便攜終端的偏移頻率估算裝置及方法
2023-04-28 03:51:26
專利名稱：便攜終端的偏移頻率估算裝置及方法
技術領域：
本發明涉及正交相移鍵控(QPSK)調製方式便攜終端的接收端自動頻率控制(AFC)，特別是涉及一種去除最大符號錯誤，以相鄰符號的平均值進行代替，提高自動頻率控制準確度的便攜終端的偏移頻率估算裝置及方法。
移動通信系統利用有限的無線頻率資源，確保最多的信道，使多個便攜終端同時佔用並進行通信，在為滿足上述要求而開發的多種方法中，有一種碼分多址(CDMACODE DIVISION MULTIPLE ACCESS)方式，該方式使多個便攜終端可以同時使用碼分制的一定頻帶的無線頻率。
在上述碼分多址(CDMA)方式移動通信系統中，使用正交相移鍵控(QPSKQUADRATURE PHASE SHIFT KEYING)調製方式，在移動通信系統的特性上，如果小區(CELL)區域變更，則分配的信道變更，相應頻率也一同變更，因此，上述移動通信系統的接收方接收信號時，必須準確無誤地與發射端信道變更後的相應頻率一致。
當在上述移動通信系統發射方傳輸的信號向接收方傳遞的路徑上有障礙物時，由於反射等發生多路徑，上述各路徑在傳輸距離上發生差異，由於上述路徑的距離差異，發生接收頻率的相位差異，所以，在接收方會檢測到接收頻率發生了變動，另外，由於噪音等，也會發生接收頻率的變動。
當上述接收方接收信號並進行分析處理時，共享與發射方相同的關於接收信號開始位置的信息或參照信號，這種方式是訓練序列(TRAINING-SEQUENCE)方式。
在上述正交相移鍵控(QPSK)調製方式移動通信系統中，為了提高接收性能和已接收信號的可靠度，需要開發一種技術，利用自動頻率控制(AFC)方式，準確無誤地調諧隨便攜終端在小區內的移動而變更的信道發射頻率並接收，準確地檢測出相應通信信號。
下面參照附圖，說明現有技術的便攜終端的頻率偏移估算裝置。
圖1是現有技術的便攜終端的頻率偏移估算裝置功能構成圖，用以說明現有技術。
如上述圖1所示，它包括如下幾個部分解旋轉部(10)，利用原來的訓練序列信號，對以碼分多址方式接收的訓練序列信號進行解旋轉(DE-ROTATION)，補償QPSK方式的相位差異；相位計算(PHASE CALCULATION)部20，它檢測由上述解旋轉部10補償了相位差異的接收信號的相位值；相位展開部(PHASE UNWRAPPING)30，它校正在計算上述相位計算部20檢測出的訓練序列相位值的過程中發生的函數值誤差；偏移估算部40，它分析從上述相位展開部30接入的頻率信號，估算並輸出偏移頻率(OFFSET FREQUENCY)值。
下面參照附圖，詳細說明如上構成的現有技術下的便攜終端頻率偏移估算裝置。
上述解旋轉部10輸入從發射方經多路徑接收的、因噪聲而變形的接收訓練序列信號，另外，輸入與上述發射共享的相同的原來訓練序列(TRAINING SEQUENCY)。
如果分析上述原來訓練序列，可以確認上述接收信號的QPSK相位值，利用上述確認相位值進行解旋轉(DE-ROTATION)，從而補償QPSK信號的相位。
利用上述訓練序列補償相位差異是在接收的訓練序列信號上，按照如下方式乘以與原來訓練序列值共軛(CONJUGATE)的值所獲得。
Trot(k)＝Tr(k)T*o(k)， k＝1，...，NTrot(k)；解旋轉值Tr(k)；接收的訓練序列值
T*o(k)；原來訓練序列信號的共軛值N；訓練序列的長度(144個符號)如上所述，由解旋轉部10補償了相位值的接收信號(Trot(k))被接入相位計算部20，檢測出因多路徑或噪聲等發生的相位誤差(OFFSET)，進行如下計算(CALCULATION)。
θ(k)＝ARCTAN 2(Q(k)，I(k))；Q為虛數部，I為實數部如上計算的相位值(θ(k))因ARCTAN2函數而具有-π＜θ(k)＜π的範圍值，所以，上述θ(k)序列中可能會發生±2π的計算上的差異。
