CN1107378C - 用于确定接收信号的完整性的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
用于在频率跟踪环境下确定接收信号的完整性的方法，因而能够确定自动频率控制(AFC)是否能被使用。若干频率的采样被获取(205)。根据这些频率采样计算出至少一个统计量，用来确定接收信号是否可以用于AFC操作。这些统计量可以包括，例如，测量频率的平均值，平均偏差，标准差，以及方差。一个强信号限和一个弱信号限被用来确定AFC操作是否应该被中止。如果计算的统计量小于强信号限(210)则AFC操作可使用。如果计算的统计量也大于弱信号限(220)则AFC操作被中止。这允许接收机继续AFC操作直到信号电平为如此之弱以致于造成错误的频率测量。如果计算的统计量在强信号限(210)和弱信号限(220)之间则信号强度被测试(230)。如果信号强度低于最小值则AFC操作可用，但是如果信号强度高于此最小值则因为可能存在强干扰信号AFC操作被中止。
Description
参照有关的申请
本申请有权要求1996年2月23日提出的美国专利申请N0.60/012,198的优先权。
技术领域
本发明涉及在频率跟踪环境中确定所接收的信号的完整性的方法和系统。具体讲，本发明涉及在自动频率控制跟踪环境中确定参考信号完整性的方法和系统。
发明背景
在当今世界蜂窝电话正在普及。蜂窝电话通常包括一个全双工收发器，它既能发射又能接收在为蜂窝电话所允许的频率上的信号。频率的分配是一个有限的资源。因此，为了容纳尽可能多的通讯，每个通讯的带宽是受限制的并且每个通讯必须在预定的大量信道的一个信道上。在两个相邻信道之间有非常小的保护间隔，或自由带宽可资利用，所以关键的是每个蜂窝电话准确地工作在它的分配的信道中且不能偏移误入相邻信道的带宽。每个国家的管理机构，比如在美国为联邦通信委员会(FCC)，设定信道频率，信道间隔，以及频率容限。频率容限是蜂窝电话可以偏离它的被分配频率多大程度的一个度量。如果容限太高，则蜂窝电话可能干扰相邻信道的通信。如果容限太低、则蜂窝电话需要一个极高精度的振荡器并且蜂窝电话的成本将会增加。
联邦通信委员会(FCC)关于蜂窝电话的规则规定蜂窝电话必须保持小于2.5×10-6(2.5ppm)的频率误差。为了满足这个要求，一些蜂窝电话使用一个频率误差小于±2.5ppm的温补晶振(TCXO)。温补晶振的替代物是非补偿的压控晶振(VCXO)。该压控晶振的输出频率与由蜂窝系统的移动电话交换局(MTSO)所发射的接收信号的频率相比较。联邦通信委员会也规定了MTSO的容限，即小于0.2×10-6的频率误差。于是，蜂窝电话将它自己的频率调准到与MTSO的频率相匹配。这就是通常所指的自动频率控制(AFC)的一个著名的方法，通过此方法接收机获得另一个源的频率稳定度，办法是将接收机自己的振荡器的频率与所接收的来自那个源的信号的频率相比较且在必要时调节自己的振荡器。因此，即使在蜂窝电话中的振荡器不是一个高精度的振荡器，或者经受由于老化，温度，或电池电压所造成的漂移。在采用了自动频率控制的蜂窝电话中的接收机将跟踪所接收的来自MTSO的蜂窝信号的频率以提供一个具有规定频率容限的稳定的信号。
但是，当接收的信号是弱信号或者遭受到强的干扰时。不应进行自动频率控制，因为接收机可能跟踪噪声或干扰而不跟踪原有的所接收信号。所遇到的一个问题是，当蜂窝电话被移动到远离发射蜂窝信号的蜂窝塔时，所接收的信号的功效减小，因而相对的噪声量增大。考虑第一种情况即所接收的信号非常强。测得的频率将预期主要来自接收信号，测得的接收信号的频率的标准方差很小，存在着高的置信度，即接收信号是有效的且可以用于自动频率控制操作。当着接收信号的强度减小，相对噪声量将增大从而标准偏差将增大。然而，如果标准差仍然是小的，则仍然有信心，即接收信号是有效的且可以用于AFC操作。当所接收的信号强度进一步减小，标准差继续增大。但是此时中频带通滤波器的中心频率变成重要的。噪声将成高斯分布，但其中心在中频带通滤波器的中心频率上。因此，如果中频带通滤波器的中心频率是，例如，高于由接收信号产生的中频信号的频率，则噪声将是不对称分布的且主要在所接收信号的中频频率的上方。因此测到的中值频率将会高于接收信号中频频率，因而AFC将移动振荡器的频率使得该测到的中心频率也处于中频通带的中央。这将造成接收信号的中频频率在中频带通中也是偏低的。因此测得的中值频率将高于接收信号中频频率并且AFC将再次移动振荡器频率以使这个测得的中值频率处于中频通带的中央。这个过程连续下去直到AFC将振荡器频率移至接收信号中频频率远离中频中心频率免受其影响的点上。换言之，将频率锁定到所期望的信号上的努力已经失败了。
