CN101331725A

CN101331725A - 无线收发机中用于定时恢复的装置和方法

Info

Publication number: CN101331725A
Application number: CNA2006800468689A
Authority: CN
Inventors: M·M·王; B·弗尔采利; 凌复云; R·维贾延
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 2005-12-15
Filing date: 2006-12-14
Publication date: 2008-12-24
Anticipated expiration: 2026-12-14
Also published as: EP1958412A2; KR101035217B1; WO2007120336A3; US20070140322A1; WO2007120336A2; CN101331725B; TW200729861A; KR20080078068A; JP2009520412A; US8948329B2

Abstract

公开了在无线通信系统中使用的装置和方法，其用于在由于不正确的定时跟踪而导致发生解码错误之后，恢复诸如无线收发机这样的设备中的定时跟踪。特别地，所公开的方法和装置通过以下步骤来恢复定时跟踪：监视收发机中的解码信号以检查在第一帧期间发生的解码错误；确定解码错误的数目是否大于预定量；当解码错误的数目被确定大于预定量时，在随后接收的第二帧的起始处重新获取第一导频信道；以及基于所重新获取的第一导频信道来重置该收发机的定时跟踪。

Description

无线收发机中用于定时恢复的装置和方法

技术领域

本公开涉及用于在无线通信收发机的定时跟踪电路中进行定时恢复的装置和方法，更具体地，涉及用于确定何时定时跟踪电路正在不正确地跟踪收发机接收到的无线信号的定时、并且重置该定时跟踪电路以便减轻该收发机输出信号的质量下降的装置和方法。

背景技术

在某些无线通信系统中，诸如采用了正交频分复用的那些系统(OFDM)，对无线通信信号进行定时跟踪对于维持包含在那些信号中的音频和视觉信号信息的质量来说非常重要。在诸如OFDM这样的系统中，这样的系统的收发机内的定时跟踪电路被锁在不正确的定时窗口。例如，OFDM帧通常包括1024个码片。因此，当定时跟踪电路被锁在错误的定时窗口或帧时，定时将是正确定时窗口的整个1024个码片。当这种情况发生时，定时电路无法进行恢复并且无法对任何随后接收到的分组进行解码，这将导致接收机的射频和/或音频质量的降低。

此外还应注意，在诸如OFDM系统这样的通信系统中，帧信息被安排成包含多个较小帧的所谓“超帧”，每个较小帧包含多个包含通信数据的分组，所述通信数据包括视频和音频数据。此外，在这样的通信系统中，每个帧包括时分复用(TDM)导频信道，这些导频信道用于信道估计以及在信号初始获取时用来建立定时跟踪。通常在系统中，TDM导频信号是这样的信道，其仅在信号初始获取时被获取，且并不用于随后的设置定时跟踪，直到收发机进入另一个初始化模式，例如在收发机从休眠模式中唤醒之后。然而，在这样的系统中，当定时跟踪被锁在错误的定时窗口时，如上所述，编码信息的质量被降低。

发明内容

在一方面，描述了一种用于在收发机中恢复通信信号的定时的方法，该方法包括：监视收发机中的解码信号以检查在第一帧期间发生的解码错误；以及确定解码错误的数目是否大于预定量。该方法还包括：当解码错误的数目被确定大于预定量时，在接收到的第二帧的起始处重新获取第一导频信道；以及基于所重新获取的第一导频信道来重置收发机的定时跟踪。

在另一方面，一种计算机可读介质其上存储有指令，其中，所存储的指令在由处理器执行时，使该处理器执行一种恢复定时跟踪的方法。该方法包括：监视收发机中的解码信号以检查在第一帧期间发生的解码错误；确定解码错误的数目是否大于预定量；当解码错误的数目被确定大于预定量时，在接收到的第二帧的起始处重新获取第一导频信道；以及基于所重新获取的第一导频信道来重置收发机的定时跟踪。

根据再一方面，一种收发机装置用于恢复定时跟踪。特别地，该收发机包括：解码器，用于对收发机接收到的包括至少一个导频信道的通信信号进行解码。该收发机还包括至少一个处理器，用于：监视由解码器输出的解码信号以检查在第一帧期间发生的解码错误；以及确定解码错误的数目是否大于预定量。该处理器还用于：当解码错误的数目被确定大于预定量时，在随后接收到的第二帧的起始处重新获取第一导频信道；以及基于所重新获取的第一导频信道来重置收发机的定时跟踪。

