專利名稱：一種消除頻偏的方法及移動終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種消除頻偏的方法及移動終端。

背景技術(shù)：
在WCDMA(Wide-Band Code Division Multiple Access，寬帶碼分多址接入)無線移動通信系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)側(cè)的基站使用高穩(wěn)定度溫度補(bǔ)償晶體振蕩器作為工作時鐘源，其頻率穩(wěn)定度通常達(dá)到0.05ppm(part per million，百萬分之)，而終端側(cè)的移動終端使用的是VCXO(Voltage-Controlled CrystalOscillator，壓控晶體振蕩器)，其頻率穩(wěn)定度一般只有5ppm左右。這導(dǎo)致移動終端在接收基站發(fā)送的下行信號時產(chǎn)生頻率偏差(Frequency Offset)，一般簡稱為頻偏。除這種情況下產(chǎn)生頻偏以外，移動終端在高速移動的情況下也會產(chǎn)生多普勒頻偏。
移動終端相對于基站的頻偏一般包括兩部分一部分是移動終端VCXO產(chǎn)生的下變頻用射頻載波和基站發(fā)送的下行載波之間的載波頻偏；另一部分是移動終端VCXO產(chǎn)生的采樣時鐘頻偏。例如，對于WCDMA系統(tǒng)使用的2GHz載波，移動終端VCXO 1ppm的頻率穩(wěn)定度將會導(dǎo)致載波頻偏為2KHz，而15.36MHz的采樣時鐘就有15.36Hz的采樣時鐘頻偏。
上述兩部分頻偏一般在移動終端開機(jī)上電的時候比較大，在2KHz左右。而載波頻偏會導(dǎo)致小區(qū)搜索的信噪比惡化，增加小區(qū)搜索失敗的概率；采樣時鐘頻偏導(dǎo)致搜索到的無線幀實隙邊界和幀邊界偏離正確位置?，F(xiàn)有技術(shù)中，移動終端在完成初始小區(qū)搜索，和網(wǎng)絡(luò)側(cè)建立同步后，利用網(wǎng)絡(luò)下行參考信道進(jìn)行頻率鎖定，使移動終端的頻率穩(wěn)定度控制在0.1ppm以內(nèi)，減小頻偏。然而，當(dāng)無線信道環(huán)境比較惡劣時，需要進(jìn)行較長時間的初始小區(qū)搜索以獲得較高的信噪比，但長時間的小區(qū)搜索會使頻偏累計的相位誤差影響加劇，反而使實際接收的信噪比下降，嚴(yán)重情況會導(dǎo)致小區(qū)搜索失敗。
針對這種情況，現(xiàn)有技術(shù)提出了一種方法，在移動終端生產(chǎn)制造過程中，對每臺移動終端的VCXO的初始偏置電壓進(jìn)行校準(zhǔn)，得到VCXO在不同溫度下產(chǎn)生標(biāo)稱頻率所需的初始偏置電壓值表(簡稱配置表)，將該配置表保存在移動終端的存儲器中。移動終端在開機(jī)后根據(jù)開機(jī)當(dāng)時測量到的溫度，查詢該配置表，找到控制VCXO的偏置電壓，校準(zhǔn)VCXO的工作頻率。但是，VCXO在使用過程中會不斷老化，其頻率穩(wěn)定度特性也會發(fā)生變化，長時間后仍然使用原先保存的配置表中的校準(zhǔn)值作為VCXO的偏值電壓，會導(dǎo)致實際的頻偏增大。
現(xiàn)有技術(shù)還有一種針對長時間的小區(qū)搜索導(dǎo)致頻偏累計的相位誤差影響加劇，進(jìn)而可能導(dǎo)致小區(qū)搜索失敗的問題的解決方法。移動終端在開機(jī)后進(jìn)行初始小區(qū)搜索的過程中，利用WCDMA的下行主同步信道(Primary SynchronousChannel，PSCH)對其VCXO的頻偏進(jìn)行估計，根據(jù)頻偏估計量調(diào)整VCXO的偏值電壓，達(dá)到消除頻偏的目的。但這種方法的缺點在于，頻偏估計精度不高，尤其是在無線信道環(huán)境比較惡劣的情況下受噪聲和干擾的影響，頻偏估計的精度更加受限，不能有效消除頻偏。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種消除頻偏的方法及移動終端，消除移動終端初始開機(jī)時的頻偏，提高初始小區(qū)搜索成功的概率。