为了帮助解决这个问题，一个对应于接收信号功率的直流电压测量，也称之为接收机信号强度指示(RSSI)，被用来确定接收信号的功率是否足够强，或者信噪比是否足够大。以保证精确的频率跟踪会实现。虽然RSSI是有用的，它也有着它自己的问题。
利用RSSI所碰到的一个问题是在表示整个接收机灵敏度量程上的信号质量方面它是无用的，特别是在靠近接收机最小可分辨阈值的地方。因此，在弱接收信号的情况下，自动频率控制(AFC)通常是关闭的，因为没有有效的信号质量的指示。但是，关掉AFC就将收发器的频率移定度限制于它自己振荡器的频率稳定度上，这可能是不必要的，因为，即使信号是弱的，对于提供AFC工作的参考信号而言它仍可能是足够强的。所以，仅仅使用RSSI可能会过早地使AFC中止工作。
使用RSSI碰到的另一个问题是，RSSI只是接收信号功率在接收机中频(IF)通带内的一个简单的测量。该RSSI不能够区别强的干扰信号和所期望的参考信号，如果两者都在通带内，并且它不能提供关于干扰是否强到足以损害精确的频率跟踪的信息。例如，考虑这样的情况，即所期望的接收信号集中在中频通带的中心频率上，但存在一个高至中频通带上沿的强干扰信号，或者如干扰信号足够强它甚至在中频通带的外边。所测量的频率将在所期望的接收信号的频率与干扰信号的频率之间。因此，测出的中值频率将高于接收信号的中频频率，因而AFC将移动振荡器频率使得该测量中值频率位于中频通带中央。这会造成接收信号中频频率在中频道带中也偏低并且干扰信号将更靠近或更多地进入中频通带，因此干扰信号的影响将会更强。从而AFC将再一次调动振荡器频率以使得测量的中值频率位于中频通带的中央。这个过程继续下去直至AFC将振荡器频率移至于扰信号控制了AFC的点上。换言之，频率锁于所期望信号已经失败。所以，即使在存在强的接收信号的情况下，仍然存在着一个强的干扰信号能够在强干扰信号频率方向上将收发器拉离所期望频率的可能性。
因为上面的理由，当要求考虑严格的频率公差时，AFC已经不被看作是一种高可靠的或高期望的蜂窝电话的工作方法。
因此在专业上需要一种在频率跟踪系统中确定接收信号完整性的改进的方法。
还需要一种在那些低于其下RSSI不能精确工作的电平上确定接收信号完整性的方法。
进一步需要一种当存在强干扰信号可能性时接收信号完整性的方法。
发明简要说明
本发明通过提供一种在频率跟踪环境下确定接收信号完整性的改进的系统和方法，满足上述的需要。
简要地描述，本发明指导在频率跟踪环境下确定接收信号的品质、或完整性的方法和系统所以能够作出自动频率控制是否能被使用的决定。对接收机的受限制的中频(IF)输出的频率进行若干次连续测量。这些测量被用来计算关于接收机受限制的中频输出的频率的统计量。然后这些统计量被评估以决定是否允许对接收机时基/振荡器频率进行调节。这些统计量可能包括平均值，平均偏差，方差和标准差，及其它统计量。受限IF输出信号的测得的频率的平均偏差随信号电平的减小而增大，即随RSSI的下降而增大。最终，当接收信号电平减至为零，平均偏差将由接收机本身的特性来决定，比如接收机的IF带宽。
还有，受限IF输出的平均(平均值)频率随接收信号的减小而改变。最终，当接收信号电平减小为零，平均频率将由接收机本身的特性决定，比如接收机的中心频率。一个弱信号偏差极限被用作自动频率控制失效的阈值。如果所计算的平均偏差大于该弱信号偏差极限，则控制器不能进行自动频率控制操作。因此，本发明允许接收机继续AFC操作直到信号电平低至频率测量将是错误的且ATC将是无效的时为止。
这也为在改变信号环境时比如衰落时禁止AFC工作而设置。衰落是一种状态，在其中接收机信号强度因接收机位置的改变而迅速地改变。例如，当蜂窝电话的用户在汽车里使用他的蜂窝电话并且正在运动中，衰落，包括多路径的衰落，甚至信号完全的丢失也可能发生。就像上面那样，如果所计算的平均偏差大于弱信号偏差极限，则控制器不能进行AFC操作。
