DE4193255C2 - Frequency synchronization method and mobile radio telephone for use in a TDMA-type cellular communication system - Google Patents
Frequency synchronization method and mobile radio telephone for use in a TDMA-type cellular communication systemInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur Frequenzsyn chronisation gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 4 sowie ein mobiles Funktelefon gemäß dem Oberbegriff des Pa tentanspruchs 6.The present invention relates to methods for frequency syn chronization according to the preambles of claims 1 and 4 and a mobile radio telephone according to the preamble of Pa claim 6.
Aus EP 0 387 720 A1 ist eine Schaltung zur Erkennung eines Fre quenzreferenzsignals bekannt. Eine solche Schaltung ist für Mo bilfunksysteme vorgesehen, um die Frequenz der mobilen Kommuni kationseinheit durch Aussenden einer Referenzfrequenz von den ortsfesten Kommunikationsbasisstationen zu korrigieren. In der Schaltung sind zwei Transversalfilter vorgesehen. Der Übertra gungsfaktor des einen Transversalfilters weist bei der Frequenz des Frequenzkorrekturbursts ein Minimum auf, während der Über tragungsfaktor des anderen Transversalfilters bei der Frequenz des Frequenzkorrekturbursts ein Maximum aufweist. Den Transver salfiltern jeweils nachgeschaltet sind Einrichtungen zum Ermit teln der Absolutwerte der Filterausgangssignale sowie Einrich tungen zum Bilden des gleitenden Mittelwerts über den Zeitraum einer Burstlänge und eine Einrichtung zum Bilden des Quotienten der Ausgangsspannungen beider Pfade. Mit Hilfe dieser Schaltung wird die zeitliche Lage eines im TDM-Rahmen zusammen mit einem Nachrichtensignal gesendeten Frequenzreferenzsignals ermittelt.From EP 0 387 720 A1 a circuit for recognizing a Fre known reference signal. Such a circuit is for Mo Bilfunksysteme provided to the frequency of the mobile communica cation unit by sending a reference frequency from the to correct fixed communication base stations. In the Circuit, two transversal filters are provided. The transfer the transversal filter shows the frequency the frequency correction burst to a minimum, while the over other transversal filter at frequency of the frequency correction burst has a maximum. The transver Sal filters are connected downstream to the Ermit the absolute values of the filter output signals and setup for forming the moving average over the period a burst length and a device for forming the quotient the output voltages of both paths. With the help of this circuit the temporal position of a TDM together with a Message signal transmitted frequency reference signal determined.
Aus der US 4 977 580 ist ein Verfahren zur Bestimmung der Taktrate und zur Rückgewinnung des Trägers in einem TDMA-Signal bekannt. Die Basisband-Quadratursignale werden während einer vorbestimmten Zeitdauer als Abtastwerte gespeichert und der Taktphasenfehler der Basisbandabtastwerte wird geschätzt. Die Taktphase der Basisbandabtastwerte wird korrigiert, wobei eine Interpolation über die abgetasteten Quadratursignale verwendet wird. Der Fehler der Trägerphase der gespeicherten zeitkorri gierten Basisband-Quadraturabtastwerte wird geschätzt und die Trägerphase entsprechend dem geschätzten Phasenfehler korri giert. Die korrigierten Taktsignale und Trägersignale werden daraufhin einem Entscheidungsschaltkreis zugeführt, um die mo dulierten Daten zu erzeugen.From US 4 977 580 a method for determining the Clock rate and to recover the carrier in a TDMA signal known. The baseband quadrature signals are during a predetermined time period stored as samples and the Clock phase errors of the baseband samples are estimated. The The clock phase of the baseband samples is corrected, with a Interpolation over the sampled quadrature signals used becomes. The error of the carrier phase of the saved time corri baseband quadrature samples are estimated and the Carrier phase corri according to the estimated phase error yaws. The corrected clock signals and carrier signals are then passed to a decision circuit to the mo generated data.
