CN104579527A - 定时偏差补偿装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供至少一种定时偏差补偿装置和方法，其中一种定时偏差补偿装置，适用于时分同步码分多址通信系统，所述定时偏差补偿装置包括：频偏估计模块，用以接收信号，并根据所述信号产生估测频率偏差；累积定时偏差计算模块，用以根据所述估测频率偏差，计算每一进行发送或接收的时隙的累积定时偏差；以及定时偏差补偿模块，用以根据所述累积定时偏差，补偿所述每一进行发送或接收的时隙的所述累积定时偏差。本发明可在移动装置的TD-SCDMA模块和GPS模块共享一个晶体振荡器的情况下，补偿TD-SCDMA模块的定时偏差，保持TD-SCDMA模块与系统的同步。

Description

定时偏差补偿装置和方法

技术领域

本发明是有关于定时偏差补偿技术，特别是有关于可适用于支持全球定位系统(Global Position System,GPS)共用时钟(common clock)的通信装置的定时偏差补偿技术。

背景技术

无线通信系统得到广泛部署，以提供各种电信服务，诸如电话、视频、数据、信息和广播。典型的无线通信系统可以使用通过共享可用系统资源（例如带宽、发射功率）而支持与多个用户通信的多址技术。该多个多址技术的实例包括码分多址(Code Division Multiple Access,CDMA)、宽带码分多址(WidebandCode Division Multiple Access,WCDMA)、时分多址(Time Division MultipleAccess,TDMA)、频分多址(Frequency Division Multiple Access,FDMA)、正交频分多址(Orthogonal Frequency Division Multiple Access,OFDMA)、单载波频分多址(Single Carrier Frequency Division Multiple Access,SC-FDMA)和时分同步码分多址(Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access,TD-SCDMA)。

目前的移动装置，以智能手机为例，除了基本通信模块（例如：TD-SCDMA模块、WCDMA模块）外，还会支持其它功能模块，例如：GPS模块。以TD-SCDMA模块和GPS模块为例，TD-SCDMA模块和GPS模块都需要晶体振荡器(crystaloscillator)提供工作时钟才能进行运作，通常晶体振荡器的实际频率与额定频率之间会存在频率偏差，需要对晶体振荡器的频率偏差进行补偿方可提供准确的时钟信号。

由于TD-SCDMA模块和GPS模块分属两个系统，其基准信号来源不同，因此二者所产生的频率偏差也不一致。图1是显示TD-SCDMA模块和GPS模块各自使用晶体振荡器的示意图。如图1所示，在常见的做法中，TD-SCDMA模块和GPS模块可分别使用相互独立的两个晶体振荡器（晶体振荡器1和晶体振荡器2），并各自独立地调整晶体振荡器的频率偏差，以确保两个模块不会相互影响。然而TD-SCDMA模块和GPS模块也可共享一个晶体振荡器。图2是显示TD-SCDMA模块和GPS模块共享一个晶体振荡器的示意图。如图2所示，由于TD-SCDMA模块和GPS模块信号频率偏差不一致，因此如果TD-SCDMA模块根据自己的频率偏差调整晶体振荡器，将会导致GPS模块因无法锁定频率而无法定位的问题。因此目前在TD-SCDMA模块和GPS模块共享一个晶体振荡器时，仅允许GPS模块可以调整晶体振荡器，这使得TD-SCDMA模块有可能面临较大的频率偏差，导致TD-SCDMA模块有可能在定时偏差很大的情况下工作。

因此，在支持TD-SCDMA模块与GPS模块的移动装置中，如何达成定时偏差的补偿，将是个重要的课题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了至少一种定时偏差补偿装置和方法。

根据本发明的一实施例提供了一种定时偏差补偿装置，适用于一时分同步码分多址通信系统，所述定时偏差补偿装置包括：频偏估计模块，用以接收信号，并根据所述信号产生估测频率偏差；累积定时偏差计算模块，用以根据所述估测频率偏差，计算每一进行发送或接收的时隙(timeslot)的累积定时偏差；定时偏差补偿模块，用以根据所述累积定时偏差，补偿所述每一进行发送或接收的时隙的所述累积定时偏差。

根据本发明的一实施例提供了一种定时偏差补偿方法，适用于一时分同步码分多址通信系统，所述定时偏差补偿方法包括：接收信号，根据所述信号取得估测频率偏差；根据所述估测频率偏差，产生每一进行发送或接收的时隙的累积定时偏差；以及根据所述累积定时偏差，补偿所述每一进行发送或接收的时隙的所述累积定时偏差。

利用本发明所提供的定时偏差补偿装置和方法，可在移动装置的TD-SCDMA模块和GPS模块共享一个晶体振荡器的情况下，补偿TD-SCDMA模块的定时偏差，保持TD-SCDMA模块与系统的同步。

附图说明

图1是显示TD-SCDMA模块和GPS模块各自使用晶体振荡器的示意图。

图2是显示TD-SCDMA模块和GPS模块共享一个晶体振荡器的示意图。

图3是显示根据本发明一实施例所述的定时偏差补偿装置100的结构图。

图4是显示根据本发明一实施例所述的产生数字信号S1的结构图。

图5是显示根据本发明一实施例所述的定时偏差补偿的示意图。

图6是显示根据本发明另一实施例所述的定时偏差补偿的示意图。

图7是显示根据本发明一实施例所述的流程图。

具体实施方式

在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定的组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”及“包括”为一开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。此外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电性连接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表该第一装置可直接电性连接于该第二装置，或通过其它装置或连接手段间接地电性连接至该第二装置。以下所述为实施本发明的较佳方式，目的在于说明本发明的精神而非用以限定本发明的保护范围，本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。

图3是显示根据本发明一实施例所述的定时偏差补偿装置100的结构图，其中定时偏差补偿装置100适用于在移动装置的TD-SCDMA模块和GPS模块需要共享一个晶体振荡器的情况下，对于TD-SCDMA定时偏差的补偿。如图3所示，根据本发明一实施例所述的定时偏差补偿装置100，包括频偏估计模块110、累积定时偏差计算模块120及定时偏差补偿模块130。

根据本发明一实施例，频偏估计模块110用以接收数字信号S1，并产生估测频率偏差Δf_{TDD_est}。图4是显示根据本发明一实施例所述的产生数字信号S1的结构图。如图4所示，晶体振荡器400所产生的时钟信号S2经过频率合成器410的倍频或分频的动作后会传送到数字滤波电路420供取样使用，由射频电路430产生的模拟信号S3也会传送到数字滤波电路420，模拟信号S3经由取样和滤波后产生数字信号S1。由于晶体振荡器400会产生频率偏差Δf_TDD，且其所产生的时钟信号S2亦会因频率偏差Δf_TDD而产生定时偏差，因此，数字滤波电路420输出的数字信号S1亦会具有频率偏差Δf_TDD。根据数字信号S1，频偏估计模块110可产生一个估测频率偏差Δf_{TDD_est}用以补偿数字信号S1的频率偏差Δf_TDD。举例来说，若晶体振荡器产生18ppm的频率偏差，数字信号S1亦会具有18ppm的频率偏差，且若数字信号S1的载波频率为2GHz，数字信号S1的频率偏差则为18ppm*2GHz=36kHz。因此当频偏估计模块110估测完全准确时，估测频率偏差Δf_{TDD_est}即为数字信号S1的频率偏差36kHz。请注意，此处仅用以举例说明，并非用以限制本发明，本发明中的估测频率偏差Δf_{TDD_est}和数字信号S1的频率偏差并不局限于上述实施例中的情况。

累积定时偏差计算模块120用以接收频偏估计模块110所传送的估测频率偏差Δf_{TDD_est}，并根据估测频率偏差Δf_{TDD_est}，计算每一进行发送或接收的时隙的累积定时偏差Δt_slot。以所述例子来说，每一个时隙的长度为864码片(chips)，那么一个时隙的累积定时偏差Δt_slot则为36kHz/2GHz*864chips≈1/64码片。

定时偏差补偿模块130，用以根据累积定时偏差Δt_slot，补偿所述每一进行发送或接收的时隙的累积定时偏差。特别说明地是，定时偏差补偿模块130仅会针对有进行发送或接收的时隙进行补偿，也就是说如果没有进行发送或接收的时隙，定时偏差补偿模块130就不会进行定时偏差补偿的操作。根据本发明一实施例，定时偏差补偿模块130可为插值滤波器，通过插值操作来对进行发送或接收的时隙进行累积定时偏差的补偿。根据本发明另一实施例，定时偏差补偿模块130也可为移位寄存器，根据计算得到的累积定时偏差Δt_slot选取数字信号S1中对应Δt_slot最小（例如Δt_slot接近0）的一路信号作为输出，以此方式来对当前进行发送或接收的时隙进行补偿。

图5是显示根据本发明一实施例所述的定时偏差补偿的示意图。首先说明的是，在图5中具有斜线的时隙表示有进行发送或接收的时隙，没有斜线的时隙则表示没有进行发送或接收的时隙。接着继续以所述例子来作说明，也就是每一个时隙的累积定时偏差Δt_slot为1/64码片，如图5所示，假设初始定时偏差为0，且由时隙TS2开始补偿，经过一个时隙TS2的累积后，到时隙TS3起始处时累积的定时偏差为1/64码片，因此，在时隙TS3起始处时需补偿的定时偏差为1/64码片。因为在时隙TS4和时隙TS5并未进行发送或接收，所以不需要在时隙TS4和时隙TS5期间进行补偿。因此到时隙TS6起始处时，累积的定时偏差已为3/64码片，且由于时隙TS6有进行发送或接收，因此定时偏差补偿模块130就会在时隙TS6起始处对累积的定时偏差进行补偿。请注意，以上仅用于举例说明，本发明中累积定时偏差的补偿时间间隔与补偿时刻并不局限于上述举例。根据本发明另一实施例，累积定时偏差的补偿时间间隔可任意设定，而相应的补偿时刻亦可根据所设置的补偿时间间隔而在有进行发送或接收的时隙期间对应设定。

图6是显示根据本发明一实施例所述的定时偏差补偿的示意图。首先说明的是，和图5相同，在图6中具有斜线的时隙表示有进行发送或接收的时隙，没有斜线的时隙则表示没有进行发送或接收的时隙。如图6所示，在本发明另一实施例，定时偏差补偿模块130会以每半个时隙为单位进行补偿，也就是每半个时隙就进行累积定时偏差的补偿。继续以上述例子作说明，由于每一个时隙的累积定时偏差Δt_slot为1/64码片，因此半个时隙的累积定时偏差Δt_slot为1/128码片。因此如图6所示，假设初始定时偏差为0，且由时隙TS2开始补偿，经过半个时隙的累积后，到半个时隙TS2（即时隙TS2的1/2之处时）累积的定时偏差为1/128码片，因此，在时隙TS2的1/2之处时需补偿的定时偏差为1/128码片。再过半个时隙后（即时隙TS2结束时），累积的定时偏差为1/128码片，因此，在时隙TS3起始处需补偿的定时偏差为1/128码片，以此类推，在时隙TS3的1/2之处亦需补偿的定时偏差为1/128码片。由于在时隙TS4和时隙TS5并未进行发送或接收，所以不需要在时隙TS4和时隙TS5期间进行补偿。因此到时隙TS6时，累积的定时偏差已为5/128码片，由于时隙TS6有进行发送或接收，所以定时偏差补偿模块130就会对累积的定时偏差进行补偿。注意的是，在此实施例是以每半个时隙就进行累积的定时偏差的补偿，然而这并非用以限制本发明，对于本领域技术人员，在参照本发明实施例的作法后，亦可采用将一个时隙分成其它段（例如：三段或四段）的方式，进行累积定时偏差的补偿。

图7是显示根据本发明一实施例所述的定时偏差补偿方法的流程图，且此方法适用于在移动装置的TD-SCDMA模块和GPS模块需共享一个晶体振荡器的情况下，对于TD-SCDMA定时偏差的补偿。首先，在步骤S710，接收信号，根据所述信号取得估测频率偏差。在步骤S720，根据所述估测频率偏差，计算每一进行发送或接收的时隙的累积定时偏差。最后，在步骤S730，根据所述累积定时偏差，补偿所述每一进行发送或接收的时隙的累积定时偏差。根据本发明另一实施例，所述方法是以一个或半个时隙为单位进行定时偏差的补偿。

通过本实施例所述的定时偏差补偿方法，可用以在移动装置的TD-SCDMA模块和GPS模块共享一个晶体振荡器的情况下，补偿TD-SCDMA模块的定时偏差，保持TD-SCDMA模块与系统的同步。此外，由于此定时偏差补偿方法仅在有进行发送或接收的时隙才会进行补偿的动作，因此亦可节省功率，达到省电的功效。

本发明的说明书所揭露的方法和算法的步骤，可通过执行处理器直接应用在硬件模块及软件模块或两者的结合上。软件模块（包括执行指令和相关数据）和其它数据可储存在数据存储器中，如随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)、快闪存储器(flash memory)、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、可擦可编程只读存储器(Erasable Programmable Read Only Memory,EPROM)、电可擦可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory,EEPROM)、寄存器、硬盘、便携式硬盘、光盘只读存储器(CD-ROM)、DVD或在本领域习知技术中任何其它计算机可读取的储存媒体格式。储存媒体可耦接至机器装置，举例来说，如计算机/处理器，所述处理器可读取以及写入信息（如程序代码）至储存媒体。储存媒体可集成于处理器。专用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuit,ASIC)包括处理器和储存媒体。用户设备则包括专用集成电路。换句话说，处理器和储存媒体可以不直接连接用户设备的方式，包含于用户设备中。此外，在一些实施例中，任何适合计算机程序的产品包括可读取的储存媒体，其中可读取的储存媒体包括一或多个所揭露实施例相关的程序代码。在一些实施例中，计算机程序的产品可包括封装材料。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。

Claims (8)

1.一种定时偏差补偿装置，适用于时分同步码分多址通信系统，所述定时偏差补偿装置包括：

频偏估计模块，用以接收信号，并根据所述信号产生估测频率偏差；

累积定时偏差计算模块，用以根据所述估测频率偏差，计算每一进行发送或接收的时隙的累积定时偏差；

定时偏差补偿模块，用以根据所述累积定时偏差，补偿所述每一进行发送或接收的时隙的所述累积定时偏差。

2.根据权利要求1所述之定时偏差补偿装置，其特征在于，所述定时偏差补偿模块以一个时隙为单位进行补偿。

3.根据权利要求1所述之定时偏差补偿装置，其特征在于，所述定时偏差补偿模块以半个时隙为单位进行补偿。

4.根据权利要求1所述之定时偏差补偿装置，其特征在于，所述定时偏差补偿模块为插值滤波器或移位寄存器。

5.一种定时偏差补偿方法，适用于时分同步码分多址通信系统，所述定时偏差补偿方法包括：

接收信号，根据所述信号取得估测频率偏差；

根据所述估测频率偏差，计算每一进行发送或接收的时隙的累积定时偏差；以及

根据所述累积定时偏差，补偿所述每一进行发送或接收的时隙的所述累积定时偏差。

6.根据权利要求5所述之定时偏差补偿方法，其特征在于更包括：以一个时隙为单位进行补偿。

7.根据权利要求5所述之定时偏差补偿方法，其特征在于更包括：以半个时隙为单位进行补偿。

8.根据权利要求5所述之定时偏差补偿方法，其特征在于，补偿所述每一进行发送或接收的时隙的所述累积定时偏差是利用插值滤波器或移位寄存器。