本发明检测某些关于频率测量和信号强度的统计量以决定该信号是否应该被用来设置关于AFC操作的频率。这些统计量可能包括，例如平均值，平均偏差，方差和标准差。一个强信号偏差限和一个弱信号偏差限被用来决定自动频率控制(AFC)操作是否应该被禁止。如果计算的统计量是小于强信号偏差限制AFC操作可以进行。如果计算的统计量大于强信号偏差限并且也大于弱信号偏差限则该信号太弱以致于不能使用并且AFC操作因此被禁止。这允许接收机尽可能地继续AFC操作直到信号电平是如此之弱以致于引起错误的频率测量。如果计算的统计量大于强信号偏差限但小于弱信号偏差限则信号强度(RSSI)被检测。在此情况下，如果信号强度高于极小值则AFC操作被禁止因为，用此关于那个信号强度，计算的统计量应会小于强信号偏差限。但是，如果信号强度低于最小值则AFC操作可以进行因为计算出的统计量仍在可接受的偏差范围内，因为存在着高的置信度强干扰源不会引起不精确的测量。
更具体讲，接收信号被测量若干次并且频率的标准偏差被确定。如果接收信号是强的，且没有干扰信号，则标准差将小于第一个值，该第一值指的是强信号限。因此，AFC操作能够被进行。如果标准差大于第一值但仍小于第二值，该第二值指的是弱信号限，则信号强度被检测。如果增大的标准差是由于较弱的信号造成的，则接受信号强度将小于预定的信号强度值。因此，AFC操作仍然能够进行。但是，如果增大的标准差归因于干扰信号则接收信号强度将会大于预定值。因此，接收信号的完整性是差的故而AFC操作将被禁止。如果标准差大于第二值则接收信号的完整性是差的，表示一个弱的不能使用的信号。因此，AFC操作将被禁止。
本发明提供一个决定信号的质量是否是可接受的方法。方法包括测量信号频率N次，计算关于信号频率的统计量，以及如果统计量小于第一预定值(强信号限)则表明其质量是可接受的。进而言之，该方法还包括确定统计量是否大于第二预定值(弱信号限)。如果统计量大于弱信号限则接收信号被认为是不可接受的。如果信号的统计量是在强信号限和弱信号限之间则方法进一步包括测量接收信号的强度。如果接收信号的强度小于预定的信号强度值(最小的RSSI值)则接收信号被认为是可接受的。但是，如果信号强度大于最小的RSSI值则可能存在着干扰信号，因此接收信号被认为是不可接受的。用于本方法的统计量可能是，例如，被测频率的平均偏差，标准差，或者方差。
本发明还提供一种根据信号质量确定是否能进行自动频率控制(AFC)操作的方法。该方法包括测量信号频率N次，计算关于信号频率的统计量，以及如果统计量小于第一预定值(强信号限)则表明其质量是可接受的且可进行AFC操作。此外，方法还包括确定统计量是否大于第二预定值(弱信号限)。如果统计量大于弱信号限则接收信号被认为是不可接受的且AFC操作被禁止。如果信号的统计量是在强信号限和弱信号限之间，则方法进一步包括测量接收信号的强度。如果接收信号的强度小于预定的信号强度值(最小的RSSI值)则接收信号被认为是可接受的且AFC操作是可行的。但是，如果信号强度大于最小的RSSI值，则可能存在着干扰信号，因而接收信号被认为是不可接受的且AFC操作被禁止。在此方法中所用的统计量可能是，例如，所测频率的平均偏差，标准差，或方差。
本发明还提供一个接收机。此接收机包括一个混频器，用于将第一信号，比如所接收的信号，和第二信号，比如振荡器的混频信号进行混频，以提供第三个信号，比如中等频率(IF)信号。振荡器提供第二信号。还有一个频率控制电路，响应于IF信号，用于在AFC操作中控制振荡器的频率。还有一个用于测量第三信号频率的电路，以及一个控制器。此控制器包含这样一些方法，比如一个程序，用来确定关于IF信号频率的统计量，以及让频率控制电路工作，同时如果统计量小于预定值，比如强信号限的话让AFC操作可以进行。如果统计量大于强信号限，该控制器确定此统计量是否大于第二预定值即弱信号限。如果统计量大于弱信号限则控制器禁止使用频率控制电路，因而禁止AFC操作。如果统计量是在强信号限和弱信号限之间，控制器测量接收信号的强度且确定该强度是否小于预定的信号强度值(最小的RSSI值)。如果接收信号强度小于最小的RSSI值则控制器让频率控制电路工作。但是，如果接收信号强度大于最小的RSSI值，则极有可能存在一个干扰信号。因此，在此情况下控制器禁止使用频率控制电路。控制器有一个用于确定所希望的统计量，比如平均偏差、标准差、或方差的程序。
因此，本发明提供对接收信号的质量或完整性的评估因而能够作出决定，是否将接收信号用作频率标准。
从对下面关于所揭示的实施例的详细描述的审阅同时通过参考附图和权利要求，可以更清晰地理解和评价本发明的这些和其它的特点，优点和概念
附图的简单说明
图1是按照本发明的优选实施例的系统的方块图。
图2是按照本发明确定接收信号的完整性的方法的流程图。
图3A-3C是按照优选的实施例确定接收信号的完整性的方法的详细的流程图。
