CN101110802B - 无中心通信系统终端频率累积误差修正方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无中心通信系统终端频率累积误差修正方法，在终端在作为接收方时进行频率偏移估计和频率跟踪，终端在作为接收方时还进行频率累积误差统计，并在从接收方转为发送方时进行频率累积误差修正；该频率累积误差统计是指在通信过程中终端记录发送方在整个发送时间内总的频率偏移累积绝对值和总的频率偏移方向；该频率累积误差修正是指终端从接收方转为发送方时，根据频率累积误差统计得到的频率偏移累积绝对值，以分步小幅度修正的策略，在每次发送一个数据包时向总的频率偏移方向的反方向修改发送频率，直到将频率偏移累积绝对值抵消。本发明可消除无中心通信系统在通信过程中发生的频率偏移累积，保证通信系统稳定。
Description
技术领域
本发明涉及一种移动通讯频率偏差修正方法，特别是一种无中心通信终端的频率累积误差修正方法。
背景技术
通信中通信双方使用的频率相同是成功通信的前提。在移动通信系统中引起通信双方频率偏移的原因主要有通信终端移动引起的多普勒频移和通信双方晶体振荡的频率偏差。
对于有中心系统(GSM/GPRS，W-CDMA，TD-SCDMA等等)，终端与基站进行通信，通常基站设计成使用频率稳定度较高的晶体，这种晶体的振荡频率基本不随温度、湿度、压力等等外界环境的变化而变化，但是这种晶体价格比较昂贵；终端(手机)使用稳定度比较差一些的晶体来降低成本，这种晶体的振荡频率会在一定范围内随外界环境的变化而发生偏移，导致收发双方之间产生频率误差，而这种偏移终端本身是无法察觉的。这时终端要跟踪基站发射频率来修正本身晶体的振荡频率。
在无中心通信系统中，通信双方是对等的终端，其使用的都是稳定性比较差一些的晶体。无中心通信系统中通信双方交替发送信号，接收终端采用自动频率修正算法(Automatic Frequency correction，以下简称“AFC”)调整自己的频率，使其与发射端一致，保持正常接收。在采用AFC方式的 无中心通信系统中，通信过程中会发生频率偏移累积，其具体过程如下：
设A、B是两个终端，通信开始时双方协商所用频率为F，两个终端的频率控制器制定的频率为fa、fb。通信开始时，A调整自己的频率为fa＝F，B终端通过AFC方法将自己的频率尽量与A一致。随着通信过程的进行，A的晶体振荡频率发生偏移产生fa_bias，A的发射频率为F+fa_bias，但A自己无法检测自己的频率偏移，所以A频率控制还是在fa＝F；B调整自己的接收频率fb＝F+fa_bias，这时B认为F+fa_bias对应于正常的协商频率F。当B成为发射一方时，它使用的频率fb＝F+fa_bias，A成为接收方，虽然影响A晶体振荡器的外界因素可能消失，但是A为了保持与B的频率相同，它也会将自己的接收频率调整为fa＝F+fa_bias。B在通信过程中也会产生一个频率偏移fb_bias，B的发射频率变为F+fa_bias+fb_bias，A也会跟踪到fa＝F+fa_bias+fb_bias。通信过程中A、B交替成为发送方，这个过程将一致进行，直到通信结束。如果fa_bias、fb_bias的方向一致，通信双方的累积频率误差将向一个方向偏移，最终导致对相邻频道的干扰。
上述过程中的AFC方法包括两个基本步骤，即，频率偏移估计(frequency shift estimation)和频率跟踪(frequency tracking)。所谓频率偏移估计是指终端作为接收端时，每接收一个数据包就实时估计收发双方之间的频率偏移；所谓频率跟踪是指终端根据已经得到的频率偏移值估计值，调整下一次接收数据包时所使用的频率，保持与发送方的频率同步。这两个步骤都是在终端作为接收方的过程中完成的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种无中心通信系统终端频率累积误差修正方法，能够消除无中心通信系统在通信过程中发生的频率偏移累积。