根据又一方面，公开了一种用于在无线通信设备中解决定时的装置。该装置包括：用于监视解码器输出并确定解码错误的数目的模块；以及用于确定解码错误的数目是否超出预定数目的模块。此外，该装置包括：用于基于来自用于确定解码错误的数目是否超出预定数目的模块的确定结果，重新获取第一导频信道的模块；以及用于基于重新获取的第一导频信道来重置定时跟踪的模块。

附图说明

图1是根据本公开的用于重置定时跟踪的示例性方法的流程图。

图2是根据本公开的用于恢复定时跟踪的另一种示例性方法的流程图，该方法利用至少两个导频信道。

图3是根据本公开的采用用于重置定时跟踪的示例性装置的收发机的框图。

图4是根据本公开的包括用于定时恢复的装置的另一种示例性收发机的框图。

图5是根据本公开的包括用于定时恢复的装置的再一种示例性收发机装置的框图。

具体实施方式

所公开的方法和装置在通信系统中使用的收发机中提供了定时跟踪恢复。特别地，本公开所给出的装置和方法中，通过以预定间隔(例如，在下一个超帧的起始时)要求至少一个导频信道，来重置收发机内的定时跟踪电路，由此执行了定时恢复。所公开的方法和装置由此确保了从定时错误中快速恢复，尤其是对于那些具有有限的信道估计分辨率的收发机(即，具有长于512个码片的信道的收发机)。

图1示出了根据本公开的例子的用于重置定时跟踪的方法。如图所示，处理过程100开始于起始框102。然后流程前进到框104，在这里，监视收发机的解码信号以检查解码错误，并且对于在第一帧期间的解码信号中每个检测到的解码错误，将一计数值递增。更具体地，例如，监视解码器输出，并且对于每个被错误解码的帧，都将计数值“N”递增。

流程从框104前进到判定框106，在这里，确定计数值“N”是否大于预定量，该预定量实际上是一帧内可接受或可容许的错误数的阈值水平。在图1所示的例子中，当不可接受错误发生时，该预定量被设置为零。在一个例子中，该帧可以是超帧，并且因此计数值N是在该超帧内发生的错误数的计数值。然而，要注意的是，本领域技术人员可以理解，在一个例子中，监视频率可以被设置为对多个超帧中的错误进行计数，或者对特定时间段内错误解码的特定数目个分组进行计数。此外，当期望任何错误都应当触发对导频信道的重新获取时，在预定的监视时间段期间或者在对预定数目的帧(例如，一个超帧)进行解码期间，每当发生错误时，可以仅设置一个错误标志，而不是计数值。

如果在框106确定计数值“N”不大于零，则流程返回框104，在这里，继续监视解码器输出以检查错误。或者，如果在框106的判定是肯定的，则流程前进到框108。然后，如框108所示，在后一帧或第二帧的起始处重新获取接收到的信号的第一导频信道。

一旦如框108所示重新获取了该导频信道，流程就前进到框110，在这里，基于所重新获取的导频信道来重置定时跟踪。然后，流程继续到框112，在这里，该处理过程终止。要注意的是，在收发机运行时，或者是活动或者是休眠模式，可以继续重复该过程100。因此，连续地检查收发机的解码错误，并且每当检测到错误时，就校正定时跟踪。

在某些通信系统中，使用两个或更多导频信道来初始化定时跟踪。例如，在诸如OFDM系统这样的系统中，已知利用两个TDM导频信道用于初始定时跟踪设置。使用多个导频信道确保了在设置定时跟踪过程中更高的准确性。因此，在另一个例子中，可以使用两个或更多导频信道以便重新获取收发机的定式跟踪。然而，要注意的是，使用导频信道同步来获取定时也导致了接收机内额外的功耗。也就是说，当收发机本可以因其不必在那时接收数据而处于休眠模式时，该收发机却必须唤醒并执行处理以便重新获取定时跟踪。此外，获取两个或更多导频信道而不是一个导致了收发机更大的功耗。为了平衡引入更大功耗(即，获取两个或更多导频信道信号以用于重新获取定时)以便在定时同步中确保更大的准确性的考虑以及通过仅获取一个导频信道来节省功耗的考虑，图2中公开了另一种示例性方法，其中，重新获取定时跟踪是基于选择性地使用一个或两个导频信道。

图2示出了通过选择性地使用第二导频信道来恢复定时跟踪的方法。当定时错误属于特定的程度或者发生情况时，利用第一导频信道，而当定时错误属于更大的程度或发生情况时，利用两个导频信道。如图所示，图2中的处理过程200开始于起始框202。然后，流程前进到框204，在这里，计数值“N”被初始化为零值，并且重复帧错误标志(FEF)被设置为“off(关)”。然后，流程从框204前进到框206，在这里，监视解码器输出，并且对于被错误解码的帧中每个检测到的分组，将计数值N递增。然后，流程前进到判定框208，在这里，确定计数值N是否大于零。如果计数值不大于零，则流程回到框206，在这里，继续监视解码器输出。

或者，在框208，如果计数值“N”大于零，则流程前进到判定框210。在框210，确定帧错误标志是否被设置为“on(开)”，其中，如稍后将要描述的那样，当在连续序列中多于一个帧(或者，预定的帧数或者时间段中多于一个帧)遇到定时跟踪问题时，帧错误标志(FEF)被设置为“on”。如果在框210确定FEF被设置为“on”，则流程前进到框212，在这里，在后一帧的起始处重新获取第一和第二导频信道。重新获取多于一个导频信道的原因是，当帧错误标志被设置为“on”时，这指示有可能存在更严重的定时问题。这是因为定时错误已经持续了至少两个帧的过程，因此指示更严重的定时跟踪问题，并且因此需要更大程度的定时同步。

在框212的处理过程完成后，流程前进到框214，在这里，基于所获取的导频信道来重置定时跟踪。然后，流程前进到框216，在这里计数器“N”被重置为零并且帧错误标志被重置为“off”。

或者，在框210，如果帧错误标志是“off”，则流程前进到框218，在这里，仅第一导频信道要在后一帧的起始处被重新获取。然后，流程前进到框220，在这里，基于所重新获取的导频信道来重置定时跟踪。接下来，流程前进到框222，在这里，计数值“N”被重置为零值并且帧错误标志被设置为on。流程然后从框222以及框216前进到被标为“A”的框224。这在图2中可以看到，流程从框224继续到框206，在这里，解码器输出被再次监视，并且对于每个检测到的帧解码错误，将计数值进行递增。本领域技术人员可以理解，可以基于各个通信系统的特定模式，获取更大数目的导频信道。此外，可以理解，尽管图2的方法将针对交替的帧(即，每隔一个帧)仅获取至多第一和第二导频信道，但是可以设置不同的周期性，例如其中具有帧解码错误的每三个或更多的重复帧。

图3是可以采用实现上述用于定时恢复的方法的装置的示例性收发机300的框图。如图所示，收发机300包括用于接收所发送的无线信号的天线302。天线302将信号传送到模数(A/D)转换器304，该模数转换器将模拟的无线信号转换成数字信号305。A/D转换器304将数字信号305输出给采样器306或类似的适当设备。无论怎样，采样器306是收发机300的一部分，其实现了用于对数字信号305内的子载波进行采样的定时窗口。因此，采样器306是收发机300的一部分，其利用由所公开的方法和装置实现的重置的定时跟踪信息。采样器306的输出是同步数字信号307，其被输入到信道估计器308、解调器/FFT 312、以及导频信道获取模块311。

信道估计器308使用由发射机(未示出)插入到数字信号中的频域导频音(pilot tone)或时分复用导频信道来执行解扰和变换。导频信道获取模块311利用时分复用(TDM)导频信道来确定在收发机300初始化期间的实际的定时跟踪，并且，根据所公开的方法和装置，当检测到解码错误时重新获取导频信道。此外，导频信道获取模块311监视中间流输出314，该中间流输出例如是由解码器316经由通信连接318输出的。还要注意的是，导频信道获取模块311可以实现图1和2所示的方法。此外，导频信道获取模块311可以被实现为单独的处理器或实现为用虚线所示的较大的数字信号处理器320的一部分。此外，导频信道获取模块311或者DSP 320所使用的、用以执行图1和图2所示的方法的指令可以被存储在存储器322中。

由导频信道获取模块311确定的定时跟踪信息和由信道估计器308确定的信道估计被发送到定时估计器324，该定时估计器利用该信息为采样器306设置实际的定时窗口。

同样如图3所示，调制器/FFT 312发送解调信号326到解码器316。在解码器316接收到解调信号326之后，该解码器对信息进行解码并输出得到的串行比特流314以便由其中包含该收发机的移动通信设备使用，例如移动电话设备或个人数字助理。

图4示出根据本公开的利用或提供定时跟踪恢复的装置的另一个例子。如图所示，具有该示例性装置的收发机400包括用于接收无线通信信号的天线402。收发机400内包括用于实现定时跟踪恢复的装置。该装置包括用于监视解码器输出并确定分组解码错误的数目的模块400。或者，模块400仅确定是否发生至少一个错误，而不是用来确定解码错误的数目。模块400将该计数值(或错误判定)传送到用于确定错误数目是否超出预定数目(或者是否发生错误)的模块406。如图1和2中的前一个例子所示，预定数目可以是零，或者可以替代地是除零以外的数目，该预定数目是在执行导频信道重新获取之前必须被超出的一个阈值。

当模块406确定计数值N超出预定数目时，该判定被模块406传递给用于获取第一导频信道的模块408。一旦模块408重新获取了该导频信道，导频信道信息就被从模块408传递到用于基于第一导频信道来重置定时跟踪的模块410。

图5示出用于实现定时跟踪恢复的装置的又一个例子。特别地，作为具体例子，图5的装置通过使用类似于图2所示方法的方法来实现定时恢复。如图所示，图5包括收发机500，其具有用于接收无线通信信号的天线502。位于收发机500内的是一个用于进行定时恢复的装置，其包括用于监视解码器输出并确定解码错误的数目的模块504。所确定的数目被模块504传递到模块506，所述模块506用于确定解码错误的数目是否超出预定数目以及重复帧错误标志是否被设置。类似于图2所示的方法，当在同样具有解码错误的前一帧之后的随后一帧期间又发生了解码错误时(即，重复错误)，该帧错误标志被设置。

然后，模块506用于向模块508发信号，所述模块508用于当帧错误标志未被设置时，重新获取第一导频信道，而当帧错误标志被设置时，重新获取第一和第二导频信道。模块508又会将重新获取的第一导频信道或重新获取的第一和第二导频信道输出给模块510，向模块510的输出取决于对帧错误标志的状态的判定。模块510用于基于所重新获取的导频信道来重置定时跟踪。

接收机500内的装置还包括用于重置错误数目判定的模块512，例如当定时跟踪被重置时将该数目重置为零。模块512还用于取决于随后的帧是否遇到错误而将帧错误标志设置为“on”或者“off”。模块512可以例如将模块504和模块506触发或者向其发送信号，其中模块504和模块506分别对错误进行计数和基于该计数值和帧错误标志来作出判定。

要注意的是，图4和图5的装置可以由作为例子在图3中示出的导频信道获取模块311来实现，或者，可以由收发机内的某些其它处理器(例如，也在图3中示出的数字信号处理器230)来实现。

结合本文中所公开的例子来描述的方法或算法可以直接以硬件、以由处理器执行的软件模块、固件、或者以这些中的两个或更多的组合来实现。软件模块可以存在于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM或本领域中已知的任何其它形式的存储介质中。示例性的存储介质耦合到处理器，使得该处理器可以从该存储介质读取信息或向其写入信息。或者，存储介质可以集成到处理器中。处理器和存储介质可以存在于ASIC中，ASIC可以存在于用户终端中。或者，处理器和存储介质可以作为分立元件存在于用户终端中。

上述例子仅仅是示例性的，并且本领域技术人员可以对上述例子进行各种运用和改变，而不背离本文所公开的创造性概念。对这些例子的各种修改对于本领域技术人员来说都是显而易见的，并且本文所定义的一般性原理可以应用于其它例子，例如，在即时消息服务或任何常规的无线数据通信应用中，而不背离本文所公开的新颖方面的实质或范围。因此，本公开内容的范围并不是要被限制于本文所示的例子，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特征相一致的最宽范围。在本文中专门使用“示例性的”一词来表示“作为例子、实例或说明”。本文中任何被描述为“示例性的”例子并不必然被解释成相对于其它例子来说是优选的或有优势的。因此，本文所公开的新颖方面仅由下述权利要求的范围来定义。