图4是“Hold AFC”(“停止AFC”)程序的流程图。
图5是“查明PPM误差”程序的流程图。
图6是“设置PWM”程序的流程图。
详细说明
图1是按照本发明的优选实施例的系统100的方块图。该装置包括接收机105，模拟的应用特殊积分电路(ASIC)110，数字应用特殊积分电路115，控制器120，平滑滤波器125，时基(振荡器)130，倍增器135，和频率综合器140。正如在图1中进一步显示的，接收机105包括天线143，低噪声放大器145，第一混频器150。带通滤波器155和第二混频器160。系统100被更好地包含进一个蜂窝电话中。但是，系统100可能是某种器件的一个组件，该器件需要一个稳定的频率参考且能接收来自另一个包含了有所需的稳定度的频率参考的无线电站的信号。
接收机105是一个超外差接收机则更好。超外差接收机在本专业中是众所周知的。一般讲，超外差接收机将一个输入的调制的射频信号转换成一个预定的较低的载频通称为中频。这种转换通常是用一个本机振荡器来完成的，此振荡器随接收机的输入级调谐以使得振荡器的频率与所期望的输入信号的频率的差始终为该中频。由于固定不变的中频，一个中频放大器能够提供若干倍的放大和接收机所需的选择性。经放大后，中频信号能够被解调以获得所期望的输出信号。
仍然参考图1，描述本发明在一个蜂窝系统中的工作。蜂窝信号，或接收信号，是由天线143接收并提供给作为接收机105的输入级的低噪声放大器145。接收信号由放大器145放大并送给第一混频器150。第一混频器150将放大后的接收信号与在线148上的第一本机振荡器信号混合产生第一中频(IF)信号。然后第一中频信号通过带通滤波器155除去不希望的带外频率。
来自滤波器155的输出端的滤波后的第一中频信号被提供给第二混频器160。滤波后的第一IF信号与第二本机振荡器信号由第二混频器160混合得到第二中频信号。在本优选实施例中，第二中频信号应该有450kHz的频率。然后第二中频信号通过第二带通滤波器165以除掉不期望的带外频率。
出自滤波器165的滤波后的第二IF信号被提供给模拟的应用特殊积分电路(ASIC)110。正如精通本专业的人士所知道的，一个ASIC是一块为特殊的应用制造的集成芯片，因而许多芯片或功能能够被合并进单个的组件中以减小系统板的尺寸和功耗。
模拟ASIC110发送已检波的监控音频音调(SAT)和一个限幅型(方波)的第二中频信号至数字ASIC115。模拟ASIC110测量接收信号强度并发送RSSI信息给控制器120。控制器120利用RSSI来决定接收信号的功率是否足够地强能保证信噪比大到足以提供精确的频率跟踪。
数字ASIC115将来自模拟ASIC110的限幅的第二中频信号的频率与来自时基130的时基信号的频率进行比较并将此比较结果经串行口接口(SPI)提供给控制器120。根据从数字ASIC115接收到的SPI信号和从模拟ASIC110接收到的RSSI，控制器120发送一个数字脉冲宽度调制(PWM)信号给数字ASIC115。然后数字ASIC发送PWM信号给平滑滤波器125。数字PWM信号能够被直接地从控制器120发送至平滑滤波器125。但是，本发明所使用的特殊的控制器只有8位PWM输出口，而为了达到所期望的调谐精度希望至少有十位的输出。因此，在此优选实施例中，数字ASIC115被设计成提供十位数字PWM输出。控制器120通过串行数据(SPI)线发送十位数字PWM信息到数字ASIC115，而数字ASIC115将来自SPI线的十位串行数据转换成十位并行数据信号转送给平滑滤波器125。
平滑滤波器125接受数字十位信号，将其转换为模拟信号并对此模拟信号滤波以提供一个滤波过的PWM信号给振荡器/时基130。振荡器/时基130是一个压控晶体振荡器(VCXO)并提供一个其频率依赖于来自平滑滤波器125的输出电压的时基信号。这个时基信号也可以被考虑是一个参考振荡器信号。此参考振荡器信号被送至数字ASIC115的计数器时基输入并且还送至倍频器135和频率综合器140。参考振荡器信号的频率最好由倍频器135倍增。倍频器135的倍增系数由振荡器/时基130的输出频率和第二混频器160所必须的输入频率来决定，以提供所期望的第二中频输出频率。倍频器135的输出是第二本机振荡器信号，它被送给第二混频器160。
频率综合器140最好提供两个输出信号，第一个输出信号148是第一本机振荡器信号，它被送给第一混频器150。第二输出信号149被提供给其它的需要稳定参考频率的电路。例如，第二输出信号149可能被提供给在蜂窝电话中的发射机电路。