如上在相位計算部20進行ARCTAN2函數處理並輸出的相位值(θ(k))被接入上述相位展開部30，確認上述相位值(θ(k))與以前相位值(θ(k-1))的差異是否超過π值，當上述確認結果是超過了π值時，則進行加上±2π的展開(UNWRAPPING)處理，校正因ARCTAN2函數計算產生的差異。
從上述相位展開部30輸出的相位值(θ(k))被接入偏移估算部40，演算偏移頻率(FREQUENCY OFFSET)Δf並輸出，圖中未標出的相應功能部處理上述偏移頻率，進行自動頻率控制(AFC)。
上述現有技術的自動頻率控制(AFC)方式是單純利用接收頻率訓練序列(TRAINING SEQUENCY)信號，計算偏移頻率引起的頻差(FREQUENCY DIFFERENCY)。
因此，上述現有技術存在如下問題，即，當接收頻率的訓練序列信號中含有較大錯誤(ERROR)時，對檢測出的偏移頻率計算值有較大影響，降低了接收頻率的準確度，降低了移動通信系統的可靠度。
發明內容
本發明的目的在於，針對正交相移鍵控調製方式移動通信系統便攜終端的接收端頻率自動控制所需的偏移頻率計算，提供一種便攜終端的偏移頻率估算裝置及方法，去除發生超過允許範圍的錯誤的接收訓練序列信號，插補相鄰符號的平均值，輸出高可靠度的偏移頻率。
為實現上述目的，本發明的特徵是包括如下幾個部分解旋轉部，它把無線接收的符號信號處理成訓練序列符號信號，補償正交相移鍵控調製方式信號的相位差異；相位計算部，它輸入解旋轉部的補償了相位差異的信號，檢測出相位值；相位展開部，它校正所述的相位計算部檢測出的相位值的函數計算過程發生的誤差；檢錯部，它分析從所述的相位展開部輸入的信號，去除在決定區域之外的區域檢測出的符號信號；插補部，它求出相鄰符號信號的平均值，代替被所述的檢錯部去除的符號信號；偏移估算部，它演算從所述的插補部接入的符號信號的最小平方誤差最小、近於直線的偏移頻率估算值並輸出。
另外，為實現所述的目的，本發明的另一特徵是包括如下幾個過程準備過程，利用便攜終端接收碼分多址方式正交相移鍵控調製信號，利用原來的訓練序列信號，對接收的信號進行解旋轉處理；函數過程，檢測計算在所述的過程經解旋轉處理的符號信號的相位，通過函數處理求出相位值，校正因所述的函數處理而產生的誤差；除錯過程，如果所述的過程的符號信號超出設置的既定決定區域並被檢測到，則進行去除；代替過程，演算在所述的除錯過程中去除的符號的相鄰符號平均值，進行插補處理；估算過程，在所述的過程的符號信號演算並估算最小平方誤差最小的偏移頻率信號進行輸出。
圖1是現有技術的便攜終端頻率偏移估算裝置功能構成圖；圖2是本發明的便攜終端的偏移頻率估算裝置功能構成圖；圖3是本發明的區分錯誤符號信號檢測的決定區域狀態圖；圖4是本發明的便攜終端的偏移頻率估算方法流程圖。
附圖主要部分的符號說明100解旋轉部 110相位計算部120相位展開部 130檢錯部140插補部 150偏移估算部具體實施方式
下面參照附圖，說明本發明的用於便攜終端的接收端頻率自動控制的偏移頻率估算裝置及方法。
圖2是本發明的便攜終端的偏移頻率估算裝置功能構成圖，圖3是本發明的區分錯誤符號信號檢測的決定區域狀態圖，圖4是本發明的便攜終端的偏移頻率估算方法流程圖，上述附圖用於說明本發明。
如上述圖2所示，本發明的用於便攜終端接收端頻率自動控制(AFCAUTOMATIC FREQUENCY CONTROL)的偏移頻率估算裝置由如下幾個部分構成解旋轉部100，它用於把無線接收的符號信號處理成訓練序列符號信號，補償正交相移鍵控(QPSK)調製方式信號的相位差異，它分析與發射方共享的原來訓練序列符號信號，利用經確認的相位值，在上述無線接收輸入的訓練序列符號信號中補償已設置的正交相移鍵控調製方式相位差異；相位計算部110，它用於輸入經上述解旋轉部100補償了正交相移鍵控(QPSK)調製方式相位差異的符號信號，檢測計算相位值，它檢測計算因上述輸入的符號信號的衰落(FADING)和噪聲(NOISE)而發生的相位值；相位