Da ein mobiles Funktelefon intern über keine genügend genaue Referenzfrequenz verfügt, muß es feine Frequenzeinstellungen vornehmen, um die benötigte Frequenzsynchronisation mit einer Basisstationsfrequenz zu erreichen. In einem TDMA-System werden viele logische Kanäle auf der gleichen Frequenz übertragen, je doch zu unterschiedlichen Zeiten, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Um mit einer Basisstation zu kommunizieren, muß das mobile Funktelefon auch die Grenzen dieser Zeitschlitze finden, was als Zeitschlitzsynchronisation bezeichnet wird.Since a mobile radio telephone does not have a sufficiently accurate reference frequency internally, it must make fine frequency settings in order to achieve the required frequency synchronization with a base station frequency. In a TDMA system, many logical channels are transmitted on the same frequency, but at different times, as shown in FIG. 2. In order to communicate with a base station, the mobile radio telephone must also find the limits of these time slots, which is referred to as time slot synchronization.
Die unterschiedlichen Basisstationen in einem zellularen Funk telefonsystem halten sehr genaue Frequenzreferenzen, benutzen aber unterschiedliche Übertragungsfrequenzen und möglicherweise unterschiedliche Zeitschlitzübereinstimmungen. Wenn ein mobiles Funktelefon in einem zellularen Funktelefonsystem von einer Zelle an die andere weitergegeben wird, benötigt das Mobiltele fon eine geringe Frequenzanpassung sowie eine komplette Zeit schlitzsynchronisation, um mit der neuen Basisstation zu kommu nizieren.The different base stations in a cellular radio phone system keep very accurate frequency references, use but different transmission frequencies and possibly different timeslot matches. If a mobile Radiotelephone in a cellular radiotelephone system from one The cell phone needs to be passed on to the other cell fon a small frequency adjustment as well as a complete time slot synchronization to communicate with the new base station nicate.
Um dies in einem digitalen zellularen Funktelefonsystem zu er reichen, findet das Funktelefon zuerst einen FCCH-Kanal, wel cher einen Teil des BCCH-Kanals bildet. Die Fig. 2 zeigt FCCH-Schlitze 201 und andere Kontrollkanäle, die eine Multiframe-TDMA-Struktur des BCCH bilden. Dieses Format ist in den digita len Zellular-Standardrichtlinien GSM-Empfehlungen 5.02, Version 3.3.1, Oktober 13, 1989, genauer beschrieben.To achieve this in a digital cellular radiotelephone system, the radiotelephone first finds an FCCH channel, which forms part of the BCCH channel. Figure 2 shows FCCH slots 201 and other control channels that form a multiframe TDMA structure of the BCCH. This format is described in more detail in the digital cellular standard guidelines GSM recommendations 5.02, version 3.3.1, October 13, 1989.
Das Basisbandsignal des FCCH ist ein Frequenzkorrektur-Burst, ein reiner Ton bei 67,5 kHz, bestehend aus 148 Abtastungen, die periodisch gesendet werden und tritt immer in dem Zeitschlitz 0 des Datenstroms auf. Der Offset zwischen den Trägerfrequenzen der Basisstation und des mobilen Funktelefons wird in dem Ba sisband als Abweichung von 67,5 kHz übersetzt. Die Grenzen des FCB stimmen nicht mit den Zeitschlitzen von der TDMA-Struktur überein. Von dem FCCH detektiert synchronisiert das mobile Funktelefon seine lokale Oszillationsfrequenz und seine Zeit schlitzgrenzen mit denen der Basisstation unter Verwendung des Fequenzkorrektur-Burst in dem FCCH-Zeitschlitz.The FCCH baseband signal is a frequency correction burst, a pure tone at 67.5 kHz, consisting of 148 samples that be sent periodically and always occurs in time slot 0 of the data stream. The offset between the carrier frequencies the base station and the mobile radio telephone is in the Ba sisband translated as a deviation of 67.5 kHz. The limits of FCB do not match the time slots from the TDMA structure match. The mobile detects synchronized by the FCCH Radiotelephone its local oscillation frequency and its time slot limits with those of the base station using the Frequency correction burst in the FCCH timeslot.
Da der Burst relativ kurz ist, muß ihn die Mobileinheit in die sem kurzen Zeitintervall in dem Datenstrom finden und sich mit ihm synchronisieren. Es besteht daher ein Bedürfnis, nach einem Verfahren, durch das das Vorliegen und die Grenzen des FCB sehr schnell erkannt werden können und durch das der Frequenzoffset sehr genau abgeschätzt werden kann, selbst wenn die Signale un ter Rauschbedingungen empfangen werden.Since the burst is relatively short, the mobile unit must move it into the sem short time interval in the data stream and find yourself with synchronize it. There is therefore a need for one Procedure by which the existence and limits of the FCB are very great can be recognized quickly and by the frequency offset can be estimated very accurately, even if the signals are un ter noise conditions are received.