图2是说明按照本发明确定接收信号完整性的方法的流程图。
开始在步骤205，测量已接收信号的信号强度。接收信号的频率也在步骤205被测了N次，此处N＞0。根据测量的频率，频率测量统计量，或者说统计参量，也在步骤205上被计算。频率测量统计量能够是，但不局限于，测量频率的平均偏差，测量频率的标准差，或者测量频率的方差。应该指出，一个以上的频率测量统计量能在步骤205被计算。
在判断210，判定频率测量统计量是否小于或等于关于频率测量统计量的强信号限。例如，如果所用的频率测量统计量是平均偏差，则强信号限是假如接收信号被考虑为一个强信号时接受信号能够有的最大的平均偏差。如果频率测量统计量小于或等于强信号限，则方法着手步骤215且接收信号被宣告是有效信号。因此，AFC操作可以被应用并且，如果需要，振荡器/时基130的频率相应地根据接收信号的测量频率被调节。在步骤215之后，方法返回到步骤205。
但是，如果在判断210上判定频率测量统计量大于强信号限，则方法继续进行到判断220。在判断220作出决定，频率测量统计量是否小于或等于弱信号限。例如，如果所用的频率测量统计量是平均偏差，假如所接收信号对于AFC操作是有用的，则弱信号限是接收信号能够有的最大平均偏差。
如果，在判断220判定频率测量统计量大于弱信号限则接收信号被宣布是无效信号且不能用于AFC的目的。因此AFC被中止，也即在步骤225不作调节。然后返回步骤205。
但是，在判断220，如果判定频率测量统计量小于或等于弱信号限，也即频率测量统计量在强信号限和弱信号限之间，则需要对信号作进一步的评估且因此方法着手判断230。如果较大的频率误差起因于信号较弱，则RSSI电平将低于某个预定值，最小的RSSI值。但是，如果较大的频率误差是由于干扰信号引起的，则RSSI电平将会高于预定值。因此，判断230检测信号强度是否小于一个最小的dBm的信号强度。如果信号强度弱则没有干扰信号所以方法进行步骤215。接收信号被宣布为有效信号。因此AFC操作可以使用并且，如果必要，振荡器/时基130的频率被相应地根据接收信号的频率进行调节。步骤215之后，方法返回到步骤205。
但是，在判断230，如果确定信号强度大于或等于最小的RSSI值则必定存在干扰信号，因为RSSI值的电平应表明信号已足够强到使得偏差小于强信号限，这种情况就出现了。因此较大的测量偏差必定是由强的干扰信号引起的。接收信号因而被宣布为无效信号且不能用于AFC目的，所以AFC被中止，也即在步骤225上不作调节。然后返回到步骤205。
图3A-3C是按照优选实施例说明决定接收信号完整性的方法的细节的流程图。这些步骤是由控制器120(图1)所完成的。控制器120有一个存储器、没有画出，该存储器存有程序。该程序包括许多步骤，其作用是完成在这里所描述的各种操作的方式。当蜂窝电话和其它包括有系统100(图1)的器件接通和上电时，过程开始于步骤300。在步骤300，系统被初始化。在此步骤，振荡器/时基130的初始工作频率是通过考虑诸如环境温度以及晶体的老化率这样一些因素来决定的，并且证实接收机被调谐到有效的预约控制信道(FOCC)。此类程序的例子被展示在美国专利NO.4,922,212专利合作条约(PCT)，发表号WO88/01810，WO90/16113，和WO96/24986，欧洲专利局发表号NO.0483090，以及英国专利申请发表号NO.GB2 205 460。还有，一个变量“FastAcq”被设置成等于“Not DONE”因为一个快速采集程序迄今未被执行完。快速采集允许接收机在调谐时进行大的调节因此可以迅速地得到适当的频率。当接收机首次试图锁到接收信号上时，快速采集程序可能是必需的。但是，在获得锁定之后不应使用快速采集程序，因为这时为跟踪接收信号的频率只是需要微小的调节，并且大步的调节可能引起接收机与接收信号的失锁。
然后程序走到步骤305在此步频率计数被读取。频率计数是第二中频信号的频率的度量。在本优选实施例中，频率计数是出现在第二中频信号的预定的N个(N≥1)脉冲期间内出现的参考振荡器信号的脉冲数目。在另外的实施例中，参考振荡器信号可能被分频降低并且中频信号脉冲数被计数。该频率计数最好在数字应用特殊积分电路(ASIC)115的SPI输出端读取。还有判定频率计数是否是适当信号的频率计数。例如，所取的频率计数可能是干扰信号或噪声的频率的测量。在AFC调节中不应考虑这些频率计数。最好确定在每次进行频率计数时对于接收信号字同步(WordSync)的值是否等于1。如果字同步等于1，则频率计数被认为是有效的并照此作上标记。否则频率计数被认为是无效的并作上标记。字同步是从蜂窝系统接收的二进制信号，它被用来证实接收机正在接收适当的信号。最好是，字同步等于二进制的一，以表示接收机正在接收适当的信号。