展開部120，它用於校正上述相位計算部110檢測出的相位值的函數計算過程發生的誤差，補償因對各符號信號進行反正切(ARCTAN2)函數演算而發生的誤差；檢錯部130，它分析上述相位展開部120輸入的信號，去除在決定區域之外的區域按照如下標準區分的符號信號，即「|θ(k)-θ(k-1)|＞π/4，其中，θ(k)是符號檢測出的相位值，k是訓練序列符號信號的號碼」；插補部140，它用於求出符號信號的平均值，代替被上述檢錯部130去除的符號信號，當上述去除的符號信號不連續時，以如下基準進行平均計算，即「hatθ(k)＝(θ(k-1)+θ(k+1))/2，其中，θ(k)是符號檢測出的相位值，k是訓練序列符號信號的號碼」，插補計算出的值，代替被去除的符號信號值。當上述去除的符號信號連續時，以如下基準進行平均計算，即「出錯符號相位；θ(k+1)，θ(k+2)，...，θ(k+E)，θ(k+i)＝θ(k)+I*Δθ，那麼，Δθ＝(θ(k+E+1)-θ(k))/(E+1)，I是1，2，..，E，θ(k)是符號檢測出的相位值，k是訓練序列符號信號的號碼」，插補計算出的值，代替被去除的符號信號值；偏移估算部，它用於演算從上述插補部140接入的符號信號的最小平方誤差(LEAST SQUARE ERROR)最小、近於直線的偏移頻率估算值並輸出，它按照如下基準估算上述接入的輸入符號信號的最小平方誤差最小、近於直線的偏移頻率，即「Δf＝∑k＝1至N的(Ak+B)θ(k)，A＝12/(T(N-1)N(N+1))，B＝-6/(T(N-1)N)，N是訓練序列符號信號長度，k是訓練序列符號信號的號碼」。
下面參照附圖，詳細說明上述構成的本發明用於便攜終端接收端頻率自動控制(AFC)的偏移頻率估算裝置。
上述解旋轉(DE-ROTATION)部100在輸出通過無線路徑接收的訓練序列符號信號的同時，輸出值與發射方相同的共享的原來訓練序列符號信號。
上述訓練序列符號信號利用正交相移鍵控(QPSK)調製方式，分成具有4個相位差異的信號進行傳輸，上述關於相位差異的順序的有關信息由發射方與接收方共享。
即，在上述訓練序列方式下，接收方事先已經知道發射方以具有某種相位(PHASE)的訓練序列符號信號進行無線發射。
在上述正交相移鍵控(QPSK)調製方式從發射方無線發射的訓練序列符號信號，由於無線路徑的衰落(FADING)和噪聲(NOISE)等，在傳輸過程發生頻率微秒變更的誤差或偏移頻率(OFFSET FREQUENCY)。
另外，接收方即使與發射方發射的頻率信號準確一致，但由於各個設備的特性、各配件元件的特性、老化程度、使用環境等條件不同，在接收方頻率設置上也會發生誤差(OFFSET)。
因此，由於上述無線傳輸路徑衰落和噪聲、各個設備的特性、各配件元件的特性、老化程度、使用環境等，在接收發射方頻率的接收方，信道頻率中發生誤差或偏移頻率(FREQUENCY OFFSET)，為了提高通信信號的質量，需要控制(CONTROL)對上述發生誤差的頻率進行調諧(TUNING)，把自動進行上述調諧稱為自動頻率控制(AFC)。
本發明提供一種偏移頻率估算裝置及方法，上述便攜終端(MS)向構成移動通信系統的基站(BSBASE STATION)傳輸或從基站接收的無線信號，由於無線傳輸路徑上的問題、設備的特性和配件特性與老化程度等發生的問題、使用設備的周圍環境變化而發生偏移頻率(FREQUENCY OFFSET)，本發明檢測這種偏移頻率，使自動頻率控制(AFC)裝置準確調諧到接收頻率。
上述正交相移鍵控(QPSK)調製方式是以4個相位(PHASE)調製傳輸信號並輸出，其中有實數部和數部，符號(SYMBOL)用於使發射方和接收方事先共享上述調製傳輸的信號的相位，按照這種符號(SYMBOL)順序進行傳輸的方式被稱為訓練序列(TRAINING SEQUENCY)方式。
與上述發射方無線傳輸的訓練序列符號信號共享的訓練序列符號信號被接入解旋轉部100，上述解旋轉部100分析共享的訓練序列符號信號，確認發射方利用正交相移鍵QPSK控方式設置了相位變化的相位差異。
上述解旋轉部100利用如上確認的相位差異值，補償已接收信號的相位差異。
如上的相位差異補償是在接收的訓練序列符號信號的相位上，共軛(CONJUGATE)相乘原來訓練序列符號信號的相位進行處理。
即，接收訓練序列符號信號為Tr(k)，共享的原來訓練序列符號信號為To(k)，k是符號序號，如果是1至144，那麼，上述解旋轉處理的信號Trot(k)按Trot(k)＝Tr(k)T*o(k)處理，所以易於求出。
上述相位計算部110根據相位值(θ(k))一定的基準，檢測計算計算如上由解旋轉部100補償了相位差異的正交相移鍵控調製方式的各符號信號。
由上述相位計算部110檢測出的各符號信號的相位值(θ(k))由於有實數部(I(k))和虛數部(Q(k))，應對上述實數部(I(k))和虛數部(Q(k))進行函數計算，上述相位展開部120進行ARCTAN2(I(k)、Q(k))的函數計算。
上述ARCTAN2(I(k)、Q(k))的函數計算由於結果值範圍是-π＜θ(k)＜π，所以，相位值θ(k)可能發生±2π左右的差異。
因此，確認現在相位值θ(k)與以前相位值θ(k-1)的差異是否超過π值，當超過上述π值時，應根據上述現在相位值θ(k)的符號，加(+)或減(-)±2π左右，上述處理被稱為展開(UNWRAPPING)處理，由上述相位展開部120進行這種處理。
如果分析上述相位展開部120處理的正交相移鍵控符號的相位值θ(k)，可以估算(ESTIMATION)偏移頻率(Δf)，但上述相位值θ(k)可能存在超過錯誤允許範圍的錯誤符號，上述錯誤符號將會導致偏移頻率(Δf)估算(ESTIMATION)不準確，所以被上述檢錯部130檢測到並去除。
為了檢測到上述正交相移鍵控錯誤符號，設置了具有既定相位(PHASE)區域的決定區域(DECISION REGION)，在上述決定區域之外的相位區域檢測到的符號被列為錯誤符號。
在上述圖3中，繪出了本發明區分錯誤符號信號檢測的決定區域，超出上述決定區域的相位區域按如下基準劃分。
|θ(k)-θ(k-1)|＞π/4其中，k是1至144符號上述基準使用正常符號的估算範圍限制在±π/4以內，更易於區分錯誤符號，與上述基準相應的符號被列入帶有錯誤相位的符號，被上述檢錯部130檢測到並去除。
例如，中國作為移動通信系統標準的TD-SCDMA(時分同步碼分多址)方式，使用144碼片(CHIP)作為訓練序列符號，所以，可以獲得144個相位值(θ(k))。
但是，如果使用LEAST SQUARE ERROR方式，則需要相位序列的整體相位值，所以，需要代替上述檢錯部130去除的相位值。
上述插補部140對代替被上述檢錯部130刪除的符號的相位值進行演算，並進行插補(INTERPOLATION)代替，當上述被刪除的符號的相位值是一個時，對以前符號的相位值(θ(k-1))和以後符號的相位值(θ(k+1))進行平均演算，估算為正常相位值，插補經上述平均演算所估算的相位值。
上述由插補部140對以前符號和以後符號的相位值進行平均演算，估算為正常相位值的過程表示如下。
hatθ(k)＝(θ(k-1)+θ(k+1))/2另外，當上述檢錯部130檢測到連續發生的符號錯誤時，上述插補部140檢測出以前符號相位值與下一符號相位值的差異，作為均等的估算相位值進行插補。
例如，當連續發生出錯，檢測出的符號個數為E個時，進行如下估算。
錯誤符號的相位θ(k+1)，θ(k+2)，...，θ(k+E)θ(k+i)＝θ(k)+i*Δθ其中，I為1，2，..EΔθ為(θ(k+E+1)-θ(k))/(E+1)把如上由插補部140估算的符號相位值插補到刪除的相應符號位置進行代替，如上由插補部140輸出的關於所有144個符號的相位值被接入偏移估算部150。