为解决上述技术问题，本发明无中心通信系统终端频率累积误差修正方法，包括在终端在作为接收方时进行频率偏移估计和频率跟踪，终端在作为接收方时还进行频率累积误差统计，并在从接收方转为发送方时进行频率累积误差修正；该频率累积误差统计是指在通信过程中终端记录发送方在整个发送时间内总的频率偏移累积绝对值和总的频率偏移方向；该频率累积误差修正是指终端从接收方转为发送方时，根据频率累积误差的统计得到的频率偏移累积绝对值，以分步小幅度修正的策略，在每次发送一个数据包时向总的频率偏移方向的反方向修改发送频率，直到将频率偏移累积绝对值抵消。
所述分步小幅度修正的策略是指，在每次发送一个数据包时向总的频率偏移方向的反方向修改发送频率所增加或减小的频率的绝对值选取策略，在接收端跟踪速度与总的修正幅度之间取一个折中，即，在每次发送一个数据包时向总的频率偏移方向的反方向修改发送频率所增加或减小的频率的绝对值，所述绝对值与载波频率的比值小于0.05ppm或等于0.05ppm。
本发明由于在终端从接受方转为发送方时，每次发送一个数据包向总的频率偏移方向的反方向修改发送频率，能够消除无中心通信系统在通信过程中发生的频率偏移累积，保证通信系统的稳定。
附图说明
附图是本发明功能框图，图中RF表示射频收发器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
本发明的功能框图如附图所示。
假设A与B是无中心通信系统的两个终端，且通信开始时双方协商所用频率为F，两个终端的频率控制器制定的频率为fa、fb。通信开始时A调整自己的频率为fa＝F，B终端通过AFC算法将自己的频率尽量与A一致。随着通信过程的进行A的晶体振荡频率发生偏移产生fa_bias，A的发射频率为F+fa_bias(A自己无法检测自己的频率偏移所以A频率控制还是在fa＝F)，B调整自己的接收频率fb＝F+fa_bias，同时频率偏移累积得到fa_bias。当B成为发射一方时，它开始时使用的频率fb＝F+fa_bias，A成为接收方，虽然影响A晶体振荡器的外界因素可能消失，但是A为了保持与B的频率相同，它也会将自己的接收频率调整为fa＝F+fa_bias。B在通信过程中按照自动频率修正的算法，产生一个反向频率调整值：负fa_bias；当然B也会产生一个频率偏移fb_bias，B的发射频率变为F+fb_bias，A也会跟踪到fa＝F+fb_bias，频率累积误差统计得到fb_bias。通信过程中A、B交替成为发送方，这个过程将一致进行，直到通信结束。可以看到通信过程中收发双方的最大频率偏移为fa_bias，fb_bias中的最大值，远远小于频率偏移的长时间同向累加。
累积频率反方向修正时每一包数据发送时修正的频率绝对值不能超出正常接收端的跟踪能力，同时要保证发送端在整个发送期间内能完全修正累积的频率误差。每包数据发送时修正的频率偏差幅度一致，其绝对值与载波频率相比不超过0.05ppm。
本发明能够消除无中心通信系统在通信过程中发生的频率偏移累积，保证通信系统的稳定。
Claims (2)
1.一种无中心通信系统终端频率累积误差修正方法，包括在终端在作为接收方时进行频率偏移估计和频率跟踪，其特征是，终端在作为接收方时还进行频率累积误差统计，并在从接收方转为发送方时进行频率累积误差修正；该频率累积误差统计是指在通信过程中终端记录发送方在整个发送时间内总的频率偏移累积绝对值和总的频率偏移方向；该频率累积误差修正是指终端从接收方转为发送方时，根据频率累积误差统计得到的频率偏移累积绝对值，以分步小幅度修正的策略，在每次发送一个数据包时向总的频率偏移方向的反方向修改发送频率，直到将频率偏移累积绝对值抵消。
2.根据权利要求1所述的无中心通信系统终端频率累积误差修正方法，其特征是，所述分步小幅度修正的策略是指，在每次发送一个数据包时向总的频率偏移方向的反方向修改发送频率所增加或减小的频率的绝对值与载波频率的比值小于0.05ppm或等于0.05ppm。
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