判断310则决定是否预定的频率计数的数目已在305步骤中被读取。在本优选实施例中，取十个读取。根据完成的测试，对于频率计数读数而言，脉冲数目的计数也最好是使用68毫秒的采样周期。如果没有取到十个读数则方法返回到步骤305以读取另一个频率计数值。如果十个频率计数已被取得，则方法继续进行到判断315。
通过确认在步骤305进行的频率计数的至少一半是有效的判断315判定在步骤305所读取的频率计数是否是有效的频率计数，或者换句话讲字同步是否等于1。如果判定不到一半的频率计数是有效的，则方法着手在图4中所描述的“停止AFC”程序。但是，如果判定至少一半的频率计数是有效的，则方法进行至步骤320。
在步骤320频率计数的统计量被计算。这些统计量被用来决定所接收的信号是否可以被用于完成对振荡器的调节。最好是，这些统计量包括关于频率计数的平均偏差和平均频率。发明者所用的特殊的控制器没有浮点处理器。因此，平均方差被使用。但是如果所用的控制器有浮点处理器，则标准差或方差会被使用。但是，其它的关于计数值的统计量能被计算，包括但不限于，标准差和方差。例如，关于平均偏差，标准差，方差和平均值的方程式被列在下面：
平均偏差
标准差
方差 σ2＝(∑(X-X平均)2/n)
平均频率
判断325判定平均偏差是否小于或等于强信号限。强信号限最好是一个被认为是强信号的信号所能接受的最大平均偏差。如果平均偏差小于或等于强信号限则频率计数是足够地互相靠近以致于接收信号能被认为是强信号而非噪声因此下一个步骤330被执行。在步骤330步长被置初始值。最好是步长的初始值被选择成能允许在一个单步中振荡器逼近所期望的频率。程序然后进行至判断335。
如果，在判断325，确定平均偏差大于强信号限则判断340检测平均偏差是否小于或等于弱信号限。弱信号限是对于一个弱信号所能接受的最大平均偏差。如果接收信号具有大于弱信号限的平均偏差，则它被看作是一个不良品质的信号且因此AFC操作不能使用。也即不能根据接收信号对振荡器的频率进行调节。如果平均偏差大于弱信号限，则方法执行图4中所描述的“停止自动频率控制”程序。
如果在判断340处确定平均偏差小于或等于弱信号限则方法着手判断345。在此处已经确定平均偏差是在强信号限和弱信号限之间，因而平均偏差仍在可接受限内。但是，在将此信号用于AFC操作前，必须确定较大的平均偏差是由弱信号所造成的还是由干扰信号造成的。如果较大的平均偏差是由于弱信号造成的则接收信号可被用于AFC操作。但是，如果较大的平均偏差是由干扰信号所造成则接收信号不应该用于AFC操作。所以要进行附加的检测。判断345检测接收信号强度(RSSI)是否小于最小的RSSI值。最小的RSSI值最好设定在-110dBm。如果RSSI小于最小的RSSI值则接收信号是弱信号但仍强到足以用于AFC操作。但是，如果RSSI值大于最小的RSSI值则接收信号是强的，且平均偏差应该小于强信号限。在存在着强的干扰信号时这种情况可能发生。如果RSSI大于或等于-110dEm则接收信号应该是足够地强以致造成平均偏差是小的，即小于或等于强信号限。但是，如果RSSI大于或等于-110dBm并且平均偏差大于强信号限，则必定存在着强到足以影响频率计数的干扰信号。在这种情况下不可能说明平均频率是产生于接收信号还是产生于干扰信号。所以较大的平均偏差与强的RSSI相结合意味着存在着干扰信号。因此，接收信号不用于AFC操作。
如果RSSI小于最小的dBm值，则方法进行至步骤350。在步骤350，步长将为第二值。步长的第二值被选择为一个小的值以使得在振荡器频率上的任何改变将是小的。然后过程进行至判断335。但是，如果在判断345RSSI不是小于最小的dBm值则方法进行图4中所描述的“中止AFC”程序。
在此时使用小步长是因为锁定已经被达到并且大的步长可能造成接收机与接受信号失锁。另外，当信号是弱的时候，测量偏差既产生于实际的频差(振荡器频率与接收信号频率)，也产生于噪声。在一个时间周期上由噪声产生的平均偏差测量倾向于平均为零。所以，如果使用大的步长，噪声将引起振荡器频率，以及由此而发射频率，随机地来回跃变。因此小的步长改善了频率稳定度。此外，小的步长将允许振荡器稳定地和平滑地逼近所期望的频率。