上述正交相移鍵控接收器的偏移頻率估算器使用關於接收的訓練序列的相位序列(θ(k))，如果處於信號傳輸的無線路徑上沒有衰落(FADING)或噪聲(NOISE)的狀態，接收的相位序列具有與偏移頻率(FREQUENCY OFFSET)Δf成比例的線性特性，可以表示如下。
θ(k)＝2πΔfT+θo其中，θo是任意相位偏移(ARBITRARY PHASE OFFSET)值T是符號周期(SYMBOL PERIOD，約0.78125)但一般而言，由於無線傳輸路徑(PATH)或信道中存在衰落(FADING)或噪聲(NOISE)，上述線性特性被歪曲，估算的是最近似直線，即估算LEAST SQUAREERROR最小的偏移頻率(FREQUENCY OFFSET)Δf，上述LEAST SQUARE ERROR表示如下ε＝∑k＝1至N[θ(k)-(ΔfkT+hatθ)]平方為了查找上述ε最小的偏移頻率(FREQUENCY OFFSET)Δf，採取了ε/Δf形態的微分，上述偏移估算部150通過如下過程估算偏移頻率Δf。
Δf＝∑k＝1至N(Ak+B)θ(k)，其中，A＝12/(T(N-1)N(N-1))B＝-6/(T(N-1)N)在正交相移鍵控(QPSK)調製方式便攜終端的接收端自動頻率控制(AFC)中，如上構成的本發明易於去除發生錯誤的符號，以附圖符號的平均值進行插補(INTERPOLATION)，確保了LEAST SQUARE ERROR最小的偏移頻率Δf，所以能夠對接收端進行準確度較高的頻率控制。
下面參照上述圖4，說明本發明的便攜終端的偏移頻率估算方法。
準備過程，該過程是在碼分多址(CDMA)或TD-SCDMA方式移動通信系統中，當利用進行正交相移鍵控(QPSK)調製的便攜終端無線接收信號時，根據原來訓練序列(TRAINING SEQUENCE)信號對接收的信號進行解旋轉處理。該過程又包括如下兩個過程過程1S100，判斷上述便攜終端是否接收正交相移鍵控調製信號；過程2即S110，當上述過程S100判斷認定接收正交相移鍵控調製信號時，根據原來訓練序列信號，進行對相位差異進行補償的解旋轉(DE-ROTATION)處理；函數過程S120，該過程是對上述準備過程經解旋轉處理的符號信號的相位(PHASE)進行檢測計算，通過函數處理求出相位值，校正上述函數處理所產生的誤差。具體過程是檢測並計算上述輸入的信號的相位，進行反正切2(ARCTAN2)函數處理，求出相位值(θ(k))，由於上述函數處理具有-π＜相位值＜π範圍，為了校正發生的誤差，按照上述相位值的符號，進行加上或減去2π值的展開(UNWRAPPING)處理；除錯過程，該過程是如果檢測到上述函數過程S120的符號信號超出了設置的既定決定區域，則進行去除。它又包括如下兩個過程過程3S120，判斷上述函數過程S120進行了展開處理的符號信號是否超出既定的決定區域並被檢測到；過程4S140，上述過程S130如果判斷認為符號信號超出決定區域並被檢測到，則判斷為是錯誤符號，進行去除；
代替過程，該過程是演算上述除錯過程被去除的符號的相鄰符號信號平均值，進行插補處理。它又包括如下兩個過程過程6即S150，當上述除錯過程去除的符號信號不連續時，按照如下基準計算平均值，即「hatθ(k)＝(θ(k-1)+θ(k+1))/2，其中，θ(k)是符號檢測的相位值，k是訓練序列符號信號的號碼」。當上述除錯過程去除的符號信號連續時，按照如下基準演算平均值，即「出錯符號相位是θ(k+1)，θ(k+2)，...，θ(k+E)，θ(k+i)＝θ(k)+I*Δθ，其中，Δθ＝(θ(k+E+1)-θ(k))/(E+1)，I是1，2，..，E，θ(k)是符號檢測的相位值，k是訓練序列符號信號的號碼」，以此演算相鄰符號平均值並輸出；過程6即S160，利用上述過程S150演算的平均值插補於去除的符號值位置；估算過程S170，該過程是對上述代替過程的符號信號中最小平方誤差最小、近於直線的偏移頻率信號進行演算估算並輸出，其具有過程是按照如下基準估算上述插補處理並輸入的符號信號的最小平方誤差最小、近於直線的偏移頻率，即″Δf＝∑k＝1至N(Ak+B)θ(k)，其中，A＝12/(T(N-1)N(N+1))，B＝-6/(T(N-1)N)，N是訓練序列符號信號的長度，k是訓練序列符號信號的號碼」。
下面參照附圖，詳細說明如上構成的本發明的便攜終端偏移頻率估算方法。
例如，當是TD-SCDMA方式移動通信系統時，以144個碼片(CHIP)或符號(SYMBOL)構成一定周期的信息，所以，上述訓練序列信息由144個符號單位構成。
從上述移動通信系統的發射方無線傳輸的訓練序列頻率信號，由於通過無線傳輸路徑發生的衰落及噪聲、接收發射通信裝備的特性和使用環境變化等，在接收方發生相位(PHASE)差異。
如果檢測到如上發生的相位差異，則確認發射頻率與現在設置的接收頻率的差異值，即偏移頻率值(Δf)，利用如上差異值或偏移頻率值(Δf)可以準確地進行調諧(TUNING)，一般是利用自動接收頻率控制(AFC)，本發明正是查找用於如上準確調諧所需的偏移頻率。
上述便攜終端加入移動通信系統並註冊，進行通信，例如，加入碼分多址(CDMA)方式或TD-SCDMA方式移動通信系統，與對方無線通信。
判斷上述便攜終端是否接收輸入從發射方傳輸的正交相移鍵控調製方式信號S100，當上述判斷S100認定輸入正交相移鍵控調製接收信號時，利用基於原來訓練序列的相位值，由解旋轉部100對上述接收輸入的信號進行補償相位值的解旋轉(DE-ROTATION)處理S110。
上述碼分多址或TD-SCDMA方式移動通信系統利用正交相移鍵控(QPSK)調製方式，使用訓練序列方式，訓練序列方式共享發射方和接收方相互傳輸的信號的相位信息，利用正交相移鍵控方式把發射的信號轉換成4種相位並傳輸，發射方和接收方共享轉換後的相位信息。所以，接收方事先知道發射方無線發射的相應信號的相位信息，把如上正交相移鍵控的相位信息共享稱為訓練序列。
通過如上解旋轉處理S110，具有4個相位值的正交相移鍵控調製方式144個符號信號的相位值實現相同，由相位計算部110檢測並計算各個相位值，由相位展開部120對實數部和虛數部進行反正切2函數處理，同時，對上述函數處理發生的誤差進行展開處理，進行補償S120。
通過上述過程S120處理的信號，在通過無線傳輸路徑傳輸的過程中，因嚴重衰落或嚴重的噪聲等，有些帶上了非正常或錯誤相位值，所以，確認並檢測是否存在帶有這種錯誤相位值的錯誤符號S130。
在檢測上述錯誤符號的過程中，利用上述圖3的決定區域，在上述決定區域(DECISION REGION)之外區域檢測出的符號是錯誤符號。
當如上檢測出帶有錯誤相位值的錯誤符號時，刪除相應錯誤符號S140，上述插補部140為了使LEAST SQUARE ERROR達到最小，進行平均值演算處理，從上述去除或刪除的符號的相鄰符號值求出平均值S150，利用如上演算處理的平均值進行代替，插補到上述刪除的符號值(INTERPOLATION)中S160。
在上述求出相鄰符號的平均值的過程中，當作為錯誤符號被檢測到並刪除的符號不連續，只發生一個時，按照如下基準演算相鄰符號的平均值。
hatθ(k)＝(θ(k-1)+θ(k+1))/2θ(k)；符號檢測的相位值k；訓練序列符號信號的號碼另外，在求出上述相鄰符號平均值的過程中，當作為錯誤符號被檢測到並刪除的符號連續時，按照如下基準演算相鄰符號的平均值。
出錯符號相位；θ(k+1)，θ(k+2)，..，θ(k+E)θ(k+i)＝θ(k)+i*ΔθΔθ＝(θ(k+E+1)-θ(k))/(E+1)i；1，2，..，Eθ(k)；符號檢測的相位值k；訓練序列符號信號的號碼如上進行演算並插補處理的信號被接入上述偏移估算部150，按照如下基準估算(ESTIMATION)使LEAST SQUARE ERROR最小的偏移頻率(FREQUENCY OFFSET)。
