專利名稱：用于通信系統(tǒng)的快速同步的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及其中一個(gè)公用基站或小區(qū)站與多個(gè)用戶單元進(jìn)行雙向通信的通信系統(tǒng)。并且更特別地，本發(fā)明涉及快速將基站同步到從用戶單元接收的信號上。
在諸如本地多點(diǎn)分布系統(tǒng)(LMDS)、點(diǎn)對多點(diǎn)系統(tǒng)或時(shí)分多址(TDMA)脈沖串系統(tǒng)的許多無線電通信系統(tǒng)中，許多獨(dú)立的用戶單元數(shù)據(jù)發(fā)送與接收站接入單個(gè)基站。在時(shí)間分割基礎(chǔ)上管理用戶單元傳輸，以便以某一方式在這些用戶單元之間分配可利用的基站時(shí)間。這些系統(tǒng)的性能在很大程度上取決于執(zhí)行快速同步與解調(diào)的功能的效率。
利用常規(guī)的脈沖串模式通信，具有基站接收機(jī)到用戶單元的返回信道的頻率同步問題。此問題至少部分地是由于噪聲或涉及接收信號頻率的其他不確定性引起的。在基站能成功地從接收的信號中提取數(shù)據(jù)之前，接收信號不確定使此基站花費(fèi)過多的時(shí)間進(jìn)行同步。過多的同步或捕獲時(shí)間演變?yōu)榈筒僮餍省Ｓ捎趯τ诿總€(gè)脈沖串重復(fù)同步時(shí)間而在脈沖串模式通信中加劇了這種低操作效率。具有較大數(shù)量的簡單傳輸脈沖串的系統(tǒng)比容納較少數(shù)量的較長脈沖串的系統(tǒng)由于同步到較大數(shù)量的脈沖串的開銷時(shí)間而更不有效。
在數(shù)字通信系統(tǒng)中，通常在接收機(jī)中執(zhí)行至少兩種不同類型的頻率同步。載波同步稱為其中一般以RF或IF形式利用位于接收機(jī)中的反饋環(huán)路內(nèi)的壓控振蕩器(VCO)將接收振蕩器的頻率調(diào)整為匹配接收信號的頻率的一種處理過程。也稱為比特同步、比特定時(shí)等的波特同步稱為用于調(diào)整不同的振蕩器以確定由接收信號傳送的數(shù)據(jù)的波特率的一種處理。通常利用位于接收機(jī)中的反饋環(huán)路執(zhí)行波特同步。在典型的數(shù)字通信系統(tǒng)中，在能獲得波特同步之前實(shí)現(xiàn)載波同步。在成功解調(diào)數(shù)據(jù)之前實(shí)現(xiàn)兩種類型的同步。
在這兩種類型的頻率同步之中的每一種類型的頻率同步中，接收信號的頻率從接收機(jī)的內(nèi)部振蕩器的初始頻率偏移越遠(yuǎn)，同步處理花費(fèi)的時(shí)間越長。另外，諸如VCO的可變頻率振蕩器引入相位噪聲。在反饋環(huán)路試圖跟蹤呈現(xiàn)大相位與熱噪聲的信號時(shí)，在窄與寬的環(huán)路帶寬之間達(dá)到不希望的折衷。窄的環(huán)路帶寬可以減少噪聲引起的降級并獲得最低可能的誤碼率，但因?yàn)閹捊档筒⑶腋櫸幢厥呛玫亩雇綍r(shí)間增加。寬的環(huán)路帶寬可以成功地跟蹤大量的相位噪聲和迅速同步，但一部分的相位噪聲通過并增加了誤碼率。
從前面將認(rèn)識(shí)到，在無線電通信系統(tǒng)中有改善同步方法的需要。
因此，本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是提供用于在通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)快速同步的一種改善方法與設(shè)備。
本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)允許用戶單元發(fā)送信號快速同步到基站接收機(jī)。
本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)是用戶單元調(diào)整其載波和/或波特振蕩器，以便在基站上要求極少或不要求同步或捕獲。
本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)是利用穩(wěn)定而不是可變的振蕩器來減少發(fā)送信號中的相位噪聲。
根據(jù)上面與其他的優(yōu)點(diǎn)，利用反向信道信號快速同步到基站接收頻率的一種方法以一種形式來實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明?；窘邮疹l率與η乘以基站基準(zhǔn)頻率成正比，其中η是第一值。此方法需要從基站中發(fā)送正向信道信號，此正向信道信號呈現(xiàn)與α乘以基站基準(zhǔn)頻率成正比的基站發(fā)送頻率，其中α是第二值。在用戶單元上計(jì)算頻率被乘數(shù)。此頻率被乘數(shù)與η成正比并與α成反比。根據(jù)此頻率被乘數(shù)生成用戶單元發(fā)送頻率，并從此用戶單元中發(fā)送反向信道信號。此反向信道信號呈現(xiàn)此用戶單元發(fā)送頻率。
通過結(jié)合附圖參閱具體描述與權(quán)利要求書可以得到本發(fā)明更全面的理解，其中在附圖中相同的標(biāo)號表示類似的部分，并且

圖1表示根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的無線電通信系統(tǒng)的方框圖；圖2是包括在根據(jù)本發(fā)明的無線電通信系統(tǒng)中的基站與用戶單元的簡化方框圖；圖3是圖2所示的通信系統(tǒng)中的雙向通信的定時(shí)圖；圖4是包括在根據(jù)本發(fā)明的通信系統(tǒng)中的用戶單元的解調(diào)器部分的方框圖；圖5是由圖2所示的通信系統(tǒng)為實(shí)現(xiàn)基站接收機(jī)同步而執(zhí)行的任務(wù)的流程圖；圖6是由圖2所示的系統(tǒng)為實(shí)現(xiàn)用戶單元發(fā)送頻率快速同步到基站接收頻率上而執(zhí)行的任務(wù)的流程圖；和圖7表示根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例在用戶單元中使用的乘法器電路的方框圖。
圖1表示通信系統(tǒng)10的方框圖。系統(tǒng)10包括在下面稱為基站12的主機(jī)和在下面稱為用戶單元14的任意數(shù)量的客戶室內(nèi)設(shè)備。用戶單元14地理上與基站12隔開并相互隔開。在優(yōu)選實(shí)施例中，基站12與用戶單元14相互位于幾英里內(nèi)，但不同的用戶單元距基站12的距離不同。在優(yōu)選實(shí)施例中，由于基站12與用戶單元14彼此相對基本上是固定的，所以多普勒(Doppler)關(guān)系不大。
基站12包括接收機(jī)16、發(fā)射機(jī)18、頻率生成器20和控制器22。接收機(jī)16與發(fā)射機(jī)18耦合到頻率生成器20并耦合到控制器22。同樣地，頻率生成器20耦合到控制器22。數(shù)據(jù)可以通過基站12的輸出數(shù)據(jù)端口24和輸入數(shù)據(jù)端口26去到與始自諸如公用交換電信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(未示出)。在控制器22的控制之下，為來自數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)輸入端口26的數(shù)據(jù)選擇路由至發(fā)射機(jī)18并為來自接收機(jī)16的數(shù)據(jù)選擇路由至數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)輸出端口24。另外，控制器22和接收機(jī)16與發(fā)射機(jī)18一起操作，以測量在基站12上接收的信號的質(zhì)量、給呼叫分配通信容量或帶寬、建立與用戶單元14通信的調(diào)制順序并執(zhí)行呼叫建立處理。
基站12在正向RF信道30上從天線28中發(fā)送輸出信號遠(yuǎn)離基站12。圖1為表示方便而示出仿真雙工天線28，但雙工天線28不是要求。反向信道32傳送從用戶單元14中發(fā)送的輸入信號到基站12的天線28。術(shù)語正向信道與反向信道在此只用于相互區(qū)分操作。在用戶單元14發(fā)送給基站12時(shí)，這理解為反向信道操作。在基站12發(fā)送給用戶單元14時(shí)，這稱為正向信道操作。
駐留在基站12的無線電范圍內(nèi)的任意數(shù)量的用戶單元14共享正向信道30并具有用于接收正向信道信號的天線34。圖1只表示一個(gè)用戶單元14的方框示意圖，這是因?yàn)槊總€(gè)用戶單元14最好類似于其他的用戶單元14進(jìn)行構(gòu)造。特別地，每個(gè)用戶單元14具有構(gòu)造為接收正向信道信號的接收機(jī)36、發(fā)射機(jī)38、頻率生成器40和控制器42。接收機(jī)36與發(fā)射機(jī)38耦合到頻率生成器40并耦合到控制器42。頻率生成器40也耦合到控制器42。
如下面更具體討論的，接收機(jī)36生成通過控制器42耦合到發(fā)射機(jī)38的相干信號。這些相干信號使反向信道信號在反向信道32中從各個(gè)用戶單元14中發(fā)送給基站12，以便在時(shí)間與頻譜上與在正向信道30中廣播的正向信道信號相干。
對于每個(gè)用戶單元14，數(shù)據(jù)通過輸入數(shù)據(jù)端口44與輸出數(shù)據(jù)端口46。在控制器42的控制之下，為數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)端口44中選擇路由至發(fā)射機(jī)38并從接收機(jī)36中選擇路由至數(shù)據(jù)端口46。另外，控制器42和接收機(jī)36與發(fā)射機(jī)38一起操作來構(gòu)造在反向信道32上發(fā)送的消息，以響應(yīng)在正向信道30上廣播的輸出信號、測量在用戶單元14上接收的信號的質(zhì)量、執(zhí)行呼叫建立處理并進(jìn)行通信對話。
在該最佳實(shí)施例中，系統(tǒng)10使用分配的寬帶本地多點(diǎn)分布系統(tǒng)頻譜進(jìn)行RF通信。在此優(yōu)選實(shí)施例中，此頻譜可以具有高達(dá)1GHz或更大的帶寬并位于或在Ka頻帶周圍。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到此分配的頻譜的寬帶寬特性允許在短的時(shí)間周期中傳送大量的數(shù)據(jù)。構(gòu)造系統(tǒng)10，以使此帶寬同時(shí)容納諸如實(shí)時(shí)視頻的高數(shù)據(jù)速率應(yīng)用或更高數(shù)據(jù)速率應(yīng)用和諸如話音的低數(shù)據(jù)速率應(yīng)用。而且，構(gòu)造系統(tǒng)10，以使高與低數(shù)據(jù)速率上的許多同時(shí)的通信對話或呼叫可以有效地進(jìn)行。Ka頻帶的使用利用基站12與用戶單元14之間的固定關(guān)系。
系統(tǒng)10使用頻率與時(shí)間分集來同時(shí)容納許多呼叫。使用頻率分集，以使鄰近通信在不同的頻率上同時(shí)進(jìn)行而不引起干擾。最好，通信在不同的頻率上在正向與反向信道30與32上進(jìn)行，以便同時(shí)操作正向與反向信道30與32而不要求大量的開銷通信來管理公用頻帶中的雙向通信。
時(shí)間分集也阻止同時(shí)或并行通信之間的干擾。特別地，在操作在同一頻率上的不同用戶單元14之間進(jìn)行的并行通信不相互干擾，這是因?yàn)檫@些用戶單元14使用在時(shí)幀內(nèi)分配的不同時(shí)隙組進(jìn)行通信對話。最好地，所有通信是數(shù)字RF通信。然而，可以建立不同的通信對話來以不同的調(diào)制順序進(jìn)行操作。例如，可以進(jìn)行其中每個(gè)單位波特間隔傳送1(例如，BPSK)、2(例如，QPSK)、3(例如，8-PSK)、4(例如，16-PSK或16-QAM)或更多比特的并行通信。調(diào)制順序與時(shí)隙分配由控制器22進(jìn)行控制，以便在呼叫之間和在通信對話的不同部分之間改變數(shù)據(jù)速率。
圖2-7表示無線電通信系統(tǒng)10的優(yōu)選實(shí)施例，這提供用戶單元發(fā)送頻率至基站12接收頻率的快速同步。雖然圖2為方便而只表示一個(gè)用戶單元14，但任意數(shù)量的用戶單元14可以與基站12相關(guān)，如上所述。
圖2表示基站12與用戶單元14的方框圖?；净鶞?zhǔn)振蕩器48包括在頻率發(fā)生器20中，以提供基本上穩(wěn)定的基站基準(zhǔn)頻率。特別地，振蕩器48最好構(gòu)造為只在單個(gè)頻率上利用距離那單個(gè)頻率的最小漂移而不管電壓或溫度波動(dòng)如何并利用最小相位噪聲進(jìn)行振蕩的晶體控制振蕩器。頻率發(fā)生器20也包括發(fā)送載頻乘法器50、接收載頻乘法器52、發(fā)送波特頻率乘法器54和接收波特頻率乘法器56。
在此最佳實(shí)施例中，振蕩器48的輸出端耦合到每個(gè)頻率乘法器50、52、54與56的第一輸入端。然而，在一個(gè)可選擇的實(shí)施例中，可以從另一穩(wěn)定的基準(zhǔn)振蕩器(未示出)而不是從振蕩器48中驅(qū)動(dòng)波特頻率乘法器54與56?？刂破?2的第一、第二、第三與第四控制輸出端分別耦合到每個(gè)頻率乘法器50、52、54與56的第二輸入端。
每個(gè)乘法器50、52、54與56構(gòu)造為生成是控制器22提供的被乘數(shù)與基準(zhǔn)振蕩器48提供的基準(zhǔn)頻率的乘積的穩(wěn)定振蕩信號，此被乘數(shù)是最好不在給定的信號傳輸階段變化的基本上恒定的一個(gè)值。這些穩(wěn)定的振蕩信號呈現(xiàn)非常低的相位噪聲，這是因?yàn)檫@些信號與振蕩器48提供的基準(zhǔn)頻率相干。然而，不要求由控制器22提供被乘數(shù)，并且這些被乘數(shù)可以選擇地進(jìn)行硬線連接。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到根據(jù)需要構(gòu)造乘法器50、52、54與56來合成各個(gè)穩(wěn)定的振蕩信號，以使這些信號與基準(zhǔn)振蕩器相干。因此，這些被乘數(shù)可以是大于、等于或小于1的實(shí)數(shù)。當(dāng)然，如果構(gòu)造基準(zhǔn)振蕩器48以使乘法器50、52、54或56生成的一個(gè)穩(wěn)定振蕩信號具有等于基準(zhǔn)振蕩器48的頻率的一個(gè)頻率，則可以省略用于那個(gè)穩(wěn)定振蕩信號的頻率乘法器。
因此，頻率生成器20生成四個(gè)穩(wěn)定振蕩信號。由發(fā)送載頻乘法器50產(chǎn)生的信號定義基站發(fā)送頻率。由接收載頻乘法器52產(chǎn)生的信號定義其上能進(jìn)行反向信道32信號的解調(diào)的基站接收頻率。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，由發(fā)送與接收載頻乘法器50與52產(chǎn)生的信號的頻率不必等于RF載頻，而可以選擇地代表隨后利用公知技術(shù)變換為RF的IF頻率。
由發(fā)送波特頻率乘法器54產(chǎn)生的信號定義用于基站12的發(fā)送波特頻率，而由接收波特頻率乘法器56產(chǎn)生的信號定義用于基站12的接收波特頻率。波特頻率或簡單的波特是單位間隔的倒數(shù)。在每個(gè)單位間隔期間，系統(tǒng)10發(fā)送傳送一個(gè)單位數(shù)據(jù)的單個(gè)相位點(diǎn)，其中此單位數(shù)據(jù)包括利用調(diào)制順序確定的許多比特或碼元。利用BPSK調(diào)制，每個(gè)單位間隔傳送單個(gè)碼元，利用QPSK調(diào)制每個(gè)單位間隔傳送兩個(gè)碼元，在8-PSK調(diào)制中每個(gè)單位間隔傳送三個(gè)碼元，在16-QAM、32-QAM與64-QAM調(diào)制中每個(gè)單位間隔傳送4、5與6個(gè)碼元等等。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，發(fā)送與接收波特頻率明顯低于發(fā)送與接收載頻。本領(lǐng)域技術(shù)人員也將認(rèn)識(shí)到，由頻率發(fā)生器20生成的4個(gè)穩(wěn)定振蕩信號允許發(fā)送與接收載頻相互不同并允許發(fā)送與接收波特頻率相互不同。然而，不要求系統(tǒng)10具有不同的發(fā)送與接收波特頻率。
發(fā)射機(jī)18包括調(diào)制器58與上變換器60。發(fā)送載頻乘法器50的輸出端耦合到上變換器60的第一輸入端。控制器22具有耦合到調(diào)制器58的控制總線并提供將在正向信道30信號中發(fā)送的數(shù)據(jù)，此數(shù)據(jù)可以在控制器22內(nèi)為了控制系統(tǒng)10而生成或從輸入數(shù)據(jù)端口26中獲得。來自發(fā)送頻率波特振蕩器54的穩(wěn)定振蕩信號也耦合到調(diào)制器58，以定義發(fā)送波特頻率。調(diào)制器58的輸出端耦合到上變換器60的第一輸入端。來自發(fā)送載頻振蕩器50的穩(wěn)定振蕩信號耦合到上變換器60的第二輸入端，以定義正向信道信號的基站發(fā)送頻率。上變換器60的輸出端耦合到天線28。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，乘法器50與上變換器60可以選擇地構(gòu)造為在多級中而不是如圖2的方框圖所示在單級中相互協(xié)調(diào)。
上變換器60發(fā)送RF信號給天線28，此天線28從控制器22中傳送選擇路由至調(diào)制器58的數(shù)據(jù)。此信號的數(shù)據(jù)部分呈現(xiàn)發(fā)送波特頻率，并且此信號的載波部分呈現(xiàn)基站發(fā)送頻率。在從天線28將此信號輻射給用戶單元14時(shí)，生成正向信道信號。
基站12的接收機(jī)16包括下變換器62和解調(diào)器64。接收載頻乘法器52的輸出端耦合到下變換器62以定義基站接收頻率。下變換器62也從天線28中接收信號。雖然圖2將基站12表示為具有單獨(dú)的發(fā)送與接收天線28，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，單個(gè)天線在許多應(yīng)用中可能足以。下變換器62的輸出端耦合到解調(diào)器64的第一輸入端。接收波特頻率乘法器56的輸出端耦合到解調(diào)器64的第二輸入端以定義接收波特頻率。如下面更具體討論的，反向信道信號在傳輸之前在用戶單元14中構(gòu)造為基本上呈現(xiàn)基站接收載頻與基站接收波特頻率。
解調(diào)器64的輸出端耦合到控制器22的輸入端。為響應(yīng)由下變換器62在基站接收頻率上接收的反向信道信號，解調(diào)器64提取利用此反向信道信號傳送的數(shù)據(jù)并將此數(shù)據(jù)傳送給控制器22。此數(shù)據(jù)隨后可以由控制器22用于系統(tǒng)開銷目的或通過輸出數(shù)據(jù)端口24進(jìn)行傳送。
用戶單元14的頻率發(fā)生器40具有類似于12的頻率發(fā)生器20的結(jié)構(gòu)。因而，用戶單元振蕩器66包括在頻率發(fā)生器40中以提供基本上穩(wěn)定的用戶單元基準(zhǔn)頻率。振蕩器66最好是為響應(yīng)溫度或電壓變換而最小變化的晶體控制振蕩器。頻率發(fā)生器40也包括發(fā)送載頻乘法器68、接收載頻乘法器70、發(fā)送波特頻率乘法器72和接收波特頻率乘法器74。
每個(gè)乘法器68、70、72與74構(gòu)造為生成是控制器42提供的被乘數(shù)與基準(zhǔn)振蕩器66提供的基準(zhǔn)頻率的乘積的穩(wěn)定振蕩信號。乘法器68、70、72與74在需要時(shí)構(gòu)造為合成各個(gè)穩(wěn)定振蕩信號，并且這些被乘數(shù)可以是大于、等于或小于1的任何實(shí)數(shù)。這些被乘數(shù)最好基本上是常數(shù)值。
因此，頻率發(fā)生器40生成4個(gè)穩(wěn)定的振蕩信號。利用發(fā)送載頻乘法器68產(chǎn)生的信號定義用戶單元載波發(fā)送頻率。利用接收載頻乘法器70產(chǎn)生的信號提供用戶單元接收載頻的粗略或不確切的定義。利用發(fā)送波特頻率乘法器72產(chǎn)生的信號定義用戶單元14的發(fā)送波特頻率，并且利用接收波特頻率乘法器74產(chǎn)生的信號提供在下面稱為用戶單元14的抽樣頻率Fs的接收波特頻率的粗略或不確切的定義。如下面更具體討論的，在用戶單元14同步到正向信道信號時(shí)在用戶單元14中進(jìn)行的解調(diào)處理期間提供接收載頻與波特頻率的精確或準(zhǔn)確定義。
在接收機(jī)36內(nèi)，下變換器76從天線34中接收正向信道信號。接收載頻乘法器70的輸出端耦合到下變換器76。下變換器76的輸出端最好提供接近基帶信號并耦合到解調(diào)器78的第一輸入端，并且接收波特頻率乘法器74的輸出端耦合到解調(diào)器78的第二輸入端。此接近基帶信號的頻率距離基帶的頻率差在正向信道30的載頻與利用接收載頻乘法器70生成的頻率之間。當(dāng)然，下變換器76可以利用在產(chǎn)生接近基帶信號之前首先下變換為IF頻率的兩步處理。