无论是在步骤330还是在步骤350对步长设定以后，方法进行至判断335。在判断335确定Fast Acq(快速采集)是否等于“DONE”(“做完了”)。这是确定快速采集程序迄今是否已经被完成。如果确定Fast Acq等于“DONE”，则方法着手图5中所说明的“Find PPMError”(查明PPM误差)程序。但是，如果在判断335处，确定了Fast Acq不等于“DONE”，则方法进行至步骤355，在该步骤被确定有百万分之几的误差。此PPM误差等于频率计数的平均值与参考平均值之差的绝对值。参考平均值等于第二中频信号的标准频率值。例如，参考平均值最好等于450KHz，这是第二中频信号的推荐频率。
当误差在步骤335被确定以后，判断360检测误差是否大于最大误差。最大误差最好被设为百万分之二。如果在判断360，该误差是大于最大误差则方法进行至步骤370。在步骤370，一个新的PWM(脉冲宽度调制)值被确定。该PWM值可以由参考一个表，通过在预定的误差范围的两个值之间作内插，或者由一个方程式来确定。然后在图6中所说明的“设置PWM”程序中设置PWM。然后方法返回到步骤305。
如果，在判断360，误差是小于或等于最大误差，则方法进行至步骤365，在该步Fast Acq变量被置为“DONE”且步长被用来调节PWM值。然后方法返回步骤305。
图4是“中止AFC”程序的流程图。变量Fast Acq在步骤405被置为“Not DONE”(没有做)。在步骤410，最末的有效温度和最后的有效的PWM值被读取。在判断415，确定在最末的有效温度以前是否有过大于+摄氏度的温度变化。最好通过比较最终的有效温度与现在的温度来作出此确定。
如果确定不曾有过大于十度的温度变化。则返回到步骤305。如果确定已经有大于十度的温度变化则蜂窝电话失效。
图5是“查找PPM误差”程序。正如上面所提及的，PPM误差等于频率计数的平均值与参考平均值之差的绝对值。判断505检测PPM误差是否小于百万分之几的误差的最大值。如果PPM误差小于此最大误差则方法进行至图4中的中止AFC程序。
但是，如果确定了PPM误差不小于百万分之二的话，方法进行至步骤510。无论在步骤330或者在步骤350所设置的步长被用来调节PWM值。在所需的方向上或者向上或者向下进行调节以减小误差。然后执行图6的“设置PWM程序”。然后返回到步骤305。
图6是“设置PWM”程序的流程图。在步骤605从PWM的查表值分别加和减百万分之八计算出一个上限和一个下限。然后确定计算的PWM值与PWM查表值之差的大小。判断610检验计算的PWM是否是许可的。计算的PWM的变化太大可能造成接收机失锁，或者可能是由于强的干扰信号所引起的。这最好通过确定所计算的差的大小是否在上面所计算的限内来完成。
如果计算的PWM是不许可的，则方法进行至图4的“中止AFC”程序。如果计算的PWM是许可的则方法进行至步骤615，在该步骤计算的PWM值被写到数字的ASIC115，然后，在那里它被送至平滑滤波器125。如果计算的PWM值是有效的则最后的有效温度和最后的有效的PWM值是最新的。然后返回到被称为设置PWM程序的步骤。
从前面的说明，对于精通本专业的人士而言这将是显而易见的，即本发明提供一个在频率跟踪环境下确定接收信号完整性从而确定自动频率控制是否能被利用的方法的系统。接收机输出的若干个频率采样被提取，最好是连续地。这些频率采样的统计量被计算以确定是否需要调节参考振荡器信号的频率。这些统计量可能包括，例如，平均值，平均偏差，方差和标准差，一个弱信号限被用作AFC操作失效的阈值。如果平均偏差大于弱信号限则控制器中止AFC操作。但是，如果平均偏差小于弱信号限但信号强度高于规定的最小电平，则控制器仍然中止AFC操作如果标准偏差大于强信号限的话。这减小了振荡器将被强的干扰信号牵引至一个不适当频率上的可能性。因此，本发明允许接收机即使对于很弱信号也继续AFC操作。但在出现强干扰信号情况中则停止AFC操作。
根据上述对于精通本专业的人士而言，这也是显而易见的即本发明提供一个方法，在信号太弱或者存在着强干扰信号时中止AFC的工作。
对于熟悉本专业的人士而言，显而易见本发明适用于不偏离其精神和领域的另外的实施例。相应地，本发明的领域是由附加的权利要求来限定。
Claims (18)
1.确定信号的质量是否可以接受的方法，包括的步骤有：