ε＝∑k＝1至N[θ(k)-(ΔfkT+hatθ)]平方Δf＝∑k＝1至N(Ak+B)θ(k)A＝12/(T(N-1)N(N+1))B＝-6/(T(N-1)N)N；訓練序列符號信號的長度k；訓練序列符號信號的號碼這樣一來，針對估算(ESTIMATION)因無線傳輸路徑而發生的偏移頻率(Δf)，上述本發明利用決定區域(DECISION REGION)，更容易檢測及去除出錯符號，對相鄰符號的相位值進行平均處理和插補處理，從而使LEAST SQUARE ERROR達到最小，估算準確性更高的偏移頻率。
如上構成的本發明具有如下工業上的使用效果，即，利用決定區域檢測出正交相移鍵控調製方式接收信號的錯誤符號信號，易於檢測並去除非正常接收的符號信號。
另外，還具有如下工業上的使用效果，即，對檢測去除的錯誤符號的相鄰符號相位值進行平均處理和插補，實現了使最小平方誤差達到最小的偏移頻率估算。
另外，還具有如下使用上的便利效果，即，易於檢測去除錯誤符號，演算並插補相鄰符號的平均相位值，估算最小平方誤差最小的偏移頻率，所以，估算與發射頻率準確調諧的接收頻率，提高了便攜終端的可靠度，提高了通信質量。
以上
具體實施例方式
僅用於說明本發明，而非用於限定本發明。
權利要求
1.一種便攜終端的偏移頻率估算裝置，其特徵是由如下部分構成解旋轉部，它把無線接收的符號信號處理成訓練序列符號信號，補償正交相移鍵控調製方式信號相位差異；相位計算部，它輸入解旋轉部補償了相位差異的信號，檢測出相位值；相位展開部，它校正所述的相位計算部檢測到的相位值在函數計算過程中發生的誤差；檢錯部，它分析從所述的相位展開部輸入的信號，去除在決定區域之外的區域檢測到的符號信號；插補部，它求出相鄰符號信號的平均值，代替被所述的檢錯部去除的符號信號；偏移估算部，它對從所述的插補部拉入的符號信號的最小平方誤差最小、近於直線的偏移頻率估算值進行演算和輸出。
2.根據權利要求1所述的便攜終端的偏移頻率估算裝置，其特徵是分析所述的解旋轉部分析與發射方共享的原來訓練序列符號信號，利用確認的相位差異，在所述的無線接收並輸入的訓練序列符號信號中，補償已設置的正交相移鍵控調製方式相位差異；所述的相位計算部針對所述的解旋轉部補償了正交相移鍵控調製方式相位差異並輸入的符號信號，檢測和計算因衰落和噪聲而發生的相位值；所述的相位展開部對各符號信號進行反正切函數演算，補償發生的誤差。
3.根據權利要求1所述的便攜終端的偏移頻率估算裝置，其特徵是所述的檢錯部分析從所述的相位展開部輸入的符號信號，當在設置的決定區域之外的區域檢測到時，去除相應符號信號。
4.根據權利要求3所述的便攜終端的偏移頻率估算裝置，其特徵是所述的檢錯部按照如下基準檢測並去除已設置的決定區域之外的符號信號；所述基準為|θ(k)-θ(k-1)|＞π/4；θ(k)；符號檢測的相位值；k；訓練序列符號信號的號碼。
5.根據權利要求1所述的便攜終端的偏移頻率估算裝置，其特徵是所述的插補部讀取被所述的檢錯部去除的符號信號的相鄰符號信號值並進行平均演算，用所述的平均值代替被去除的符號信號值。
6.根據權利要求5所述的便攜終端的偏移頻率估算裝置，其特徵是當所述的檢錯部去除的符號信號不連續時，所述的插補部利用按照如下標準求出的平均值代替被去除的符號信號值；所述標準為hatθ(k)＝(θ(k-1)+θ(k+1))/2；θ(k)；符號檢測的相位值；k；訓練序列符號信號的號碼。
7.根據權利要求5所述的便攜終端的偏移頻率估算裝置，其特徵是當所述的檢錯部去除的符號信號連續時，所述的插補部利用按照如下基準求出的平均值代替去除的符號信號值；所述基準為出錯符號相位；θ(k+1)，θ(k+2)，...，θ(k+E)；θ(k+i)＝θ(k)+i*Δθ；Δθ＝(θ(k+E+1)-θ(k))/(E+1)；i；1，2，..，E；θ(k)；符號檢測的相位值；k；訓練序列符號信號的號碼。
8.根據權利要求1所述的便攜終端的偏移頻率估算裝置，其特徵是所述的偏移估算部按照如下基準估算所述的插補部輸入的符號信號的最小平方誤差最小、近於直線的偏移頻率；所述基準為Δf＝∑k＝1至N(Ak+B)θ(k)；A＝12/(T(N-1)N(N+1))；B＝-6/(T(N-1)N)；N；訓練序列符號信號的長度；k；訓練序列符號信號的號碼。
9.一種便攜終端的偏移頻率估算方法，其特徵是由如下幾個過程構成準備過程，利用便攜終端接收碼分多址方式正交相移鍵控調製信號，利用原來訓練序列信號，對接收信號進行解旋轉處理；函數過程，檢測計算經所述的解旋轉處理的符號信號的相位，通過函數處理求出相位值，校正因所述的函數處理而產生的誤差；除錯過程，如果所述的過程的符號信號超出設置的既定決定區域並被檢測到，則進行去除；代替過程，演算在所述的除錯過程中去除的符號的相鄰符號平均值，進行插補處理；估算過程，演算並估算所述的過程的符號信號中最小平方誤差最小、近於直線的偏移頻率信號進行輸出。
10.根據權利要求9所述的便攜終端的偏移頻率估算方法，其特徵是所述的準備過程還包括如下兩個過程過程1，判斷碼分多址方式便攜終端是否接收正交相移鍵控調製信號；過程2，當所述的過程判斷為接收正交相移鍵控調製信號時，利用原來訓練序列信號，進行補償相位差異的解旋轉處理。
11.根據權利要求9所述的便攜終端的偏移頻率估算方法，其特徵是所述的函數過程對所述的準備過程輸入的信號的相位進行檢測計算，進行反正切2函數處理，求出相位值，由於所述的函數處理具有-π＜相位值＜π範圍，為了校正發生的誤差，按照所述的相位值的符號進行加或減2π值的展開處理。
12.根據權利要求9所述的便攜終端的偏移頻率估算方法，其特徵是所述的除錯過程還包括如下兩個過程過程1，判斷經所述的函數過程展開處理的符號信號是否超出既定決定區域被檢測到；過程2，所述的過程如果判斷認為符號信號超出決定區域，被判斷為錯誤符號，則進行去除。
13.根據權利要求9所述的便攜終端的偏移頻率估算方法，其特徵是所述的代替過程還包括如下兩個過程過程1，計算所述的除錯過程去除的符號的相鄰符號平均值並輸出；過程2，利用所述的過程演算的平均值，插補於去除的符號值位置。
14.根據權利要求13所述的便攜終端的偏移頻率估算方法，其特徵是在所述的平均值演算輸出過程中，當所述的去除的符號信號不連續時，按照如下基準演算平均值；所述的基準為hatθ(k)＝(θ(k-1)+θ(k+1))/2；θ(k)；符號檢測的相位值；k；訓練序列符號信號的號碼。
15.根據權利要求13所述的便攜終端的偏移頻率估算方法，其特徵是在所述的平均值演算輸出過程中，當所述的去除的符號信號連續時，按照如下基準演算平均值；所述的基準為出錯符號相位；θ(k+1)，θ(k+2)，...，θ(k+E)；θ(k+i)＝θ(k)+i*Δθ；Δθ＝(θ(k+E+1)-θ(k))/(E+1)；i；1，2，..，E；θ(k)；符號檢測的相位值；k；訓練序列符號信號的號碼。
16.根據權利要求9所述的便攜終端的偏移頻率估算方法，其特徵是所述的估算過程是按照如下基準，對所述的代替過程經插補處理輸入的符號信號的最小平方誤差最小、近於直線的偏移頻率進行估算；所述的基準為Δf＝∑k＝1至N(Ak+B)θ(k)；A＝12/(T(N-1)N(N+1))；B＝-6/(T(N-1)N)；N；訓練序列符號信號的長度；k；訓練序列符號信號的號碼。
全文摘要
本發明為便攜終端的偏移頻率估算裝置及方法，其包括如下幾個過程準備過程，接收正交相移鍵控調製信號，利用原來的訓練序列信號，對接收信號進行解旋轉處理；函數過程，檢測計算經上述解旋轉處理的符號信號的相位，進行函數處理，求出相位值，校正因上述函數處理而產生的誤差；除錯過程，如果上述符號信號超出設置的即定決定區域並被檢測到，則進行去除；代替過程，演算在上述除錯過程中去除的符號的相鄰符號平均值，進行插補處理；估算過程，演算並估算上述符號信號中最小平方誤差最小的偏移頻率信號進行輸出。提高偏移頻率估算準確度。
文檔編號H04L27/10GK1602010SQ20041003723
公開日2005年3月30日 申請日期2004年4月29日 優先權日2003年9月26日
發明者張錫一 申請人:樂金電子(中國)研究開發中心有限公司