本發(fā)明實施例是這樣實現(xiàn)的一種消除頻偏的方法，包括 接收GPS衛(wèi)星信號，獲得時間信息； 根據(jù)所述時間信息，對移動終端的壓控晶體振蕩器進(jìn)行頻偏估計； 根據(jù)所述壓控晶體振蕩器的頻偏調(diào)整移動終端的壓控晶體振蕩器的偏值電壓； 使用調(diào)整后的偏值電壓控制所述壓控晶體振蕩器的工作頻率。
一種移動終端，包括 GPS接收模塊，用于接收GPS衛(wèi)星信號，獲得時間信息； 第一頻偏估計模塊，用于根據(jù)所述時間信息，對移動終端的壓控晶體振蕩器進(jìn)行頻偏估計； 偏值電壓調(diào)整模塊，用于根據(jù)壓控晶體振蕩器的頻偏調(diào)整移動終端的壓控晶體振蕩器的偏值電壓； 頻偏校準(zhǔn)模塊，用于使用調(diào)整后的偏值電壓控制壓控晶體振蕩器的工作頻率。
本發(fā)明實施例通過利用高頻率穩(wěn)定度的GPS(Global Positioning System，全球衛(wèi)星定位系統(tǒng))信號，消除移動終端初始開機(jī)時的頻偏，使移動終端和基站保持更好的同步，提高初始小區(qū)搜索成功的概率。



圖1為本發(fā)明實施例的方法流程圖； 圖2為本發(fā)明實施例的裝置示意圖。

具體實施例方式 下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明實施例。
本發(fā)明實施例提供了一種消除頻偏的方法，如圖1所述，包括； 步驟101、接收GPS衛(wèi)星信號，獲得定時信息。衛(wèi)星的頻率穩(wěn)定度可達(dá)到0.001ppm，移動終端接收到的定時信息精度可達(dá)到0.005ppm。
步驟102、根據(jù)該定時信息，輸出定時脈沖信號。該定時脈沖信號可以達(dá)到1PPS(One Pulse Per Second，每秒鐘一個脈沖)，即每秒鐘輸出50ns寬度的脈沖信號。
步驟103、使用該定時脈沖信號對移動終端的VCXO進(jìn)行頻偏估計。
進(jìn)行頻偏估計的方法可以為將所述定時脈沖信號作為計數(shù)控制信號，測量在統(tǒng)計周期內(nèi)的VCXO輸出時鐘數(shù)目，根據(jù)所述在統(tǒng)計周期內(nèi)測量得到的VCXO輸出時鐘數(shù)目，得到移動終端的VCXO的頻偏。
具體可以通過計算得到移動終端的VCXO的頻偏。
其中，T為統(tǒng)計周期，Mi為第i次測量得到的VCXO輸出時鐘數(shù)目，N為重復(fù)測量次數(shù)，F(xiàn)vcxo為移動終端的VCXO的標(biāo)稱工作頻率，ΔFvcxo為移動終端的VCXO的頻偏。
步驟104、根據(jù)VCXO的頻偏調(diào)整移動終端的VCXO的偏值電壓。
通常，VCXO的偏值電壓值Δv和頻偏量Δf成線性關(guān)系Δv＝k*Δf。所以，偏值電壓調(diào)整量ΔVvcxo＝k*ΔFvcxo，如果VCXO的初始偏值電壓為V0，則調(diào)整后的VCXO偏值電壓為V0+ΔVvcxo。
步驟105、使用調(diào)整后的偏值電壓控制VCXO的工作頻率，消除VCXO的頻偏。
步驟106、使用所述定時脈沖信號對頻偏校準(zhǔn)后的VCXO進(jìn)行頻偏估計。所述頻偏估計的方法與步驟103的方法相同，在此不再贅述。
步驟107、當(dāng)VCXO的頻偏ΔFvcxo小于預(yù)先設(shè)定的頻偏閾值ΔFth時，進(jìn)行初始小區(qū)搜索；當(dāng)VCXO的頻偏ΔFvcxo大于等于預(yù)先設(shè)定的頻偏閾值ΔFth時，執(zhí)行步驟104，直到VCXO的頻偏ΔFvcxo小于預(yù)先設(shè)定的頻偏閾值ΔFth。
所述方法還可以包括步驟 保存調(diào)整后的偏值電壓值，將該調(diào)整后的偏值電壓值作為移動終端VCXO的初始偏值電壓。這樣移動終端VCXO的下一次開機(jī)的時候，或者在使用上述實施例進(jìn)行第一次頻偏調(diào)整后的VCXO的初始頻偏較小，縮短消除頻偏的時間。
本發(fā)明實施例還提供了一種移動終端，如圖2所示，包括GPS接收模塊21、第一頻偏估計模塊22、偏值電壓調(diào)整模塊23、頻偏校準(zhǔn)模塊24、第二頻偏估計模塊25和判斷模塊26。