解調(diào)器78提取并提供利用正向信道30傳送的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)而且在數(shù)據(jù)與控制總線上提供控制信號給控制器42。這些控制信號包括為響應(yīng)將用戶單元14同步到正向信道信號而確定的上述相干信號。同樣地，在此控制與數(shù)據(jù)總線上從控制器42提供控制信號給解調(diào)器78。下面結(jié)合圖4更具體討論解調(diào)器78。
在發(fā)射機(jī)38內(nèi)，從控制器42中提供將在反向信道32上發(fā)送的數(shù)據(jù)給調(diào)制器80的第一輸入端。此數(shù)據(jù)可以從輸入數(shù)據(jù)端口44中傳送通過控制器42或在控制器42內(nèi)為控制系統(tǒng)10而生成。利用來自用戶單元發(fā)送波特乘法器72的輸出端的時(shí)鐘信號建立用戶單元發(fā)送波特頻率，此頻率提供給調(diào)制器80的第二輸入端。調(diào)制器80每個(gè)單位間隔生成一個(gè)新的相位點(diǎn)數(shù)據(jù)，其中此單位間隔利用用戶單元發(fā)送波特頻率來定義。數(shù)字通信領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，這些相位點(diǎn)數(shù)據(jù)最好構(gòu)造為數(shù)字正交信號。
為此相位點(diǎn)數(shù)據(jù)流選擇路由至數(shù)字脈沖形成器82。在此優(yōu)選實(shí)施例中，脈沖形成器使用諸如公知的根奈奎斯特函數(shù)的合適濾波函數(shù)對此相位點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波，以便在時(shí)間上擴(kuò)展每個(gè)單位間隔的相位點(diǎn)，以使反向信道32呈現(xiàn)希望窄的帶寬。
脈沖形成器82的輸出端提供數(shù)字正交信號，這代表脈沖形成的相位點(diǎn)數(shù)據(jù)，為此數(shù)據(jù)選擇路由至數(shù)字內(nèi)插器(NTRP)84的第一輸入端。內(nèi)插器84的第二輸入端從控制器42中接收控制信號。內(nèi)插器84構(gòu)造為選擇地將脈沖形成的相位點(diǎn)數(shù)據(jù)延遲利用從控制器42中接收的控制數(shù)據(jù)建立的一個(gè)時(shí)間量。
內(nèi)插器84的輸出端提供加到上變換器86的第一輸入端的數(shù)字正交信號。上變換器86的第二輸入端從用戶單元發(fā)送載頻乘法器68中接收發(fā)送載頻信號。上變換器86將來自內(nèi)插器84的數(shù)字正交信號變換為模擬信號，此模擬信號與載波信號混頻以產(chǎn)生RF反向信道信號。當(dāng)然，上變換器86可以使用兩步處理，首先變換為IF頻率并隨后變換為最后的RF頻率。從天線34中廣播RF反向信道信號。雖然圖2將用戶單元14表示為具有單獨(dú)的發(fā)送與接收天線34，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，單個(gè)天線在許多應(yīng)用中可能足以。
由基站12發(fā)送的正向信道與由不同的用戶單元14發(fā)送的反向信道之間的示例性定時(shí)關(guān)系表示在圖3中。參見圖2-3，基站12發(fā)送連續(xù)的正向信道30給一組用戶單元14，并且每個(gè)用戶單元14根據(jù)其分配的時(shí)隙88發(fā)送短的反向信道32脈沖串。只要一個(gè)用戶單元14結(jié)束其發(fā)送，另一用戶單元14就可以開始發(fā)送。
來自用戶單元振蕩器66的基準(zhǔn)頻率信號的準(zhǔn)確頻率在不同的用戶單元14之間大不相同。用戶單元14之間頻率的這些變化一般由于不同的振蕩器66而引起。最好，在用戶單元14中使用低成本振蕩器，這樣的低成本振蕩器可能呈現(xiàn)差的精度與頻率漂移。另外，附加的長期漂移可能源于溫度變化和壽命周期成分退化。
本發(fā)明的最佳實(shí)施例的正向信道30特征表示基站12連續(xù)發(fā)送給用戶單元14。雖然不要求正向信道30上的連續(xù)傳輸，但在此優(yōu)選實(shí)施例中正向信道信號30的周期實(shí)際上超過任何單個(gè)反向信道32脈沖串的周期。
通常的同步技術(shù)要求用于基站解調(diào)器64(圖2)“鎖定”到反向信道32的用戶單元發(fā)送頻率上的開銷處理時(shí)間。如果信噪比低或如果在用戶單元發(fā)送頻率與基站接收頻率之間具有過多的變化，實(shí)現(xiàn)同步所花費(fèi)的開銷時(shí)間是不能用于傳送用戶數(shù)據(jù)的時(shí)間?；窘邮疹l率可以理解為可以解調(diào)反向信道32信號而首先不要求大量的頻率同步的頻率。由于在不同的用戶單元14之間具有固定與頻繁的反向信道32的轉(zhuǎn)換，所以最好將同步時(shí)間保持為最小，以便有效地使用分配的頻譜。最好，基站12盡可能在新時(shí)隙88開始時(shí)同步到不同的用戶單元14。
使用通常的鎖相環(huán)同步技術(shù)，在基站解調(diào)器64上試圖快速同步是不實(shí)際的，這是因?yàn)樾盘柼卣饔捎诿}沖串模式信號特征的內(nèi)在特性而太不確定以致不允許根據(jù)小的樣值大小進(jìn)行準(zhǔn)確的頻率估算。換句話說，短的脈沖串未傳送足夠的信息來解決接收信號的不確定問題并隨后傳送大量的用戶數(shù)據(jù)。常規(guī)的相干解調(diào)技術(shù)在可以提取有用的數(shù)據(jù)之前要求通過對于不希望長的時(shí)間監(jiān)聽接收信號獲得的大樣值大小。某些不同的解調(diào)技術(shù)可能允許快速同步，但對于給定的接收信號只以高達(dá)3dB信噪比的不良后果為代價(jià)。
總之，系統(tǒng)10提供某些數(shù)據(jù)給用戶單元14，允許用戶單元14調(diào)整其發(fā)送頻率，以使基站12從不同的用戶單元14中接收的反向信道32信號已與基站解調(diào)器64頻率同步。因而，基站12不必執(zhí)行大量的費(fèi)時(shí)的頻率同步任務(wù)。
圖4表示每個(gè)用戶單元14的接收機(jī)36內(nèi)的解調(diào)器78的方框圖。解調(diào)器78包括相位比較器90、環(huán)路濾波器92、數(shù)字控制振蕩器(NCO)94與數(shù)據(jù)檢測器96。下變換器76的輸出端連接到相位比較器90的第一輸入端。NCO 94的輸出端連接到相位比較器90的第二輸入端。相位比較器90的輸出端連接到數(shù)據(jù)檢測器96的輸入端并連接到環(huán)路濾波器92的輸入端。環(huán)路濾波器92的輸出如前所述提供解調(diào)器78的相干控制信號輸出之一。環(huán)路濾波器92的輸出端也連接到NCO 94的輸入端。
相位比較器90、環(huán)路濾波器92和NCO 94形成鎖相環(huán)98，這對于數(shù)字解調(diào)器領(lǐng)域的技術(shù)人員是公知的電路并用于與接收信號實(shí)現(xiàn)頻譜相干。雖然為簡便起見表示下變換器76的單個(gè)輸出端，但此優(yōu)選實(shí)施例中的鎖相環(huán)98正交工作。如下面更具體討論的，鎖相環(huán)98將解調(diào)器78同步到正向信道30的基站發(fā)送頻率上。同步之后準(zhǔn)確等于基站發(fā)送頻率的所得到的用戶單元接收頻率是利用乘法器70(圖2)定義的粗略載頻與利用NCO 94定義的信號的頻率之和。利用NCO 94生成的信號的頻率以環(huán)路濾波器92輸出的控制信號為特征，此控制信號在此稱為(beta-fine)(βf)，并且它用作從解調(diào)器78提供給控制器42的一個(gè)相干信號。
當(dāng)鎖相環(huán)98鎖定到正向信道30的基站發(fā)送頻率上時(shí)，相位比較器90輸出的信號是基帶信號。此基帶信號在數(shù)據(jù)檢測器96的模擬-數(shù)字(A/D)變換器100上進(jìn)行抽樣。由乘法器74提供的抽樣頻率Fs加到A/D 100的時(shí)鐘輸入端和NCO 102的時(shí)鐘輸入端。此穩(wěn)定頻率最好稍大于(例如，1.1-1.6倍)正向信道30所示的預(yù)期波特率。
A/D 100的輸出端耦合到內(nèi)插器104的數(shù)據(jù)輸入端，并利用NCO 102的輸出驅(qū)動(dòng)內(nèi)插器104的控制輸入端。內(nèi)插器(NTRP)的輸出端耦合到判決(DCSN)電路106的輸入端。判決電路106的輸出用于正向信道30上發(fā)送的數(shù)據(jù)的控制器42硬判決。定時(shí)檢錯(cuò)器108的第一與第二輸入端耦合到判決電路106的輸入與輸出端，并且定時(shí)檢錯(cuò)器108的輸出端耦合到環(huán)路濾波器110的輸入端。環(huán)路濾波器110的輸出端耦合到NCO 102的控制輸入端并提供與NCO 102生成的波特時(shí)鐘信號的頻率成正比的數(shù)據(jù)。
內(nèi)插器104、判決電路106、定時(shí)檢錯(cuò)器108、環(huán)路濾波器110和NCO 102一起形成鎖相環(huán)112。最好，鎖相環(huán)112中的所有組成部分是數(shù)字部分。鎖相環(huán)112將解調(diào)器78同步到正向信道30的發(fā)送波特頻率上。NCO 102的輸出信號代表在此稱為FI的利用內(nèi)插器104建立的基站發(fā)送波特頻率與抽樣頻率FS之比(即，F(xiàn)I/FS)。此輸出信號以環(huán)路濾波器110輸出的控制信號為特征，此控制信號在此稱為(beta-fine-prime)(βf’)并用作從解調(diào)器78提供給控制器42的另一相干信號。下面結(jié)合圖6討論使用戶單元發(fā)送頻率優(yōu)選同步到基站12接收頻率中βf與βf’的使用。
圖5表示由基站12為實(shí)現(xiàn)解調(diào)器64(圖2)與自用戶單元14的反向信道32的頻譜同步而執(zhí)行的任務(wù)的圖。在執(zhí)行發(fā)送或接收操作之前，基站12執(zhí)行初始任務(wù)114。任務(wù)114計(jì)算兩個(gè)常數(shù)值α與η用作載頻被乘數(shù)并計(jì)算兩個(gè)常數(shù)值α’與η’用作波特頻率被乘數(shù)。為了目前的討論，省略符號(’)以便一起表示載波被乘數(shù)和表示波特載波被乘數(shù)。
值α用于發(fā)送載頻乘法器50定義正向信道30的發(fā)送載頻。值η用于接收載頻乘法器52定義可以解調(diào)反向信道32而不首先要求大量的頻率同步的載頻，此頻率可以理解為基站接收載頻。值α’用于發(fā)送波特頻率乘法器54定義正向信道30的發(fā)送波特頻率。值η’用于接收波特頻率乘法器56定義可以解調(diào)反向信道32而不首先要求大量的波特頻率同步的頻率，此頻率可以理解為基站接收波特頻率。
在計(jì)算與應(yīng)用α、η、α’與η’之后，基站控制器22執(zhí)行任務(wù)116以便在正向信道30上與其他數(shù)據(jù)一起發(fā)送頻率調(diào)整常數(shù)給用戶單元14。這些頻率調(diào)整常數(shù)在此優(yōu)選實(shí)施例中由用于載頻調(diào)整目的的α與η和用于波特頻率調(diào)整目的的α’與η’組成?？刂破?2發(fā)送除了頻率調(diào)整常數(shù)之外還包含發(fā)送給用戶單元14的數(shù)據(jù)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流。雖然此優(yōu)選實(shí)施例在任務(wù)116期間發(fā)送α、η、α’與η’，但其他實(shí)施例可以發(fā)送基于用于載頻調(diào)整目的的α與η和基于用于波特頻率調(diào)整目的的α’與η’的其他頻率常數(shù)。這樣的其他常數(shù)可以是α與η值的比率或α與η值的其他函數(shù)。
在反向信道接收操作期間，基站控制器22執(zhí)行接收同步任務(wù)118。解調(diào)器64在每個(gè)反向信道時(shí)隙88開始時(shí)將已大部分頻率同步到反向信道32(參見圖4)，并且將不丟失數(shù)據(jù)。然而，反向信道32將不必在反向信道時(shí)隙88開始時(shí)進(jìn)行相位同步。塊解調(diào)或本領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉的類似方案能用于在解調(diào)器64上實(shí)現(xiàn)相位同步而不丟失數(shù)據(jù)。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，具有控制器22執(zhí)行的許多其他的任務(wù)，如圖5中的橢圓所示。這樣的任務(wù)與本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例無關(guān)。
圖6表示用戶單元14為了其發(fā)送的反向信道32優(yōu)先頻率同步到基站解調(diào)器64而執(zhí)行的任務(wù)的流程圖。用戶單元控制器42的初始任務(wù)120提供粗略的載頻常數(shù)βc給接收載頻乘法器70(圖2)并提供粗略的波特頻率常數(shù)βc’給接收波特頻率乘法器74(圖2)。
確定粗略載頻常數(shù)βc，以響應(yīng)正向信道30的預(yù)期載頻和基準(zhǔn)振蕩器66的頻率。用戶單元14通過將振蕩器66的用戶單元基準(zhǔn)頻率乘以常數(shù)βc來將正向信道30信號變換為接近基帶。用戶單元14現(xiàn)在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)與正向信道30極其粗略的同步。用戶單元基準(zhǔn)頻率乘以βc的乘積與實(shí)際接收的正向信道30之間的頻率差在此稱為“偏移”頻率或“頻率差錯(cuò)常數(shù)”。
如任務(wù)122中所示，解調(diào)器78同步到接近基帶形式的正向信道30。在解調(diào)器78鎖定到或與正向信道30的載頻同步時(shí)，以下等式保持為真αfbs=βfsref，其中fbs是基站基準(zhǔn)頻率，而fsref是用戶單元基準(zhǔn)頻率。換句話說，α乘以基站基準(zhǔn)振蕩器48的頻率(fbs)的乘積等于β乘以用戶單元基準(zhǔn)振蕩器66的頻率(fsref)的乘積。解調(diào)器78(圖4)的鎖相環(huán)98只通過變得鎖定到接近基帶正向信道信號來確定此偏頻的值。利用環(huán)路濾波器92生成的常數(shù)值βf以此偏移為特征并在任務(wù)124中發(fā)送給控制器42。
同樣，確定粗略的波特常數(shù)βc’，以響應(yīng)正向信道30的預(yù)期波特頻率和基準(zhǔn)振蕩器66的頻率。用戶單元14以等于振蕩器66的用戶單元基準(zhǔn)頻率乘以常數(shù)βc’的抽樣速率Fs抽樣正向信道30。如上所述，此抽樣速率最好稍大于預(yù)期的波特率。如任務(wù)122中進(jìn)一步所示的，解調(diào)器78同步到附加抽樣形式的正向信道30信號。在解調(diào)器78鎖定到或與正向信道30信號的波特頻率FI同步時(shí)，以下等式保持為真αfbs’=βfsref’，換句話說，α’乘以基站基準(zhǔn)振蕩器48的頻率(fbs)的乘積等于β’乘以用戶單元基準(zhǔn)振蕩器66的頻率(fsref)的乘積。解調(diào)器78(圖4)的鎖相環(huán)112確定在乘以抽樣頻率FS時(shí)等于解調(diào)器78已變得同步的基站發(fā)送波特頻率的值FI/FS。利用環(huán)路濾波器110生成的常數(shù)值βf’以此比值為特征，此比值在任務(wù)124中也發(fā)送給控制器42。
用戶單元載波β等于βc與βf之和或β=βc+βf。然而，βf或β的瞬時(shí)值可能太容易出錯(cuò)而不進(jìn)行濾波。因此，由控制器42在任務(wù)126期間執(zhí)行βf的數(shù)字濾波和/或統(tǒng)計(jì)平均。
同樣，用戶單元波特常數(shù)β’等于βc’與βf′的乘積或β′=(βc’)(βf’)。雖然βc’是一個(gè)常數(shù)值，但利用鎖相環(huán)112的操作連續(xù)調(diào)整βf’以跟蹤環(huán)路112與正向信道30之間的相位與頻率差。因此，在任務(wù)126期間也由控制器42執(zhí)行βf’的數(shù)字濾波和/或統(tǒng)計(jì)平均。此附加濾波在產(chǎn)生頻率內(nèi)容的穩(wěn)定表示的同時(shí)除去βf’的相位內(nèi)容。
一旦載頻與波特頻率同步發(fā)生，用戶單元解調(diào)器78能成功地從基站12在正向信道30中發(fā)送的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流中提取數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)從解調(diào)器78中傳送給控制器42以便進(jìn)行處理。此數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流包含諸如呼叫建立參數(shù)、調(diào)制順序、時(shí)隙塊分配和定時(shí)偏差的開銷信道信息以及包括用戶單元消息與上述頻率調(diào)整常數(shù)的數(shù)據(jù)。
在任務(wù)128期間，頻率調(diào)整常數(shù)α、η、α’與η’由解調(diào)器78從輸入的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流中提取并與利用正向信道30傳送的其他數(shù)據(jù)一起提供給控制器42。控制器42隨后在任務(wù)130期間使用值βf與βc計(jì)算用戶單元接收載頻值β并使用βf’與βc’計(jì)算接收波特頻率值β’。
一旦用戶單元控制器42接收到α與η的值并計(jì)算β值，它就執(zhí)行任務(wù)132，其中它計(jì)算頻率常數(shù)值γ和γ’。為了保證用戶單元發(fā)送載頻與基站接收載頻的基本匹配，γ應(yīng)等于β與α的比值乘以η的乘積，或γ=βη/α。同樣，為了保證用戶單元發(fā)送波特頻率與基站接收波特頻率的基本匹配，γ’應(yīng)等于β’與α’的比值乘以η’的乘積，或γ’=β’η’/α’。
在任務(wù)134期間，控制器42分別提供γ與γ’給乘法器68與72，以使用戶單元基準(zhǔn)頻率乘以γ與γ’而得到基站解調(diào)器64已經(jīng)同步的載波與波特頻率。
在任務(wù)136期間，控制器42提供發(fā)射機(jī)38調(diào)制到載波信號上的數(shù)據(jù)。此載波信號“傳送”調(diào)制時(shí)的信息。由發(fā)送載頻乘法器68提供用戶單元載波信號。在任務(wù)138期間，發(fā)射機(jī)38的輸出從天線34中發(fā)送為反向信道32。在用于當(dāng)前時(shí)隙88的數(shù)據(jù)已發(fā)送給基站12時(shí)，發(fā)送操作138結(jié)束。
又參見任務(wù)134，因?yàn)榭刂朴脩魡卧l(fā)送載頻的值γ與β并與η成正比而只與α成反比，所以γ可以呈現(xiàn)一個(gè)大值。在一個(gè)實(shí)施例中，γ可以呈現(xiàn)數(shù)千的值。因此，實(shí)施發(fā)送載頻乘法器68，以使用戶單元基準(zhǔn)頻率能準(zhǔn)確地乘以此γ的大值而不引起過多的相位噪聲。乘法器68的一個(gè)希望實(shí)施以方框圖的形式表示在圖7中。
圖7表示乘法器68劃分為數(shù)字組成部分140與模擬組成部分142。數(shù)字部分140包括全復(fù)合直接數(shù)字合成器143，此合成器143數(shù)字合成具有利用從控制器42接收的數(shù)字輸入控制的頻率的復(fù)合振蕩信號。合成器143與包括在模擬組成部分142中的模擬合成器144均可以利用振蕩器66的基準(zhǔn)頻率或與此基準(zhǔn)頻率相干的信號來驅(qū)動(dòng)。
最好，合成器143構(gòu)造為在相對小的頻率范圍和相對小的頻率步長進(jìn)行操作。例如，合成器143能構(gòu)造為以1Hz或更小的步長操作在0-1MHz的范圍上。合成器143的輸出端耦合到又從內(nèi)插器84中接收將進(jìn)行調(diào)制的數(shù)據(jù)的全復(fù)合數(shù)字乘法器電路146。作為乘法器146與合成器143的結(jié)果，將數(shù)據(jù)數(shù)字調(diào)制為數(shù)字“中”頻，這表示為復(fù)合數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流。
從數(shù)字乘法器146輸出的復(fù)合數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流提供給乘法器68的模擬組成部分142。特別地，將此數(shù)據(jù)流提供給數(shù)字-模擬變換器(DAC)148的輸入端，在DAC 148中將此數(shù)據(jù)變換為模擬IF信號。此模擬IF信號與來自模擬合成器144的頻率基準(zhǔn)信號都提供給上變換器電路86的模擬混頻器150。
與數(shù)字合成器143相比，模擬合成器144構(gòu)造為在相對大的頻率范圍和相對大的頻率步長上操作。例如，合成器144可以構(gòu)造為以0.9MHz的步長在0-1GHz的范圍上操作。利用控制器42提供的數(shù)據(jù)確定呈現(xiàn)為利用合成器144的頻率步長確定的精度的操作的準(zhǔn)確頻率。
因此，乘法器68使用兩級數(shù)字與模擬合成處理，以便將振蕩器66的用戶單元基準(zhǔn)頻率乘以γ的值。γ的最低有效部分提供給數(shù)字合成器143并控制數(shù)字合成器143生成的信號的頻率。γ的最高有效部分提供給模擬合成器144并控制模擬合成器144生成的信號的頻率，所得到的結(jié)果表示這兩個(gè)頻率之和。由于合成器143小的步長及其數(shù)字實(shí)施而基本上沒有相位噪聲與數(shù)字中頻數(shù)據(jù)流相關(guān)。非常小的相位噪聲與模擬合成器144生成的振蕩信號相關(guān)，這是因?yàn)殡m然此信號可以在大范圍上變化，但它具有大的步長。大的步長允許模擬合成器144使用較高的頻率基準(zhǔn)信號，這導(dǎo)致減少的相位噪聲。
總之，本發(fā)明提供用于在通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)快速頻率同步的一種改善方法與設(shè)備。反向信道在時(shí)間與頻譜上與正向信道相干，以減少開銷通信。反向信道在基站解調(diào)器已經(jīng)頻率同步的載波頻率與波特頻率上發(fā)送。
上面結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，可以在這些優(yōu)選實(shí)施例中進(jìn)行改變與修改而不脫離本發(fā)明的范疇。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，在基站與用戶單元上執(zhí)行的處理可以分類與排序不同于在此討論的任務(wù)而得到等效的結(jié)果。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的這些與其他改變與修改預(yù)定包括在本發(fā)明的范疇內(nèi)。
權(quán)利要求
1．用于反向信道信號快速同步到基站接收頻率的一種方法，此基站接收頻率與η乘以基站基準(zhǔn)頻率成正比，其中η是第一值，所述方法包括以下步驟從基站(12)中發(fā)送正向信道信號(116)，所述正向信道信號呈現(xiàn)與α乘以所述基站基準(zhǔn)頻率成正比的基站發(fā)送頻率，其中α是第二值；在用戶單元(14)上計(jì)算與η成正比并與α成反比的頻率被乘數(shù)(132)；生成用戶單元發(fā)送頻率以響應(yīng)所述頻率被乘數(shù)(134)；和從所述用戶單元(14)中發(fā)送所述反向信道信號(138)，所述反向信道信號呈現(xiàn)所述用戶單元發(fā)送頻率。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括以下步驟將所述正向信道信號構(gòu)造為傳送響應(yīng)于所述基站接收頻率并響應(yīng)于所述基站發(fā)送頻率的頻率調(diào)整數(shù)據(jù)(120)；和在所述計(jì)算步驟之前從所述正向信道信號中提取所述頻率調(diào)整數(shù)據(jù)(128)。
3．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述正向信道發(fā)送步驟(116)對于第一預(yù)定時(shí)長連續(xù)發(fā)送所述正向信道信號；和所述反向信道發(fā)送步驟(138)對于第二預(yù)定時(shí)長連續(xù)發(fā)送所述反向信道信號，所述第二預(yù)定時(shí)長短于所述第一預(yù)定時(shí)長。
4．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中用戶單元接收頻率與所述用戶單元發(fā)送頻率均響應(yīng)于用戶單元基準(zhǔn)頻率。
5．根據(jù)權(quán)利要求4的方法，還包括將所述用戶單元接收頻率同步到所述基站發(fā)送頻率的步驟(122)。
6．根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中所述用戶單元接收頻率與β乘以所述用戶單元基準(zhǔn)頻率成正比，其中β是第三值；和所述計(jì)算步驟(132)包括使所述被乘數(shù)與β成正比的步驟。
7．根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中所述生成步驟(134)包括將所述用戶單元基準(zhǔn)頻率乘以所述被乘數(shù)的步驟。
8．根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中所述相乘步驟包括以下步驟在響應(yīng)于所述被乘數(shù)的第一部分而確定的第一頻率上合成第一信號，所述第一頻率在第一頻率調(diào)整范圍上能以第一頻率步長進(jìn)行調(diào)整；和在為響應(yīng)于所述第一信號的所述頻率與所述被乘數(shù)的第二部分而確定的第二頻率上產(chǎn)生第二信號，所述第二頻率在大于所述第一頻率調(diào)整范圍的第二頻率調(diào)整范圍上能以大于所述第一頻率步長的第二頻率步長進(jìn)行調(diào)整。
9．根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中在數(shù)字組成部分(143)中執(zhí)行所述合成步驟；和在模擬組成部分(144)中執(zhí)行所述產(chǎn)生步驟。
10．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述生成步驟(134)生成在所述用戶單元發(fā)送頻率上振蕩的波特時(shí)鐘信號。
11．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述生成步驟(134)生成在所述用戶單元發(fā)送頻率上振蕩的載波信號。
12．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述基站接收頻率是一個(gè)載頻，所述基站發(fā)送頻率是一個(gè)載頻，所述基站基準(zhǔn)頻率是一個(gè)載波基準(zhǔn)頻率，所述頻率被乘數(shù)是一個(gè)載頻被乘數(shù)，并且所述用戶單元發(fā)送頻率是一個(gè)載頻；基站接收波特頻率與η’乘以基站波特基準(zhǔn)頻率成正比，其中η’是第三值；基站發(fā)送波特頻率與α’乘以所述基站波特基準(zhǔn)頻率成正比，其中α’是第四值；所述正向信道信號呈現(xiàn)所述基站發(fā)送載頻與所述基站發(fā)送波特頻率；所述方法還包括在所述用戶單元(14)上計(jì)算與η’成正比并與α’成反比的一個(gè)波特頻率被乘數(shù)的步驟(132)；所述方法又包括生成用戶單元發(fā)送波特頻率以響應(yīng)所述波特頻率被乘數(shù)的步驟(134)；和所述反向信道信號呈現(xiàn)所述用戶單元發(fā)送載頻與所述用戶單元發(fā)送波特頻率。