Claims

1、一种用于在收发机中恢复通信信号的定时的方法，包括：

监视所述收发机中的解码信号以检查在第一帧期间发生的解码错误；

确定解码错误的数目是否大于预定量；

当所述解码错误的数目被确定大于所述预定量时，在接收到的第二帧的起始处重新获取第一导频信道；以及

基于所重新获取的第一导频信道，重置所述收发机的定时跟踪。

2、如权利要求1所述的方法，其中，所述预定量是零。

3、如权利要求1所述的方法，还包括：

确定在对至少所述第一和第二帧解码期间，是否发生了解码错误；以及

在确定所述第二帧有解码错误的随后接收到的第三帧的起始处，重新获取所述第一导频信道和第二导频信道。

4、如权利要求3所述的方法，还包括：

当确定在对至少所述第一和第二帧解码期间发生了解码错误时，基于所重新获取的第一和第二导频信道来重置所述收发机的定时跟踪；

当仅在对所述第一帧解码期间发生了解码错误时，基于所重新获取的第一导频信道来重置所述收发机的定时跟踪。

5、如权利要求3所述的方法，其中，所述第一和第二帧是连续的帧。

6、如权利要求1所述的方法，其中，所述帧是包含多个较小帧的超帧。

7、如权利要求1所述的方法，其中，所述方法用于针对正交频分复用信号的定时恢复。

8、一种其上存储有指令的计算机可读介质，所存储的指令在由处理器执行时，使所述处理器执行用于恢复定时跟踪的方法，所述方法包括：

确定解码错误的数目是否大于预定量；

9、如权利要求8所述的计算机可读介质，其中，所述预定量是零。

10、如权利要求7所述的计算机可读介质，其中，所述方法还包括：

11、如权利要求10所述的计算机可读介质，其中，所述方法还包括：

12、如权利要求10所述的计算机可读介质，其中，所述第一和第二帧是连续的帧。

13、如权利要求8所述的计算机可读介质，其中，所述帧是包含多个较小帧的超帧。

14、如权利要求8所述的计算机可读介质，其中，所述方法用于针对正交频分复用信号的定时恢复。

15、一种用于恢复定时跟踪的收发机装置，包括：

解码器，用于对所述收发机接收到的包括至少一个导频信道的通信信号进行解码；以及

至少一个处理器，用于：

监视由所述解码器输出的解码信号以检查在第一帧期间发生的解码错误；

确定解码错误的数目是否大于预定量；

16、如权利要求15所述的收发机，其中，所述预定量是零。

17、如权利要求15所述的收发机，其中，所述至少一个处理器还用于：

在确定所述第二帧有解码错误的随后接收到的帧的起始处，重新获取所述第一导频信道和第二导频信道。

18、如权利要求17所述的收发机，其中，所述至少一个处理器还用于：

19、如权利要求17所述的收发机，其中，所述第一和第二帧是连续的帧。

20、如权利要求15所述的收发机，其中，所述帧是包含多个较小帧的超帧。

21、如权利要求15所述的收发机，其中，所述收发机用在正交频分复用系统中。

22、一种用于解决无线通信设备中的定时的装置，包括：

用于监视解码器输出并确定解码错误的数目的模块；

用于确定所述解码错误的数目是否超出预定数目的模块；

用于基于来自所述用于确定所述解码错误的数目是否超出预定数目的模块的确定结果，重新获取第一导频信道的模块；

用于基于重新获取的第一导频信道来重置定时跟踪的模块。

23、如权利要求22所述的装置，其中，所述预定量是零。

24、如权利要求22所述的装置，其中，所述用于确定所述解码错误的数目是否超出预定数目的模块还包括：

用于确定帧错误标志是否被设置的模块，其中所述帧错误标志是否被设置指示出在对至少第一和第二帧解码期间是否发生解码错误。

25、如权利要求24所述的装置，其中，所述用于重新获取第一导频信道的模块还包括：

用于在所述用于确定帧错误标志是否被设置的模块确定了所述第二帧具有解码错误的随后接收到的帧的起始处重新获取第二导频信道的模块，其中所述帧错误标志是否被设置指示出在对至少第一和第二帧解码期间是否发生解码错误。

26、如权利要求24所述的装置，其中，所述用于基于重新获取的第一导频信道来重置定时跟踪的模块还用于，当所述帧错误标志未被设置时，基于所重新获取的第一导频信道来重置所述无线通信设备的定时跟踪，以及当所述帧错误标志被设置时，基于所重新获取的第一导频信道来重置所述无线通信设备的定时跟踪。

27、如权利要求24所述的装置，其中，所述第一和第二帧是连续的帧。

28、如权利要求22所述的装置，其中，所述帧是包含多个较小帧的超帧。

29、如权利要求22所述的装置，其中，所述无线通信设备用在无线正交频分复用系统中。