所述GPS接收模塊21，用于接收GPS衛(wèi)星信號，獲得定時信息。衛(wèi)星的頻率穩(wěn)定度可達(dá)到0.001ppm，移動終端接收到的定時信息精度可達(dá)到0.005ppm。
所述第一頻偏估計模塊22，用于根據(jù)所述時間信息，對移動終端的VCXO進(jìn)行頻偏估計。所述第一頻偏估計模塊包括定時脈沖信號模塊，用于根據(jù)所述定時信息，輸出定時脈沖信號；第一頻偏估計子模塊，用于使用所述定時脈沖信號，對移動終端的壓控晶體振蕩器進(jìn)行頻偏估計。該定時脈沖信號可以達(dá)到1PPS(One Pulse Per Second，每秒鐘一個脈沖)，即每秒鐘輸出50ns寬度的脈沖信號。
所述第一頻偏估計子模塊包括測量模塊，用于將所述定時脈沖信號作為計數(shù)控制信號，測量在統(tǒng)計周期內(nèi)的VCXO輸出時鐘數(shù)目；頻偏計算模塊，用于根據(jù)所述在統(tǒng)計周期內(nèi)測量得到的VCXO輸出時鐘數(shù)目，計算得到移動終端的VCXO的頻偏。所述頻偏計算模塊可以為第一頻偏計算模塊，用于根據(jù)公式計算得到移動終端的VCXO的頻偏，其中，T為統(tǒng)計周期，Mi為第i次測量得到的VCXO輸出時鐘數(shù)目，N為重復(fù)測量次數(shù)，F(xiàn)vcxo為移動終端的VCXO的標(biāo)稱工作頻率，ΔFvcxo為移動終端的VCXO的頻偏。
所述偏值電壓調(diào)整模塊23，用于根據(jù)VCXO的頻偏調(diào)整移動終端的VCXO的偏值電壓。所述偏值電壓調(diào)整模塊可以為第一偏值電壓調(diào)整模塊，用于在VCXO的偏值電壓值Δv和頻偏量Δf成線性關(guān)系Δv＝k*Δf時，根據(jù)VCXO的頻偏調(diào)整移動終端的VCXO的偏值電壓，偏值電壓調(diào)整量ΔVvcxo＝k*ΔFvcxo，調(diào)整后的VCXO偏值電壓為V0+ΔVvcxo，其中，V0為VCXO的初始偏值電壓。
所述頻偏校準(zhǔn)模塊24，用于使用調(diào)整后的偏值電壓控制VCXO的工作頻率，消除VCXO的頻偏。
所述第二頻偏估計模塊25，用于使用所述定時脈沖信號對頻偏校準(zhǔn)后的VCXO進(jìn)行頻偏估計。所述第二頻偏估計模塊和所述第一頻偏估計模塊可以為兩個獨立的模塊，也可以合并為一個模塊，或者是一個模塊的兩個獨立的部分。
所述判斷模塊26，用于判斷VCXO的頻偏ΔFvcxo是否小于預(yù)先設(shè)定的頻偏閾值ΔFth，當(dāng)VCXO的頻偏ΔFvcxo小于預(yù)先設(shè)定的頻偏閾值ΔFth時，通知小區(qū)搜索模塊27進(jìn)行初始小區(qū)搜索；當(dāng)VCXO的頻偏ΔFvcxo大于等于預(yù)先設(shè)定的頻偏閾值ΔFth時，通知所述偏值電壓調(diào)整模塊23根據(jù)校準(zhǔn)后的頻偏調(diào)整移動終端VCXO的偏值電壓，頻偏校準(zhǔn)模塊24再校準(zhǔn)VCXO的頻偏，直到VCXO的頻偏ΔFvcxo小于預(yù)先設(shè)定的頻偏閾值ΔFth。
所述移動終端還可以包括小區(qū)搜索模塊27，用于當(dāng)VCXO的頻偏ΔFvcxo小于預(yù)先設(shè)定的頻偏閾值ΔFth時，進(jìn)行初始小區(qū)搜索。
所述移動終端還可以包括設(shè)置模塊，用于保存調(diào)整后的偏值電壓值，將該調(diào)整后的偏值電壓值作為移動終端VCXO的初始偏值電壓。這樣移動終端VCXO的下一次開機(jī)的時候，或者在使用上述實施例進(jìn)行第一次頻偏調(diào)整后的VCXO的初始頻偏較小，縮短消除頻偏的時間。
本發(fā)明實施例可以適用于WCDMA系統(tǒng)、其他2G或者3G系統(tǒng)的移動終端。
本發(fā)明實施例通過利用高頻率穩(wěn)定度的GPS信號，消除移動終端初始開機(jī)時的頻偏，使移動終端和基站保持更好的同步，提高初始小區(qū)搜索成功的概率。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種消除頻偏的方法，其特征在于，包括
接收GPS衛(wèi)星信號，獲得時間信息；
根據(jù)所述時間信息，對移動終端的壓控晶體振蕩器進(jìn)行頻偏估計；