Nachteilig bei der aus EP 0 387 720 A1 bekannten Schaltung ist, daß nur die zeitliche Lage des ausgesandten Frequenzreferenz signals innerhalb des TDM-Rahmens erkannt wird. Die Schaltung ist jedoch nicht in der Lage, die Frequenzdifferenz zwischen dem Frequenzreferenzsignal und der Frequenz des lokalen Oszilla tors der mobilen Kommunikationseinrichtung zu bestimmen.A disadvantage of the circuit known from EP 0 387 720 A1 is that only the temporal location of the transmitted frequency reference signals is recognized within the TDM frame. The circuit however, is unable to measure the frequency difference between the frequency reference signal and the frequency of the local oszilla to determine the tors of the mobile communication device.
Bei der Schaltung aus US 4 977 580 wird das aus den Basisband signalen zurückgewonnene Taktsignal unter Verwendung des Takt referenzsignals der mobilen Kommunikationseinrichtung gewonnen. In the circuit from US 4 977 580 this becomes the baseband recovered clock signal using the clock obtained reference signal of the mobile communication device.
Bei dem Verfahren aus US 4 977 580 ist im TDMA-Burst keine Prä ambel mit Timinginformation vorgesehen. Nachteilig an dieser Schaltung ist, daß eventuelle Fehler des Taktreferenzsignals der mobilen Kommunkationseinrichtung nicht durch ein von der Basisstation aus gesandtes Frequenzreferenzsignal bestimmt wer den können.In the method from US 4 977 580 there is no pre in the TDMA burst provided with timing information. Disadvantage of this Circuit is that possible errors of the clock reference signal the mobile communication device not by one of the Base station determined from the transmitted frequency reference signal that can.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, Verfahren und eine Schaltung bereitzustellen, mit denen ein Frequenzoffset des lo kalen Oszillators der mobilen Kommunikationseinrichtung gegen über dem Oszillator der ortsfesten Kommunikationsbasisstation mit Hilfe eines Frequenzkorrekturtons bestimmt werden kann.The object of the invention is therefore a method and Provide circuit with which a frequency offset of the lo kalen oscillator of the mobile communication device against above the oscillator of the fixed communication base station can be determined with the aid of a frequency correction tone.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich der Verfahren durch die in den Ansprüchen 1 und 4 angegebenen Merkmale sowie hinsichtlich der Schaltung durch die im Anspruch 6 angegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved with respect to the method by those specified in claims 1 and 4 Features and with regard to the circuit by the features specified in claim 6 solved.
Besondere Ausführungsarten der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Particular embodiments of the invention are the subject of Subclaims.
Bevorzugte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen nä her erläutert. Dabei zeigen die Zeichnungen im einzelnen:Preferred embodiments of the present invention are in following with reference to the accompanying drawings ago explained. The drawings show in detail:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Verfahrens gemäß der vorlie genden Erfindung; Fig. 1 is a block diagram of a method according to the vorlie invention;
Fig. 2 ein TDMA-Multiframe-BCCH-Format; und Figure 2 shows a TDMA multiframe BCCH format; and
Fig. 3 ein typisches Funktelefon, das für das erfindungsgemäße Verfahren in einem TDMA-System verwendet werden kann. Fig. 3 shows a typical radio telephone that can be used for the inventive method in a TDMA system.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung stellt eine schnelle Frequenz- und Zeitschlitz-Synchronisation zwischen einem mobilen Funktelefon und der Basisstation, mit der sie kommuniziert, zur Verfügung. Dies wird erreicht, indem das Vorliegen und die Grenze eines Frequenzkorrektur-Bursts detektiert werden und die Frequenz dieses Basisbandtones festgestellt wird.The method of the present invention provides one fast frequency and time slot synchronization between a mobile radio telephone and the base station, with which she communicates. this will achieved by the presence and the limit of a Frequency correction bursts are detected and the Frequency of this baseband tone is determined.
Die bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Fig. 1 gezeigt. Der Eingang zu diesem Verfahren ist eines der beiden Basisbandquadratursignale, dem I- oder Q-Datenstrom, der von dem Empfänger des Funktelefons mit einer Abtastung pro Bit-Zeit abgetastet wird. Dieses Signal, das in Fig. 1 mit xn bezeichnet ist, wird intern durch einen IIR-Bandpaßfilter (101) (infinite impulse response bandpass filter) von zweiter Ordnung gefiltert. Sowohl der Gewinn als auch der Pol dieses Filters ist anpaßbar. Der Gewinn wird eingestellt, um etwa gleichbleibenden einheitlichen Gewinn in dem Filter zu erhalten, d. h. daß die Energie am Ausgang gleich der Energie am Ausgang ist. Der Pol des Filters wird so bewegt, daß das Durchlaßband des Filters das empfangene Signal umfaßt. Der Signalausgang von dem Filter wird mit bezeichnet. Die Filterung wird wie folgt vorgenommen:The preferred embodiment of the method according to the invention is shown in FIG. 1. The input to this method is one of the two baseband quadrature signals, the I or Q data stream, which is scanned by the radio telephone receiver with one scan per bit time. This signal, which is denoted by x n in FIG. 1, is internally filtered by a second-order IIR bandpass filter ( 101 ) (infinite impulse response bandpass filter). Both the gain and the pole of this filter are customizable. The gain is adjusted in order to obtain approximately constant uniform gain in the filter, ie that the energy at the output is equal to the energy at the output. The pole of the filter is moved so that the pass band of the filter encompasses the received signal. The signal output from the filter is referred to as. The filtering is carried out as follows:
yn+1 = bn xn+1 + an yn + (-r²₀)yn-1.y n + 1 = b n x n + 1 + a n y n + (-r²₀) y n-1 .
Die Energie des Eingangssignals und die Energie des gefilterten Signals werden dann in die Energieschätzungsblocks (102 und 104) geschätzt. Die Schätzung der Eingangsenergie wird wie folgt erhalten:The energy of the input signal and the energy of the filtered signal are then estimated in the energy estimation blocks ( 102 and 104 ). The input energy estimate is obtained as follows:
E(X)n+1 = (1-αe) E(X)n + αe x²n+1.E (X) n + 1 = (1-α e ) E (X) n + α e x² n + 1 .
Die Schätzung für die gefilterte Signalenergie wird wie folgt vorgenommen:The estimate for the filtered signal energy is like done as follows:
E(y)n+1 = (1-αe) Eyn + αe y²n+1 E (y) n + 1 = (1-α e ) Ey n + α e y² n + 1
wobei αe der Energieanpassungskoeffizient ist und für die Schätzoperationen auf einen Wert von 0,091 gesetzt wird.where α e is the energy adjustment coefficient and is set to 0.091 for the estimation operations.
Die Eingangs- und Ausgangsenergien E(x)n+1 und E(y)n+1 werden in dem Gewinnanpassungsblock (105) verglichen. Der Gewinn des Filters wird so angepaßt, daß die Eingangs- und gefilterten Signalenergien übereinstimmen. Der angepaßte Gewinn wird dann an das Filter zurückgeführt. Dieser Vergleich und diese Anpassung wird wie folgt ausgeführt:The input and output energies E (x) n + 1 and E (y) n + 1 are compared in the gain adjustment block ( 105 ). The filter gain is adjusted so that the input and filtered signal energies match. The adjusted profit is then fed back to the filter. This comparison and this adjustment is carried out as follows:
wobei bn+1 den Gewinn in dem adaptiven Filter und αb den Gewinnanpassungskoeffizienten darstellen, wobei αb auf 0,077 für die Gewinnanpassungsoperation festgelegt wird.where b n + 1 represents the gain in the adaptive filter and α b the gain adjustment coefficient, where α b is set to 0.077 for the gain adjustment operation.
Der Polanpassungsblock (102) schätzt die vorliegende Frequenz des gefilterten Signals. Der Pol das adaptiven Filters wird an diese Frequenz angepaßt und der neue Polort wird an den Filter (101) zurückgeleitet. Dieser Betrieb stellt sich wie folgt dar:The polarization block ( 102 ) estimates the present frequency of the filtered signal. The pole of the adaptive filter is adapted to this frequency and the new pole location is fed back to the filter ( 101 ). This operation is as follows:
wobei Θn der geschätzte momentane Pol ist und αp der Polanpassungskoeffizient, welcher auf 0,083 für den Polanpassungsbetrieb festgelegt wird. Wenn der adaptive Filter einen reinen Ton verfolgt, wie etwa einen Sequenzkorrektur-Burst, befindet sich die gesamte Energie des Eingangssignals in dem Band des Bandpassfilters. Somit kann mit dem untersten Wert des Filtergewinns ein einheitlicher Gewinn durch das Filter (101) erzielt werden. Diese Bedingung wird überprüft, um das momentane Vorliegen eines Tones in dem Tonerkennungsblock (106) festzustellen. Wenn gn+1 kleiner ist als der Schwellwert von 1,2 und bn+1 kleiner ist als der Schwellwert von F(an), liegt ein Ton vor.where Θ n is the estimated current pole and α p is the pole adaptation coefficient, which is set at 0.083 for the pole adaptation operation. When the adaptive filter tracks a pure tone, such as a sequence correction burst, all of the energy of the input signal is in the band of the bandpass filter. Thus, with the lowest value of the filter gain, a uniform profit can be achieved by the filter ( 101 ). This condition is checked to determine the current presence of a tone in the tone detection block ( 106 ). If g n + 1 is less than the threshold of 1.2 and b n + 1 is less than the threshold of F (a n ), there is a tone.
Der Timerblock (107) mißt die Länge der Zeit, während der die Tonanwesenheitsbedingung vorliegt. Wenn dieser Ton für zumindest 100 Abtastungen bei der vorliegenden Ausführungsform vorliegt, ist das Vorliegen des Frequenzkorrektur-Bursts verifiziert worden. Diese Integration verhindert, daß der Algorithmus ein Signal fehlerhaft detektiert, das für eine kurze Periode wie ein Schmalbandsignal erscheinen könnte. The timer block ( 107 ) measures the length of time that the sound presence condition is present. If this tone is present for at least 100 samples in the present embodiment, the presence of the frequency correction burst has been verified. This integration prevents the algorithm from incorrectly detecting a signal that might appear like a narrowband signal for a short period.
Das Signal xn, das dem Filter (101) zugeführt wurde, wird ebenfalls in einem Schieberegisterpuffer (108) gespeichert. Sobald festgestellt wurde, daß dieses gespeicherte Signal der Frequenzkorrektur-Burst ist, wird das Signal von dem Puffer (108) dem Bandpaßfilter (101) eingegeben, wobei erneut optimale Koeffizienten a* und b* verwendet werden, wie sie während des Erkennungsprozesses bestimmt wurden. Da das Durchlaßband des Filters (101) nach dem oben beschriebenen Anpassungsprozeß jetzt auf die Frequenz des Frequenzkorrektur-Bursts eingestellt wird, läßt es das Signal ohne Schwächung durch und filtert Hintergrundrauschen heraus, wodurch das effektive Signal-Rausch-Verhältnis verbessert wird.The signal x n , which was fed to the filter ( 101 ), is also stored in a shift register buffer ( 108 ). Once it is determined that this stored signal is the frequency correction burst, the signal from the buffer ( 108 ) is input to the bandpass filter ( 101 ) using again optimal coefficients a * and b * as determined during the recognition process. Since the pass band of the filter ( 101 ) is now adjusted to the frequency of the frequency correction burst after the adjustment process described above, it passes the signal without attenuation and filters out background noise, thereby improving the effective signal-to-noise ratio.
yn+1 = b * xn+1 + a * yn + (-r²₀)yn-1.y n + 1 = b * x n + 1 + a * y n + (-r²₀) y n-1 .
Das gefilterte Signal yn wird als nächstes unter Benutzung eines kleinsten quadratischen Fehlerschätzungsprozesses verarbeitet, um eine Frequenzschätzung q* des Basisbandtones zu erzeugen.The filtered signal y n is next processed using a least square error estimation process to produce a frequency estimate q * of the baseband tone.
Die Differenz zwischen q* und p/2 (67,5 kHz) stellt den Frequenzoffset zwischen den Trägerfrequenzen der Basisstation uns des mobilen Funktelefons dar. Dies wird dem lokalen Oszillationsschaltkreis des Funktelefons eingegeben, um damit den Trägerfrequenzoffset zu kompensieren. Das oben beschriebene Verfahren wird periodisch durchgeführt, um das mobile Funktelefon auf die Basisstationsdrehfrequenz einzulocken.The difference between q * and p / 2 (67.5 kHz) represents the Frequency offset between the carrier frequencies of the Base station and the mobile radio telephone. This will the local oscillation circuit of the radio telephone entered in order to use the carrier frequency offset compensate. The procedure described above will periodically performed on the mobile radiotelephone Base station rotation frequency.
Ein Beispiel des empfangenen Abschnitts eines typischen mobilen Funktelefons zur Benutzung in einem TDMA-System ist in Fig. 3 gezeigt. Der I- und Q-Decoderblock enthält das Synchronisationsverfahren der vorliegenden Erfindung. An example of the received portion of a typical mobile radiotelephone for use in a TDMA system is shown in FIG. 3. The I and Q decoder block contains the synchronization method of the present invention.
Dieser Funktelefontyp wird genauer in der ebenfalls anhängigen US-Patentanmeldung mit der Nummer 590 415 "Interference Reduction Using an Adaptive Receiver Filter, Signal Strength, and BER Sensing", die am 28. September 1990 für Cahill eingereicht wurde, beschrieben.This type of radio telephone is also more precise in the pending US patent application number 590 415 "Interference Reduction Using an Adaptive Receiver Filter, Signal Strength, and BER Sensing "on September 28th 1990 for Cahill was described.
Zusammenfassend wurde ein neues Verfahren angegeben, das eine lokale Oszillationsfrequenz eines mobilen Funktelefons und dessen Zeitschlitzposition mit denen eines von einer Basisstation empfangenen Signals synchronisiert. Diese Synchronisation wird in Echtzeit und mit deutlich verbesserter Genauigkeit durchgeführt.In summary, a new method was given, the a local oscillation frequency of a mobile Radiotelephones and their time slot position with them a signal received by a base station synchronized. This synchronization is in real time and performed with significantly improved accuracy.
Claims (6)
- a) Filtern eines ersten Signals (xn) aus der Vielzahl von Sig nalen, um ein erstes gefiltertes Signal (yn) zu erzeugen (101),
- b) Puffern des ersten Signals (xn), um ein gepuffertes Signal (108) zu erzeugen,
- c) Bestimmen, ob der Frequenzkorrekturton im ersten Signal vorliegt, indem eine Energie des ersten Signals, eine Energie des ersten gefilterten Signals und eine Zeitdauer, während der eine Beziehung zwischen diesen Energien vorhanden ist, be stimmt werden (102 bis 107),
- d) Filtern des gepufferten Signals, um ein zweites gefiltertes Signal zu erzeugen, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß
- e) der Schritt des Filterns des gepufferten Signals ausgeführt wird, wenn der Frequenzkorrekturton vorliegt, wobei das zweite gefilterte Signal eine Trägerfrequenzoffsetinformation enthält (110), und daß
- f) anhand des zweiten gefilterten Signals eine Frequenzdiffe renz zwischen der Trägerfrequenz der Signale von der Kommunikationsbasisstation und der Frequenz der lokalen Os zillatoreinrichtung der mobilen Kommunikationseinrichtung festgestellt wird, wenn der Frequenzkorrekturton vorliegt (109).
- a) filtering a first signal (x n ) from the plurality of signals in order to generate a first filtered signal (y n ) ( 101 ),
- b) buffering the first signal (x n ) to generate a buffered signal ( 108 ),
- c) determining whether the frequency correction tone is present in the first signal by determining an energy of the first signal, an energy of the first filtered signal and a time period during which there is a relationship between these energies ( 102 to 107 ),
- d) filtering the buffered signal to produce a second filtered signal, the method being characterized in that
- e) performing the step of filtering the buffered signal when the frequency correction tone is present, the second filtered signal containing carrier frequency offset information ( 110 ), and that
- f) based on the second filtered signal, a frequency difference between the carrier frequency of the signals from the communication base station and the frequency of the local oscillator device of the mobile communication device is determined when the frequency correction tone is present ( 109 ).
Einstellen der lokalen Oszillatoreinrichtung der mobilen Kommunikationseinrichtung in Antwort auf die Frequenzdiffe renz.2. The method of claim 1, further characterized by the step:
Setting the local oscillator device of the mobile communication device in response to the frequency difference.
- a) Filtern eines ersten Signals (xn) der Vielzahl von Signalen mit einem Filter, um ein erstes gefiltertes Signal (yn) zu er zeugen (101),
- b) Puffern des ersten Signals, um ein gepuffertes Signal zu erzeugen (108), und Filtern des gepufferten Signals, um ein zweites gefiltertes Signal zu erzeugen, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß
- c) der Schritt des Filterns eines ersten Signals (xn) von einem adaptiven Filter ausgeführt wird, welches eine veränderbare Ver stärkung und einen veränderbaren Pol aufweist (101),
- d) Bestimmen (104) einer ersten Energie des ersten Signals (xn),
- e) Bestimmen (103) einer zweiten Energie des ersten gefilter ten Signals (yn),
- f) Ändern der Verstärkung des adaptiven Filters in Antwort auf einen Unterschied zwischen der ersten und der zweiten Energie (105), zum Aufrechterhalten eines vorbestimmten, festen Ver hältnisses zwischen der ersten Energie und der zweiten Ener gie,
- g) Ändern des Pols des adaptiven Filters in Antwort auf die Frequenz eines zweiten Signals (102), welches vom ersten Sig nal abgeleitet ist, zum Anpassen des Pols des adaptiven Fil ters an die augenblickliche Frequenz des ersten gefilterten Signals,
- h) Bestimmen einer Anzahl von Abtastwerten des ersten Signals, für die eine Beziehung zwischen der ersten und der zweiten Energie besteht (106, 107), wenn die erste Energie gleich der zweiten Energie ist,
- i) Ausführen des Schrittes des Filterns des gepufferten Sig nals, um ein zweites gefiltertes Signal zu erzeugen, wobei das zweite gefilterte Signal eine Trägerfrequenzoffsetinformation (110) aufweist) wenn die Anzahl der Abtastwerte im wesentli chen einer vorbestimmten Anzahl entspricht, und
- j) Bestimmen einer Frequenzdifferenz zwischen der Trägerfre quenz der Signale von der Kommunikationsbasisstation und der Frequenz der lokalen Oszillatoreinrichtung der mobilen Kommunikationseinrichtung (109), wenn die Anzahl der Abtast werte im wesentlichen der vorbestimmten Anzahl entspricht.
- a) filtering a first signal (x n ) of the plurality of signals with a filter in order to generate a first filtered signal (y n ) ( 101 ),
- b) buffering the first signal to produce a buffered signal ( 108 ) and filtering the buffered signal to produce a second filtered signal, the method being characterized in that
- c) the step of filtering a first signal (x n ) is carried out by an adaptive filter which has a variable gain and a variable pole ( 101 ),
- d) determining ( 104 ) a first energy of the first signal (x n ),
- e) determining ( 103 ) a second energy of the first filtered signal (y n ),
- f) changing the gain of the adaptive filter in response to a difference between the first and second energy ( 105 ) to maintain a predetermined, fixed relationship between the first energy and the second energy,
- g) changing the pole of the adaptive filter in response to the frequency of a second signal ( 102 ) derived from the first signal to match the pole of the adaptive filter to the instantaneous frequency of the first filtered signal,
- h) determining a number of samples of the first signal for which there is a relationship between the first and the second energy ( 106, 107 ) if the first energy is equal to the second energy,
- i) performing the step of filtering the buffered signal to produce a second filtered signal, the second filtered signal having carrier frequency offset information ( 110 ) when the number of samples substantially corresponds to a predetermined number, and
- j) determining a frequency difference between the carrier frequency of the signals from the communication base station and the frequency of the local oscillator device of the mobile communication device ( 109 ) when the number of samples substantially corresponds to the predetermined number.
Einstellen der lokalen Oszillatoreinrichtung in Antwort auf die Frequenzdifferenz.5. The method according to claim 4, further characterized by the step:
Setting the local oscillator device in response to the frequency difference.
- a) eine Einrichtung zum Senden von Signalen zu einer Kommunikationsbasisstation,
- b) eine Einrichtung zum Empfangen von Signalen von einer Kommunikationsbasisstation, die an die TDMA-Demodulationseinrichtung angekoppelt ist, wobei die TDMA-Demodulationseinrichtung die empfangenen Signale verar beitet, um die I- und Q-Signale zu erzeugen,
- c) eine Verarbeitungseinrichtung zum Verarbeiten der I- oder
Q-Signale, wobei jedes der I- oder Q-Signale eine Vielzahl von
Signalen umfaßt, und die Verarbeitungseinrichtung folgende
Schritte ausführt:
Filtern eines ersten Signals aus der Vielzahl der Signale mit einem adaptiven Filter, um ein erstes gefiltertes Signal zu erzeugen (101), wobei die Verarbeitungseinrichtung weiterhin gekennzeichnet ist durch das Ausführen folgender Schritte:
Puffern des ersten Signals, um ein gepuffertes Signal zu er zeugen (108),
Bestimmen, ob der Frequenzkorrekturton in dem ersten Signal vorliegt, indem eine Energie des ersten Signals, eine Energie des gefilterten Signals und eine Zeitdauer, während der eine Beziehung zwischen diesen Energien besteht, bestimmt werden (102 bis 107),
wenn der Frequenzkorrekturton vorliegt, Filtern des gepuffer ten Signals, um ein zweites gefiltertes Signal zu erzeugen, das eine Trägerfrequenzoffsetinformation enthält (110), und wobei die Verarbeitungseinrichtung weiterhin den Schritt aus führt, daß
falls der Frequenzkorrekturton vorliegt, eine Fre quenzdifferenz zwischen der Trägerfrequenz der Signale von der Kommunikationsbasisstation und der Frequenz der lo kalen Oszillatoreinrichtung der mobilen Kommunikationsein richtung anhand des zweiten gefilterten Signals bestimmt wird.
- a) a device for sending signals to a communication base station,
- b) means for receiving signals from a communication base station coupled to the TDMA demodulation means, the TDMA demodulation means processing the received signals to generate the I and Q signals,
- c) processing means for processing the I or Q signals, each of the I or Q signals comprising a plurality of signals, and the processing means carrying out the following steps:
Filtering a first signal from the plurality of signals with an adaptive filter to generate a first filtered signal ( 101 ), the processing device further being characterized by performing the following steps:
Buffering the first signal to generate a buffered signal ( 108 ),
Determining whether the frequency correction tone is present in the first signal by determining an energy of the first signal, an energy of the filtered signal and a time period during which there is a relationship between these energies ( 102 to 107 ),
when the frequency correction tone is present, filtering the buffered signal to produce a second filtered signal containing carrier frequency offset information ( 110 ) and the processing means further performing the step of
if the frequency correction tone is present, a frequency difference between the carrier frequency of the signals from the communication base station and the frequency of the local oscillator device of the mobile communication device is determined on the basis of the second filtered signal.
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|---|---|---|---|---|
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| US6356608B1 (en) | 1998-06-29 | 2002-03-12 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Method, apparatus, and system for determining a location of a frequency synchronization signal |
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| GB2534603B (en) * | 2015-01-29 | 2019-07-31 | Michell Instruments Ltd | System for analysing the frequency of a signal, a method thereof and a system for measuring the relative phase between two input signals |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4466130A (en) * | 1982-10-04 | 1984-08-14 | Ael Microtel Limited | Two pilot frequency control for communication systems |
| DE3508069A1 (en) * | 1985-03-07 | 1986-09-11 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Common-frequency radio network having a corrected transmitter frequency |
| EP0387720A1 (en) * | 1989-03-16 | 1990-09-19 | Siemens Aktiengesellschaft | Circuit to recognise a reference frequency signal |
| US4977580A (en) * | 1988-08-15 | 1990-12-11 | Northern Telecom Limited | Timing and carrier recovery in TDMA without preamble sequence |
Family Cites Families (2)
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4466130A (en) * | 1982-10-04 | 1984-08-14 | Ael Microtel Limited | Two pilot frequency control for communication systems |
| DE3508069A1 (en) * | 1985-03-07 | 1986-09-11 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Common-frequency radio network having a corrected transmitter frequency |
| US4977580A (en) * | 1988-08-15 | 1990-12-11 | Northern Telecom Limited | Timing and carrier recovery in TDMA without preamble sequence |
| EP0387720A1 (en) * | 1989-03-16 | 1990-09-19 | Siemens Aktiengesellschaft | Circuit to recognise a reference frequency signal |
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