個(gè)接收機(jī)鏈在以下情況下以基本相同的方式進(jìn)行工作接收信號(hào)由帶通濾波器(BPF)13、14濾波；由低噪聲放大器15、16放大；由下變頻器17、18下變頻到一基帶頻率；以及在被輸入到基帶電路和控制器22供進(jìn)一步處理前由低通濾波器19、20濾波。
接收機(jī)10還包括一壓控溫度補(bǔ)償晶體振蕩器(VCTCXO)24，它向鎖相環(huán)提供一參考頻率信號(hào)。鎖相環(huán)包括鎖相環(huán)集成電路(PLL)25(下面將詳述)、環(huán)路濾波器26以及壓控振蕩器27。鎖相環(huán)以適當(dāng)?shù)念l率生成一信號(hào)，以便使WCDMA和GSM接收機(jī)鏈中的下變頻器17、18都能把接收信號(hào)下變頻至基帶電平。鎖相環(huán)的這一用途是公知的，下面無(wú)需詳述。
除了上述經(jīng)下變頻的信號(hào)的處理以外，基帶電路和控制器22也控制接收機(jī)10的操作?；鶐щ娐泛涂刂破?2一般包括一控制處理器(未示出)，它生成信號(hào)使天線(xiàn)切換組件12在所需的時(shí)刻在WCDMA鏈和GSM鏈之間切換?？刂破魃傻男盘?hào)被送入天線(xiàn)切換組件12和PLL切換控制器28，后者控制鎖相環(huán)的操作。
通常，雙模接收機(jī)電路對(duì)于WCDMA和GSM接收機(jī)鏈的每一個(gè)會(huì)需要分開(kāi)的鎖相環(huán)。然而，如圖1所示，可有利地使用在國(guó)際(PCT)專(zhuān)利申請(qǐng)PCT/GB01/05610中所述的一種單個(gè)可切換鎖相環(huán)，以便向WCDMA和GSM接收機(jī)鏈中的任一下變頻器17、18提供信號(hào)，因?yàn)閺牟灰髢蓚€(gè)接收機(jī)鏈同時(shí)工作。
圖2是表示圖1的PLL 25的進(jìn)一步細(xì)節(jié)的示意性電路圖。圖2所示的PLL 25基本與上述國(guó)際(PCT)專(zhuān)利申請(qǐng)PCT/GB01/05610中所述的相同。PLL 25包括可編程除R計(jì)數(shù)器31、可編程除N計(jì)數(shù)器32和相位檢測(cè)器33。除R計(jì)數(shù)器31由VCTCXO(見(jiàn)圖1)驅(qū)動(dòng)。兩個(gè)寄存器組35、36，分別保存定義了PLL 25的一個(gè)相應(yīng)配置的數(shù)據(jù)。每個(gè)寄存器組35、36都連有一相關(guān)的串行/并行轉(zhuǎn)換器37、38，用于經(jīng)由串行數(shù)據(jù)接口39以串行形式從基帶電路和控制器22接收數(shù)據(jù)。每個(gè)寄存器組37、38包括用于為除R計(jì)數(shù)器31保持?jǐn)?shù)據(jù)的寄存器37R、37、8R、用為除N計(jì)數(shù)器32保持?jǐn)?shù)據(jù)的寄存器37N、38N以及用于為相位檢測(cè)器33保持?jǐn)?shù)據(jù)的寄存器37P、38P。寄存器37P、38P中的相位檢測(cè)器數(shù)據(jù)定義了相位檢測(cè)器33所應(yīng)用的增益。
圖2還示出與相位檢測(cè)器33耦合的鎖定檢測(cè)器40，其用于在PLL 25鎖定到期望頻率上時(shí)，即它變得穩(wěn)定時(shí)，向基帶電路和控制22提供一指示。提供了切換器42、43和44以便在兩個(gè)寄存器組37、38之間切換除R計(jì)數(shù)器31、除N計(jì)數(shù)器32和相位檢測(cè)器33。提供了進(jìn)一步的切換器45以便在兩個(gè)串并轉(zhuǎn)換器37、38之間從基帶電路和控制22切換串行數(shù)據(jù)接口39。全部切換器42到45都由基帶電路和控制器22生成的一配置選擇控制信號(hào)46進(jìn)行控制。
布置切換器，使得當(dāng)?shù)谝患拇嫫鹘M35耦合到除R計(jì)數(shù)器31、除N計(jì)數(shù)器42和相位檢測(cè)器33時(shí)，第二寄存器組36經(jīng)由切換器45從主微控制器耦合到串行數(shù)據(jù)接口39，而當(dāng)?shù)诙拇嫫鹘M36連到除N計(jì)數(shù)器17等等時(shí)，第一寄存器組35連到串行數(shù)據(jù)接口39。這樣，寄存器36、37的一個(gè)組可以加載新的數(shù)據(jù)，而另一組則控制除N計(jì)數(shù)器31等等的操作。這通過(guò)減小PLL不活動(dòng)的時(shí)間量而提供了在不同頻率間切換的一種有效方式。
圖3是PN空間內(nèi)的相位圖，其中圓50的圓周表示一整個(gè)PN序列。僅僅PN序列的一部分被分配給移動(dòng)單元，該部份在搜索窗W的中心。當(dāng)鎖相環(huán)所生成的信號(hào)的相位(PN空間內(nèi))在代碼位置β處在窗口W上時(shí)，接收信號(hào)的能量(Eb/No)會(huì)是最大值。這由圖4中的能量曲線(xiàn)E1表示。當(dāng)鎖相環(huán)中的信號(hào)相位變化使得信號(hào)在位置β-Δe處偏離窗口W的中心時(shí)，接收信號(hào)的能量(Eb/No)會(huì)在圖4的曲線(xiàn)E2所示的較低電平。只要鎖相環(huán)中信號(hào)的相位不移出搜索窗W，信號(hào)就可恢復(fù)，即使處在較低的能量電平。然而，如果相位變化到信號(hào)落在搜索窗W之外，接收機(jī)就不再能鎖定到接收信號(hào)上，接收會(huì)被丟失。也就是說(shuō)Δe的值不應(yīng)大于W的1/2。
圖1的接收機(jī)包括相關(guān)器(未示出)，其把接收到的WCDMA信號(hào)中的PN序列與內(nèi)部生成的PN序列相關(guān)，以便從WCDMA信號(hào)中提取正確的數(shù)據(jù)。如果使相關(guān)器的時(shí)鐘源(即鎖相環(huán))比所需地運(yùn)行更快，PN生成器酒會(huì)提前過(guò)快，相關(guān)峰值會(huì)在時(shí)間上滯后。如果使時(shí)鐘運(yùn)行緩慢，相關(guān)峰值會(huì)在時(shí)間上提前，因?yàn)镻N生成器會(huì)比預(yù)期的運(yùn)行得較慢。這可以被視為相關(guān)峰值從其對(duì)齊的位置“跳躍”到搜索窗中的另一位置，跳躍量與交替的系統(tǒng)掃描引入的凈頻率誤差成正比。
當(dāng)移動(dòng)單元待機(jī)時(shí)，VCTCXO的頻率以及鎖相環(huán)會(huì)自WCDMA系統(tǒng)的頻率適當(dāng)漂移。這會(huì)因?yàn)橹圃烊莶詈鸵苿?dòng)單元所處環(huán)境中的變化而發(fā)生。只要漂移不導(dǎo)致大于W的1/2，移動(dòng)單元在離開(kāi)待機(jī)狀態(tài)時(shí)就能與系統(tǒng)同步。移動(dòng)單元的設(shè)計(jì)時(shí)漂移小于W的1/2。
如上所述，WCDMA信號(hào)的連續(xù)特性意味著在信號(hào)中沒(méi)有自然中斷，這能掃描來(lái)自其它系統(tǒng)的信號(hào)。當(dāng)要求移動(dòng)單元監(jiān)視來(lái)自新系統(tǒng)內(nèi)小區(qū)的信號(hào)強(qiáng)度時(shí)，移動(dòng)單元必須接收來(lái)自新系統(tǒng)的周?chē)^(qū)的信號(hào)并對(duì)其進(jìn)行解碼，并且處理那些信號(hào)所攜帶的網(wǎng)絡(luò)信息。為了做到這一點(diǎn)，接收機(jī)或者需要在嘗試接收前被鎖相，或者需要在解碼完成前對(duì)數(shù)據(jù)應(yīng)用一后接收相位校正。
這在圖1的接收機(jī)中通過(guò)在開(kāi)始對(duì)接收信號(hào)采樣前使鎖相環(huán)能暫時(shí)實(shí)現(xiàn)與GSM信號(hào)的鎖相而完成。這確保了采樣具有正確的相位，并且無(wú)需后校正。當(dāng)移動(dòng)單元在穩(wěn)定的WCDMA空閑狀態(tài)中時(shí)，VCTCXO和鎖相環(huán)在頻率和相位上都鎖定到WCDMA系統(tǒng)。在空閑狀態(tài)中時(shí)，移動(dòng)單元會(huì)周期性地“喚醒”以便監(jiān)視來(lái)自WCDMA系統(tǒng)的它所分配到的尋呼消息。因此，在掃描GSM信號(hào)時(shí)，在移動(dòng)單元下一次“喚醒”以監(jiān)視WCDMA系統(tǒng)尋呼消息之前，必須校正由周?chē)^(qū)掃描對(duì)參考振蕩器引入的任何感生的頻率和相位誤差。
因此，鎖相環(huán)能使用公知的自動(dòng)頻率控制(AFC)技術(shù)實(shí)現(xiàn)鎖定，在這樣做時(shí)，連同應(yīng)用校正的持續(xù)期一起，監(jiān)視所感生誤差(誤差向量)的幅度和方向。通過(guò)把這些誤差向量相加，可以找到所產(chǎn)生的誤差向量，然后用它向VCTCXO(見(jiàn)圖1)應(yīng)用具有相等和相反幅度的無(wú)效誤差。因此，在移動(dòng)單元下一次需要“喚醒”以監(jiān)視WCDMA尋呼數(shù)據(jù)時(shí)，VCTCXO和鎖相環(huán)會(huì)再次開(kāi)始對(duì)WCDMA系統(tǒng)對(duì)齊，就像未曾發(fā)生過(guò)任何其它活動(dòng)。
圖5示出由圖1的接收機(jī)執(zhí)行的系統(tǒng)間掃描的時(shí)間線(xiàn)的一例。時(shí)間線(xiàn)覆蓋率初始狀態(tài)51和標(biāo)記為52到58的七個(gè)間隔。線(xiàn)61和62分別表示頻率(VCTCXO)軸和時(shí)間軸。在初始狀態(tài)51下，接收機(jī)被調(diào)諧以接收，并且正在接收WCDMA信號(hào)。在該狀態(tài)下，頻率為fw，即WCDMA信號(hào)的接收頻率。
在持續(xù)一時(shí)間段TPLL1的間隔52內(nèi)，圖1的接收機(jī)用隨后使GSM接收機(jī)鏈能從GSM系統(tǒng)接收信號(hào)的數(shù)據(jù)來(lái)初始化。時(shí)間段TPLL1取決于鎖相環(huán)的特征，但一旦已經(jīng)指定了鎖相環(huán)，該時(shí)間段就會(huì)基本恒定。間隔53表示接收機(jī)接收初始(粗略)頻率校正數(shù)據(jù)所需的時(shí)間Tfc。接收該信息所需的時(shí)間長(zhǎng)度Tfc取決于外部影響，因此是不確定的。一旦數(shù)據(jù)被接收，它就被保存在控制電路中供較快的接入，所保存的數(shù)據(jù)隨時(shí)與來(lái)自信源(通常是一系統(tǒng)控制器或基站)的更新數(shù)據(jù)相比較，以確保它保持流通。在間隔52和53內(nèi)，頻率保持在WCDMA系統(tǒng)的接收頻率fw。
在間隔53的結(jié)尾處，根據(jù)接收數(shù)據(jù)作出粗略頻率調(diào)節(jié)，所述接收數(shù)據(jù)被送入鎖相環(huán)。這使從鎖相環(huán)輸出的信號(hào)的頻率偏移了Δf1以得出近似等于GSM信號(hào)頻率的一個(gè)頻率。該頻率偏移在圖5中示出為一正量，但它也可以是負(fù)量。對(duì)整個(gè)間隔54應(yīng)用頻率偏移Δf1，對(duì)應(yīng)于時(shí)間段T1，其間接收到較好的同步數(shù)據(jù)并且計(jì)算較好的頻率偏移估計(jì)。在間隔54的結(jié)尾處，一旦計(jì)算了精細(xì)頻率偏移Δf2(它也可以或正或負(fù))，精細(xì)頻率偏移Δf2就被送入鎖相環(huán)。精細(xì)頻率偏移使鎖相環(huán)輸出的信號(hào)的頻率偏移了Δf1，以得出基本等于GSM信號(hào)頻率的一個(gè)頻率。
這標(biāo)記了間隔55的開(kāi)始，間隔55持續(xù)了時(shí)間T2。在間隔55期間，接收機(jī)掃描GSM信號(hào)域，接收GSM系統(tǒng)信息并對(duì)其進(jìn)行解碼。T1和T2值不是固定的，因?yàn)殚g隔54和55期間信號(hào)接收的異步特性，但是T1和T2在它們發(fā)生時(shí)可由控制器度量。因此，控制器還計(jì)算一累積頻率誤差，它是在間隔54和55期間引入的誤差，并且計(jì)算校正性的頻率偏移Δfc要消除該累積頻率誤差所需的時(shí)間(Tc)。因此，在間隔56中在一Tc秒的時(shí)段內(nèi)應(yīng)用校正性的頻率偏移Δfc。
在間隔56的結(jié)尾處，在鎖相環(huán)的操作中實(shí)質(zhì)上沒(méi)有頻率誤差。因此在間隔57中，接收機(jī)被重新配置，使WCDMA接收鏈再次從WCDMA系統(tǒng)接收WCDMA信號(hào)。在接收機(jī)穩(wěn)定到一穩(wěn)態(tài)上以前有一短延遲持續(xù)期，這由時(shí)間段TPLL2表示。像TPLL1一樣，時(shí)間段TPLL2取決于鎖相環(huán)的特征，但基本上是恒定的。
校正性的頻率偏移Δfc以下述方式計(jì)算。間隔54和55期間引入的累積誤差Δβ是頻率和時(shí)間兩者的函數(shù)。因此Δβ＝T1·Δf1+T2·Δf2這需要由Tc·Δfc來(lái)平衡。因此Tc·Δfc＝T1·Δf1+T2·Δf2時(shí)間段T1和T2被設(shè)得足夠長(zhǎng)以確保GSM同步和系統(tǒng)數(shù)據(jù)的接收，因此是已知的。時(shí)間段TPLL1和TPLL2基本是恒定的，因此間隔57的結(jié)尾(在WCDMA信號(hào)的接收繼續(xù)時(shí))在時(shí)間上處在已知點(diǎn)。從間隔57的結(jié)尾到間隔55的結(jié)尾計(jì)算Tc。時(shí)間段T2可以根據(jù)需要提高或降低，以便確保在期望的時(shí)刻(即在間隔57的結(jié)尾)重新連到WCDMA。一種簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)是確保Δfc不會(huì)大到使接收機(jī)的代碼相位漂移到圖3的窗口W之外。因此理想情況下，在執(zhí)行GSM掃描的時(shí)間段和移動(dòng)單元僅僅保持待機(jī)的時(shí)間段中的累積頻率誤差之間沒(méi)有差異。實(shí)踐中，制造容差會(huì)引入輕微的差異，但那些相同的容差會(huì)使接收機(jī)能應(yīng)付任何小差異，因此能被忽視。
從上述描述中可以理解，參考振蕩器能夠暫時(shí)實(shí)現(xiàn)與新系統(tǒng)的鎖相，使得接收機(jī)能掃描GSM信號(hào)域并且接收具有正確相位的GSM數(shù)據(jù)，使得無(wú)需任何后校正。該方法對(duì)電路復(fù)雜度、內(nèi)存空間和能耗要求很小的開(kāi)銷(xiāo)。誤差估計(jì)在重新調(diào)諧到WCDMA系統(tǒng)前被確定，并且在接收機(jī)重新配置期間被應(yīng)用，使得在重新捕獲WCDMA系統(tǒng)時(shí)，誤差就算不完全消除，也實(shí)質(zhì)上得以減小。
參照優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明后，應(yīng)該理解，所關(guān)注的實(shí)施例僅僅是示例性的，可以作出對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的修改和變化，而不背離在所附權(quán)利要求及其等價(jià)物中提出的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種控制多模式接收機(jī)的方法，所述接收機(jī)能接收來(lái)自第一通信系統(tǒng)的信號(hào)和來(lái)自第二個(gè)不同通信系統(tǒng)的信號(hào)，以便在減少與接收機(jī)在接收第一通信系統(tǒng)信號(hào)時(shí)掃描第二通信系統(tǒng)信號(hào)相關(guān)聯(lián)的頻率誤差，所述方法包括改變接收機(jī)的參考振蕩器的參數(shù)，使得振蕩器以與第二通信系統(tǒng)信號(hào)有關(guān)的頻率進(jìn)行振蕩；記錄由于調(diào)節(jié)而導(dǎo)致的振蕩器頻率的變化；在一時(shí)間段內(nèi)接收第二通信系統(tǒng)的信號(hào)；記錄所述時(shí)間段；從所記錄的變化和所記錄的時(shí)間段中計(jì)算一誤差向量；以及改變參考振蕩器的參數(shù)，包括應(yīng)用所計(jì)算的誤差向量，使得振蕩器以與第一通信系統(tǒng)信號(hào)有關(guān)的頻率進(jìn)行振蕩。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括接收與第二通信系統(tǒng)信號(hào)的頻率有關(guān)的數(shù)據(jù)；從接收到的數(shù)據(jù)中確定參考振蕩器的參數(shù)，使振蕩器近似以與第二通信系統(tǒng)信號(hào)有關(guān)的頻率進(jìn)行振蕩。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于還包括接收與第二通信系統(tǒng)信號(hào)的頻率有關(guān)的進(jìn)一步數(shù)據(jù)；從接收到的數(shù)據(jù)中確定要應(yīng)用于參考振蕩器參數(shù)的校正，使振蕩器實(shí)質(zhì)上以與第二通信系統(tǒng)信號(hào)有關(guān)的頻率進(jìn)行振蕩。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所記錄的頻率變化包括與近似以與第二通信系統(tǒng)信號(hào)有關(guān)的頻率進(jìn)行振蕩相關(guān)聯(lián)的變化以及與實(shí)質(zhì)上以與第二通信系統(tǒng)有關(guān)的頻率進(jìn)行振蕩相關(guān)聯(lián)的變化。
5.如權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述時(shí)間段包括近似以與第二通信系統(tǒng)信號(hào)有關(guān)的頻率進(jìn)行振蕩所花的時(shí)間以及實(shí)質(zhì)上以與第二通信系統(tǒng)有關(guān)的頻率進(jìn)行振蕩所花的時(shí)間。
6.如任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于還包括接收第二通信系統(tǒng)的信號(hào)，其包含關(guān)于第二系統(tǒng)的信息。
7.如任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述掃描在接收機(jī)處在空閑模式中時(shí)實(shí)施。
8.一種用于接收來(lái)自第一通信系統(tǒng)的信號(hào)和來(lái)自第二個(gè)不同通信系統(tǒng)的信號(hào)的多模式接收機(jī)裝置，所述裝置包括第一接收機(jī)鏈，用于接收第一通信系統(tǒng)的信號(hào)；第二接收機(jī)鏈，用于接收第二通信系統(tǒng)的信號(hào)；參考振蕩器，用于為第一接收機(jī)鏈和第二接收機(jī)鏈生成一參考信號(hào)；以及控制器，用于改變參考振蕩器的參數(shù)，使得振蕩器以與第二通信系統(tǒng)信號(hào)有關(guān)的頻率進(jìn)行振蕩；記錄由于調(diào)節(jié)導(dǎo)致的振蕩器頻率的變化；記錄第二接收機(jī)鏈接收到第二通信系統(tǒng)信號(hào)的時(shí)間段；從所記錄的變化和所記錄的時(shí)間段中計(jì)算出一誤差向量；以及改變參考振蕩器的參數(shù)，包括應(yīng)用所計(jì)算的誤差向量，使得振蕩器以與第一通信系統(tǒng)信號(hào)有關(guān)的頻率進(jìn)行振蕩。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于還包括用于接收與第二通信系統(tǒng)的信號(hào)頻率有關(guān)的數(shù)據(jù)的裝置，其中所述控制器用于從接收到的數(shù)據(jù)中確定參考振蕩器的參數(shù)，使振蕩器近似以與第二通信系統(tǒng)信號(hào)有關(guān)的頻率進(jìn)行振蕩。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于還包括用于接收與第二通信系統(tǒng)的信號(hào)頻率有關(guān)的進(jìn)一步數(shù)據(jù)的裝置，其中所述控制器用于從接收到的數(shù)據(jù)中確定要應(yīng)用于參考振蕩器參數(shù)的校正，使振蕩器實(shí)質(zhì)上以與第二通信系統(tǒng)信號(hào)有關(guān)的頻率進(jìn)行振蕩。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述控制器用于記錄頻率變化，所述頻率變化包括與近似以與第二通信系統(tǒng)信號(hào)有關(guān)的頻率進(jìn)行振蕩相關(guān)聯(lián)的變化以及與實(shí)質(zhì)上以與第二通信系統(tǒng)信號(hào)有關(guān)的頻率進(jìn)行振蕩相關(guān)聯(lián)的變化。
12.如權(quán)利要求10或11所述的裝置，其特征在于，所述控制器用于從以下兩個(gè)時(shí)間中計(jì)算出所述時(shí)間段近似以與第二通信系統(tǒng)信號(hào)有關(guān)的頻率進(jìn)行振蕩所花的時(shí)間、以及實(shí)質(zhì)上以與第二通信系統(tǒng)信號(hào)有關(guān)的頻率進(jìn)行振蕩所花的時(shí)間。
13.如任一權(quán)利要求8到12所述的裝置，其特征在于，所述控制器在接收機(jī)處在空閑模式中時(shí)可操作。
14.一種用于接收第一通信系統(tǒng)信號(hào)和第二通信系統(tǒng)信號(hào)的接收機(jī)，所述接收機(jī)包括可調(diào)諧以接收第一和第二通信系統(tǒng)的信號(hào)的接收電路，所述接收機(jī)用于在調(diào)諧以接收第一通信系統(tǒng)信號(hào)時(shí)，接收電路可以在被調(diào)回再次接收第一通信系統(tǒng)的信號(hào)之前被簡(jiǎn)要重新調(diào)諧以接收第二通信系統(tǒng)的信號(hào)，從而根據(jù)在重新調(diào)諧和接收第二通信系統(tǒng)信號(hào)時(shí)作出的調(diào)諧變化以及變化持續(xù)期，可以在調(diào)回第一通信系統(tǒng)的信號(hào)時(shí)作出校正。
15.如權(quán)利要求14所述的接收機(jī)，其特征在于，所述接收電路包括可用于從第一通信系統(tǒng)接收信號(hào)的第一接收機(jī)鏈以及可用于從第二通信系統(tǒng)接收信號(hào)的第二接收機(jī)鏈。
16.如權(quán)利要求15所述的接收機(jī)，其特征在于還包括與第一接收機(jī)鏈和第二接收機(jī)鏈相關(guān)聯(lián)的鎖相環(huán)電路。
17.如權(quán)利要求16所述的接收機(jī)，其特征在于，所述鎖相環(huán)電路包括單個(gè)鎖相環(huán)，其可配置以與第一通信系統(tǒng)信號(hào)有關(guān)的頻率輸出信號(hào)、或者以與第二通信系統(tǒng)信號(hào)有關(guān)的頻率輸出信號(hào)。
18.如權(quán)利要求16護(hù)噢7所述的接收機(jī)，其特征在于，所述鎖相環(huán)電路包括對(duì)其作出校正的壓控溫度補(bǔ)償晶體振蕩器(VCTCXO)。
19.如任一權(quán)利要求15到18所述的接收機(jī)，其特征在于，所述第一接收機(jī)鏈被配置成接收連續(xù)頻分雙工系統(tǒng)的信號(hào)。
20.如任一權(quán)利要求15到19所述的接收機(jī)，其特征在于，所述第二接收機(jī)鏈被配置成接收時(shí)分雙工系統(tǒng)的信號(hào)。
21.如權(quán)利要求19所述的接收機(jī)，其特征在于，所述第一接收機(jī)鏈被配置成接收WCDMA信號(hào)。
22.如權(quán)利要求20所述的接收機(jī)，其特征在于，所述第二接收機(jī)鏈被配置成接收GSM信號(hào)。
23.如任一權(quán)利要求15到22所述的接收機(jī)，其特征在于還包括一控制器，其控制接收機(jī)電路使其在第一和第二通信系統(tǒng)的信號(hào)間調(diào)諧。
24.如權(quán)利要求23所述的接收機(jī)，其特征在于，所述控制器可用于從在重新調(diào)諧和接收第二通信系統(tǒng)信號(hào)時(shí)作出的調(diào)諧變化和變化持續(xù)期中計(jì)算校正，并將校正應(yīng)用于接收機(jī)電路。
25.一種接收第一通信系統(tǒng)信號(hào)和第二通信系統(tǒng)信號(hào)的方法，所述方法包括調(diào)諧接收電路以接收第一通信系統(tǒng)的信號(hào)；重新調(diào)諧接收機(jī)電路以接收第二通信系統(tǒng)的信號(hào)；調(diào)回接收機(jī)以再次接收第一通信系統(tǒng)的信號(hào)；確定在重新調(diào)諧和接收第二通信系統(tǒng)信號(hào)時(shí)作出的調(diào)諧變化以及變化持續(xù)期；從變化和變化持續(xù)期中計(jì)算要對(duì)調(diào)諧作出的校正；以及在調(diào)回第一通信系統(tǒng)的信號(hào)時(shí)作出所計(jì)算的校正。
26.參照附圖所述的一種裝置或方法。
全文摘要
多模式接收機(jī)(10)能接收來(lái)自第一通信系統(tǒng)(例如WCDMA)的信號(hào)或者來(lái)自第二個(gè)不同的通信系統(tǒng)(例如GSM)的信號(hào)。接收機(jī)(10)包括用于接收第一通信系統(tǒng)信號(hào)的第一接收機(jī)鏈(13、15、17、19)以及用于接收第二通信系統(tǒng)信號(hào)的第二接收機(jī)鏈(12、14、16、18)。參考振蕩器(24)用于為第一接收機(jī)鏈和第二接收機(jī)鏈生成一參考信號(hào)。接收機(jī)還包括一控制器(22)，其用于控制參考振蕩器(24)使得振蕩器(24)以與第一通信系統(tǒng)信號(hào)或第二通信系統(tǒng)信號(hào)有關(guān)的頻率進(jìn)行振蕩。控制器(22)記錄由于與第二通信系統(tǒng)信號(hào)有關(guān)的頻率的變化而導(dǎo)致的振蕩器(24)頻率的變化、以及第二接收機(jī)鏈接收到第二通信系統(tǒng)信號(hào)的時(shí)間段。然后，控制器(22)從所記錄的變化和所記錄的時(shí)間段中計(jì)算出一誤差向量并且改變參考振蕩器(24)的參數(shù)，包括應(yīng)用所計(jì)算的誤差向量，使得振蕩器以與第一通信系統(tǒng)信號(hào)有關(guān)的頻率進(jìn)行振蕩。
文檔編號(hào)H03L7/16GK1736032SQ03825127
公開(kāi)日2006年2月15日 申請(qǐng)日期2003年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月26日
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