根據(jù)所述壓控晶體振蕩器的頻偏調(diào)整移動終端的壓控晶體振蕩器的偏值電壓；
使用調(diào)整后的偏值電壓控制所述壓控晶體振蕩器的工作頻率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括
使用所述定時脈沖信號對頻偏校準(zhǔn)后的壓控晶體振蕩器進(jìn)行頻偏估計；
當(dāng)所述壓控晶體振蕩器的頻偏大于等于預(yù)先設(shè)定的頻偏閾值時，執(zhí)行根據(jù)壓控晶體振蕩器的頻偏調(diào)整移動終端的壓控晶體振蕩器的偏值電壓的步驟，直到所述壓控晶體振蕩器的頻偏小于預(yù)先設(shè)定的頻偏閾值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，還包括
當(dāng)VCX0的頻偏ΔFvcxo小于預(yù)先設(shè)定的頻偏閾值ΔFth時，進(jìn)行初始小區(qū)搜索。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)時間信息對移動終端的壓控晶體振蕩器進(jìn)行頻偏估計的步驟，包括
根據(jù)所述時間信息，輸出定時脈沖信號；
使用所述定時脈沖信號，對移動終端的壓控晶體振蕩器進(jìn)行頻偏估計。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述使用定時脈沖信號對移動終端的壓控晶體振蕩器進(jìn)行頻偏估計的步驟包括
將所述定時脈沖信號作為計數(shù)控制信號，測量在統(tǒng)計周期內(nèi)的壓控晶體振蕩器的輸出時鐘數(shù)目，根據(jù)所述在統(tǒng)計周期內(nèi)測量得到的壓控晶體振蕩器的輸出時鐘數(shù)目，得到移動終端的壓控晶體振蕩器的頻偏。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)在統(tǒng)計周期內(nèi)測量得到的壓控晶體振蕩器的輸出時鐘數(shù)目得到移動終端的壓控晶體振蕩器的頻偏的步驟包括
通過計算得到移動終端的壓控晶體振蕩器的頻偏；其中，T為統(tǒng)計周期，Mi為第i次測量得到的壓控晶體振蕩器的輸出時鐘數(shù)目，N為重復(fù)測量次數(shù)，F(xiàn)vcxo為移動終端的壓控晶體振蕩器的標(biāo)稱工作頻率，ΔFcxo為移動終端的壓控晶體振蕩器的頻偏。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)壓控晶體振蕩器的頻偏調(diào)整移動終端的壓控晶體振蕩器的偏值電壓的步驟包括
在壓控晶體振蕩器的偏值電壓值Δv和頻偏量Δf成線性關(guān)系Δv＝k*Δf時，根據(jù)壓控晶體振蕩器的頻偏調(diào)整移動終端的壓控晶體振蕩器的偏值電壓，偏值電壓調(diào)整量ΔVvcxo＝k*ΔFvcxo，調(diào)整后的壓控晶體振蕩器的偏值電壓為V0+ΔVvcxo，其中，V0為壓控晶體振蕩器的初始偏值電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括
保存調(diào)整后的偏值電壓值，將該調(diào)整后的偏值電壓值作為移動終端VCXO的初始偏值電壓。
9.一種移動終端，其特征在于，包括
全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS接收模塊，用于接收GPS衛(wèi)星信號，獲得時間信息；
第一頻偏估計模塊，用于根據(jù)所述時間信息，對移動終端的壓控晶體振蕩器進(jìn)行頻偏估計；
偏值電壓調(diào)整模塊，用于根據(jù)壓控晶體振蕩器的頻偏調(diào)整移動終端的壓控晶體振蕩器的偏值電壓；
頻偏校準(zhǔn)模塊，用于使用調(diào)整后的偏值電壓控制壓控晶體振蕩器的工作頻率。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的移動終端，其特征在于，所述移動終端還包括
第二頻偏估計模塊，用于使用所述定時脈沖信號對頻偏校準(zhǔn)后的壓控晶體振蕩器進(jìn)行頻偏估計；
判斷模塊，用于判斷壓控晶體振蕩器的頻偏是否小于預(yù)先設(shè)定的頻偏閾值ΔFth，當(dāng)壓控晶體振蕩器的頻偏大于等于預(yù)先設(shè)定的頻偏閾值時，通知所述偏值電壓調(diào)整模塊根據(jù)校準(zhǔn)后的頻偏調(diào)整移動終端的壓控晶體振蕩器的偏值電壓，頻偏校準(zhǔn)模塊再校準(zhǔn)壓控晶體振蕩器的頻偏，直到壓控晶體振蕩器的頻偏小于預(yù)先設(shè)定的頻偏閾值。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的移動終端，其特征在于，所述移動終端還包括
小區(qū)搜索模塊，用于當(dāng)壓控晶體振蕩器的頻偏小于預(yù)先設(shè)定的頻偏閾值時，進(jìn)行初始小區(qū)搜索。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的移動終端，其特征在于，所述第一頻偏估計模塊包括
定時脈沖信號模塊，用于根據(jù)所述定時信息，輸出定時脈沖信號；
第一頻偏估計子模塊，用于使用所述定時脈沖信號，對移動終端的壓控晶體振蕩器進(jìn)行頻偏估計。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的移動終端，其特征在于，所述第一頻偏估計子模塊包括
測量模塊，用于將所述定時脈沖信號作為計數(shù)控制信號，測量在統(tǒng)計周期內(nèi)的壓控晶體振蕩器的輸出時鐘數(shù)目；
頻偏計算模塊，用于根據(jù)所述在統(tǒng)計周期內(nèi)測量得到的壓控晶體振蕩器的輸出時鐘數(shù)目，計算得到移動終端的壓控晶體振蕩器的頻偏。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的移動終端，其特征在于，所述頻偏計算模塊為第一頻偏計算模塊，用于根據(jù)計算得到移動終端的壓控晶體振蕩器的頻偏，其中，T為統(tǒng)計周期，Mi為第i次測量得到的壓控晶體振蕩器的輸出時鐘數(shù)目，N為重復(fù)測量次數(shù)，F(xiàn)vcxo為移動終端的壓控晶體振蕩器的標(biāo)稱工作頻率，ΔFvcxo為移動終端的壓控晶體振蕩器的頻偏。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的移動終端，其特征在于，所述偏值電壓調(diào)整模塊為第一偏值電壓調(diào)整模塊，用于在壓控晶體振蕩器的偏值電壓值Δv和頻偏量Δf成線性關(guān)系Δv＝k*Δf時，根據(jù)壓控晶體振蕩器的頻偏調(diào)整移動終端的壓控晶體振蕩器的偏值電壓，偏值電壓調(diào)整量ΔVvcxo＝k*ΔFvcxo，調(diào)整后的壓控晶體振蕩器偏值電壓為V0+ΔVvcxo，其中，V0為壓控晶體振蕩器的初始偏值電壓。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的移動終端，其特征在于，所述移動終端還包括設(shè)置模塊，用于保存調(diào)整后的偏值電壓值，將該調(diào)整后的偏值電壓值作為移動終端壓控晶體振蕩器的初始偏值電壓。
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的移動終端，其特征在于，所述第二頻偏估計模塊和所述第一頻偏估計模塊為兩個獨立的模塊，或者為一個模塊，或者為一個模塊的兩個獨立的部分。
全文摘要
本發(fā)明實施例公開了一種消除頻偏的方法及移動終端，該方法包括接收GPS衛(wèi)星信號，獲得時間信息；根據(jù)所述時間信息，對移動終端的壓控晶體振蕩器進(jìn)行頻偏估計；根據(jù)所述壓控晶體振蕩器的頻偏調(diào)整移動終端的壓控晶體振蕩器的偏值電壓；使用調(diào)整后的偏值電壓控制所述壓控晶體振蕩器的工作頻率。本發(fā)明實施例通過利用高頻率穩(wěn)定度的GPS信號，消除移動終端初始開機(jī)時的頻偏，使移動終端和基站保持更好的同步，提高初始小區(qū)搜索成功的概率。
文檔編號H04B1/707GK101150330SQ20071012406
公開日2008年3月26日 申請日期2007年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月22日
發(fā)明者林 薛 申請人:華為技術(shù)有限公司