13．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述基站(12)與所述用戶單元(14)基本上彼此相對固定。
14．在RF數(shù)字通信系統(tǒng)(10)中，其中基站(12)快速將一個(gè)反向信道信號同步到與η乘以基站基準(zhǔn)頻率成正比的基站接收頻率，其中η是第一值，并且其中所述基站(12)發(fā)送呈現(xiàn)與α乘以所述基站基準(zhǔn)頻率成正比的基站發(fā)送頻率的正向信道信號，其中α是第二值，一種RF數(shù)字通信用戶單元(14)，包括解調(diào)器(78)，構(gòu)造為將用戶單元接收頻率同步到所述基站發(fā)送頻率并生成響應(yīng)于所述用戶單元接收頻率與用戶單元基準(zhǔn)頻率的差錯(cuò)數(shù)據(jù)；控制器(42)，耦合到所述解調(diào)器(78)，所述控制器(42)構(gòu)造為計(jì)算與η成正比、與α成反比并響應(yīng)于所述差錯(cuò)數(shù)據(jù)的一個(gè)頻率被乘數(shù)；頻率乘法器電路(68)，耦合到所述控制器(42)以便將所述用戶單元基準(zhǔn)頻率乘以所述頻率被乘數(shù)；和RF電路(86)，耦合到所述頻率乘法器電路(68)并構(gòu)造為生成所述反向信道信號，所述反向信道信號呈現(xiàn)所述用戶單元發(fā)送頻率。
15．根據(jù)權(quán)利要求14的RF數(shù)字通信用戶單元(14)，其中構(gòu)造所述基站(12)，以使所述正向信道信號傳送響應(yīng)于所述基站接收頻率并響應(yīng)于所述基站發(fā)送頻率的頻率調(diào)整數(shù)據(jù)；和構(gòu)造所述控制器(42)，以使所述頻率被乘數(shù)響應(yīng)于所述頻率調(diào)整數(shù)據(jù)。
16．根據(jù)權(quán)利要求14的RF數(shù)字通信用戶單元(14)，其中所述用戶單元接收頻率與β乘以所述用戶單元基準(zhǔn)頻率成正比，其中β是第三值；所述第三值β等于βc加上βf，其中βf是以所述差錯(cuò)數(shù)據(jù)為特征的第四值，并且其中βc是第五值；所述用戶單元(14)還包括第二頻率乘法器電路(70)，在此電路(70)中所述用戶單元接收頻率乘以βc，所述第二頻率乘法器電路(70)耦合到所述解調(diào)器(78)；和構(gòu)造所述控制器(42)，以使所述頻率被乘數(shù)又與β成正比。
17．根據(jù)權(quán)利要求14的RF數(shù)字通信用戶單元(14)，其中所述頻率乘法器電路(68)包括數(shù)字頻率合成器(143)，構(gòu)造為在響應(yīng)于所述頻率被乘數(shù)的第一部分而確定的第一頻率上合成第一信號，所述第一頻率在第一頻率調(diào)整范圍上能以第一頻率步長進(jìn)行調(diào)整；和模擬頻率合成器(144)，構(gòu)造為在響應(yīng)于所述第一信號的所述頻率與所述被乘數(shù)的第二部分而確定的第二頻率上產(chǎn)生第二信號，所述第二頻率在大于所述第一頻率調(diào)整范圍的第二頻率調(diào)整范圍上能以大于所述第一頻率步長的第二頻率步長進(jìn)行調(diào)整。
18．根據(jù)權(quán)利要求14的RF數(shù)字通信用戶單元(14)，其中所述頻率乘法器電路(68)生成在所述用戶單元發(fā)送頻率上振蕩的一個(gè)波特時(shí)鐘信號。
19．根據(jù)權(quán)利要求14的RF數(shù)字通信用戶單元(14)，其中所述頻率乘法器電路(68)生成在所述用戶單元發(fā)送頻率上振蕩的一個(gè)載波信號。
20．根據(jù)權(quán)利要求14的RF數(shù)字通信用戶單元(14)，其中所述基站接收頻率是一個(gè)載頻，所述基站發(fā)送頻率是一個(gè)載頻，所述基站基準(zhǔn)頻率是一個(gè)載波基準(zhǔn)頻率，所述頻率被乘數(shù)是一個(gè)載頻被乘數(shù)，并且所述用戶單元發(fā)送頻率是一個(gè)載頻；基站接收波特頻率與η’乘以基站波特基準(zhǔn)頻率成正比，其中η’是第三值；基站發(fā)送波特頻率與α’乘以所述基站波特基準(zhǔn)頻率成正比，其中α’是第四值；所述正向信道信號呈現(xiàn)所述基站發(fā)送載頻與所述基站發(fā)送波特頻率；所述控制器(42)又構(gòu)造為計(jì)算與η’成正比并與α’成反比的一個(gè)波特頻率被乘數(shù)；所述用戶單元(14)又包括耦合到所述控制器(42)與所述RF電路(86)以便將所述用戶單元基準(zhǔn)頻率乘以所述波特頻率被乘數(shù)的第二頻率乘法器電路(70)；和構(gòu)造所述RF電路(86)，以使所述反向信道信號呈現(xiàn)所述用戶單元發(fā)送載頻與所述用戶單元發(fā)送波特頻率。
21．用于用戶單元發(fā)送頻率快速同步到與η乘以基站基準(zhǔn)頻率成正比的基站接收頻率的一種方法，其中η是第一值，所述方法包括以下步驟使所述基站接收頻率與基站發(fā)送頻率響應(yīng)于基站基準(zhǔn)頻率，所述基站發(fā)送頻率與α乘以所述基站基準(zhǔn)頻率成正比，其中α是第二值；使用戶單元接收頻率與所述用戶單元發(fā)送頻率響應(yīng)于用戶單元基準(zhǔn)頻率，所述用戶單元接收頻率與β乘以所述用戶單元基準(zhǔn)頻率成正比，其中β是第三值；將所述用戶單元接收頻率同步到所述基站發(fā)送頻率(122)；在所述用戶單元(14)上計(jì)算與η并與β成正比但與α成反比的一個(gè)射頻被乘數(shù)(132)；和生成所述用戶單元發(fā)送頻率以響應(yīng)所述射頻被乘數(shù)與所述用戶單元基準(zhǔn)頻率(134)。
全文摘要
不同的用戶單元(14)在基站解調(diào)器(64)已同步的一個(gè)公用頻率上發(fā)送不同的脈沖串信號給基站(12)。此基站(12)發(fā)送常量值α與η,其中α乘以基站基準(zhǔn)頻率得到基站發(fā)送頻率,而η乘以此基準(zhǔn)頻率得到基站(12)接收頻率。用戶單元(14)同步到此基站發(fā)送頻率。作為同步處理的結(jié)果,用戶單元(14)確定一個(gè)值β,此值β在乘以用戶單元基準(zhǔn)頻率時(shí)得到用戶單元同步頻率。此用戶單元隨后確定一個(gè)值γ,此值γ與η并與β成正比而與α成反比。將此用戶單元基準(zhǔn)頻率乘以γ,以得到此用戶單元(14)發(fā)送的頻率。
文檔編號H04W84/14GK1312989SQ99809478
公開日2001年9月12日 申請日期1999年6月2日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月10日
發(fā)明者R·D·麥卡里斯特 申請人:西科姆公司