测量所说的信号的频率N次；
计算关于所说信号的所说频率的统计量；
如果所说统计量小于第一预定值则宣布所说信号质量是可接受的；
如果所说的统计量大于所说的第一预定值则确定所说的统计量是否大于第二预定值；以及
如果所说的统计量大于第二预定值则宣布所说信号质量是不可接受的。
2.权利要求1以及进一步包括的步骤有：
如果所说的统计量小于所说的第二预定值，则测量所说信号的强度并确定所说的强度是否小于预定的信号强度值；
如果所说的强度小于所说的预定的信号强度值则宣布所说的已接收信号是可接受的。
3.权利要求2的方法以及进一步包括的如果所说的信号强度大于所说的预定的信号强度值时就宣布所说的信号是不可接受的步骤。
4.权利要求1的方法其中所说的计算统计量的步骤包括确定所说信号的平均偏差。
5.权利要求1的方法其中所说的计算统计量的步骤包括确定所说信号的标准差。
6.权利要求1的方法其中所说的计算统计量的步骤包括确定所说信号的方差。
7.权利要求1的方法，其中所说的质量被用来确定可否允许自动频率控制AFC操作，以及其中：
所说的宣布所说信号质量是可接受的的步骤包括允许所说的AFC操作；
所说的宣布所说信号质量是不可接受的的步骤包括禁止所说的AFC操作。
8.权利要求7的方法以及进一步包括的步骤有：
如果所说的统计量小于所说的第二预定值则测量所说信号的强度并确定所说的强度是否小于预定的信号强度值；
如果所说的强度小于所说的信号强度值则可以使用所说的AFC操作。
9.权利要求8的方法以及进一步包括如果所说的信号强度大于所说的预定的信号强度值时中止所说的AFC操作的步骤。
10.权利要求7的方法其中所说的计算统计量的步骤包括确定所说信号的平均偏差。
11.权利要求7的方法其中所说的计算统计量的步骤包括确定所说信号的标准差。
12.权利要求7的方法其中所说的计算统计量的步骤包括确定所说信号的方差。
13.响应第一信号的完整性以用于选择性地跟踪第一信号的频率的设备，该设备包括：
将所说的第一信号与第二信号混频以提供第三信号的混频器；
提供所说的第二信号的振荡器；
响应所说的第三信号用来控制所说的振荡器的频率的频率控制电路；
测量所说的第三信号频率的电路；以及
控制器，包括用于根据所说的第三信号的所说频率确定所说的统计量以及如果所说的统计量小于第一预定值时使所说的频率控制电路工作的装置，用于如果所说的统计量大于所说的第一预定值时确定所说的统计量是否大于所说的第二预定值的装置，以及如果所说的统计量大于所说的第二预定值时中止所说的频率控制电路工作的装置。
14.权利要求13的设备其中的控制器还包括：
测量所说信号的强度以及如果所说的统计量小于所说的第二预定值时确定所说的强度是否小于预定的信号强度值的装置；以及
如果所说的信号强度小于所说的预定的信号强度值时使所说的频率控制电路工作的装置。
15.权利要求14的设备其中所说的控制器进一步包括如果所说的信号强度大于所说的预定的信号强度值时停止所说的频率控制电路工作的装置。
16.权利要求13的设备其中所说的控制器进一步包括计算所说信号的平均偏差的装置。
17.权利要求13的设备其中所说的控制器还包括计算所说信号的标准差的装置。
18.权利要求13的设备其中所说的控制器还包括计算所说信号方差的装置。
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| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Applicant after: Matsushita Communication Industrial Corp. of America Applicant before: Matsushita Communication Industrial Corp. of America |
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| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: MATSUSHITA COMMUNICATION INDUSTRIAL CORP. OF AMERICA TO: MATSUSHITA COMMUNICATION INDUSTRIAL AMERICA CO., LTD. |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |