CN1146111C - 数字通信设备 - Google Patents

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Abstract

论述一部带有自动频率控制回路的数字通信设备，例如一部寻呼机。为避免其接收器被错调至相邻的信号频道，需要在一定的范围内对频率偏移进行补偿。通过将短期和长期频率偏移相分离，可提供一个耐用的自动频率控制回路。同时，可以做到最佳的短期偏移补偿。相应地，因温差和寿命因素引起的偏移的范围放宽，成本便可降低。

Description

数字通信设备
技术领域
本发明涉及一个数字通信设备。该设备包括一个带有和本机频率产生装置相耦合的混频器的接收器；一个联接至接收器的解调器；该解调器用来提供一个频率偏移值；一个与解调器相联接的微型控制器，该微型控制器由频率偏移值将长期频率偏移和短期频率偏移相分离；以及根据该频率偏移值和由长期频率偏移来更新的频率调制参考值来调整本机频率产生器的调频装置。此数字通信设备可以是传呼机，或是任何其它适用的数字通信设备如蜂窝或无线电话，等等。而有关的接收器可以是一个超外差式接收器，或一个直流变换正交接收器，或是任何其它适用的接收器。
背景技术
一个此类的数字通信设备可于欧洲专利申请EP0735 675 A2详知。已知的设备具有自动频率控制(AFC)回路，以便根据本机振荡器频率与欲选频率之偏移值来调整本机振频荡器的频率。为避免错调至相邻的强信号频道，该通信设备内的频率补偿只能在有限的范围内进行。该通信设备带有温敏装置，以便在自动频率控制回路内计入温度的影响。此温敏装置使该通信设备较为复杂。此外，因如寿命因素而无法度量其长期使用情况下的影响。因此，经过一段长时间，该通信设备将不符其技术指标。
发明内容
本发明的一个目的，在于提供一个更为耐用的，而且同时计入长期及短期频率偏移影响的通信设备。
为此目的，依据本发明的通信设备的特征为，设置微型控制器来处理的频率偏移值，使得长期频率移和短期频率偏移相分离，从而频率调整设备中包含一个频率调整参考值，该参值随着分离出来的长期频率偏移而不断更新。同时，在各种情况下，短期频率移动补偿应获得最大的效能，此类短期频率偏移有温度改变所造成的偏移，有共信道干扰所造成的偏移等。由于可允许较大的温差及寿命因素所带来的频率移动，相应地，成本也降低。本项发明基于对采用相对长期的频率调整参考值有清晰的认识，该参考值随长期频率移动而改变，例如好像本机频率产生装置内的参考晶体等元器件的寿命因素的影响所产生的频率偏移。此外，意外因素所造成的类似于寿命因素的影响，也可以补偿。比如，接收器跌落而造成的振动，可引起晶体振荡器的参数值突然改变。此类准短期的频率偏移最初被计入短期频率偏移而获部分补偿，而在长期频率移动影响的补偿机制之下将最终获得全部补偿。
根据本发明的一个方面，提供了一种数字通信设备，它包括，一个带有混频器的接收器，并且该混频器和一个本机频率产生装置相联接；一个联接至接收器的解调器，该解调器用来提供一个频率偏移值，而该频率偏移值是一个代表本机频率产生装置的输出频率的频率值和一个代表欲选频率的频率值的差值；一个连接到所述解调器的微型控制器，该微控制器包括频率调整装置和一个频率调整参考值，所述频率调整装置用于根据频率偏移值和频率调整参考值来调整本机频率产生装置的频率，其特征在于，微型控制器处理频率偏移值，以使得长期频率偏移和短期频率偏移相分离，从而所述频率调整参考值根据被分离出来的长期频率偏移而被更新。
本发明的一个优选实施例要求此数字通信设备须在工厂优化调试方可出售。本发明的另一个优选实施例要求对短期频率偏移和长期频率偏移要完善分离，例如，短期频率偏移是对数分钟的频率偏移平均值，而长期频率偏移是指数个月的频率偏移平均值。本发明的另一个优选实施例要求参考值和控制值之间的非线性关系或任何其它已知的关系必须被计入，从而本发明的另一个优选实施例给了一个优选实施例。本发明的另一个优选实施例要求对传呼机的频率偏移值有适当的测试。总而言之，该解调器是数字解调器，此类解调器具有可提供频率偏移值的功能。
附图说明
本发明以举例方式详述如下，并参考有关的示意图。
图1示出一个根据本发明的数字通信装置的功能框图。
图2示出一个根据本发明的包含硬件/软件在内的频率调整方式。
图3示出作为时间函数的频率偏移示意图，以便展示频率调整的具体操作。
图4是长期频率偏移补偿的流程图。
图5是短期频率偏移补偿的流程图。
图6是寄存器状态，以进一步展示频率调整的具体操作。
在所有的符号中，同一的参考数值用于同一的符号。
具体实施方式
图1结构性地示出依据本发明的一个数字通信设备1的功能示意图。该数字通信设备1包括一个天线2，该天线2耦合至具有混频器的接收机上。此种通信设备的结构是众所周知，在此不示出具体细节。该数字通信设备1还包括一个作为本机频率产生装置的本机振荡器3，并且联接至混频器的接收端。一个解调器4被联接至混频器的一个输出端(未示出)。本机频率产生装置可以是任何其它适用的装置，例如受控同步装置等等。最好进行正交解调，产生正交信号I和Q。解调器4提供已解调数据dta和一个频率偏移值offs。这样的一个解调器4本也是众所周知。频率偏移值offs表示本机振荡器3的输出频率的频率值与欲选频率的频率值之差。在该数字通信设备1是一部选择寻呼机的情况下，该寻呼机可被调至特定的频道。必须防止该寻呼机或任何其它适用的数字通信设备被调谐到非所需的相邻信号频道，如果频率调整回路工作不正常便会有这种情况发生。根据本发明，可提供一个非常耐用的频率调整回路(自动频率调整AFC)，特别可消除由于诸如器件寿命因素所带来的长期频率移动的影响，亦可消除由于诸如温度变化所带来的短期频率移动的影响。通过将长期频率偏移和短期频率偏移相分离，可以完成这样的自动频率调整。频率调整设备包括一个随已区分出来的长期频率偏移而不断更新的频率调整参考值REF。而将长期和短期频率移动相分离是由一个微型控制器5完成，该微型控制器5含有随机存储器RAM，可编程只读存储器EEPROM和只读存储器ROM，以及若干寄存器，将所测频率偏移值offs取均值并分离。此种微型控制器的结构也是耳熟能详，本文不再细释。例如，分别以一分钟和一个月为基准，短期频率偏移均值可在处理单元6中得出，而长期频率偏移均值可在单元7中得出。两种均值经组合单元8组合。为获得适当的AFC初值，可在加工安装时在组合单元8中置入初值ALGN。通常选择将AFC的初值置于AFC范围的中间位置，并将偏移值调至零，或者可用常备的软件将偏移值调至零而无需人工操作。组合单元8的输出提供给数/模转换器9，且转换器9的输出电压被输出至包括一个电阻器11，一个电容12和一个线圈13的滤波器10。线圈13的另一端同时联接至一个电容器14和一个变容二极管15，该两器件串联之后再与本机振荡器3的振荡晶体16相并联。
图2所示为一个基于本发明的带有硬件/软件的频率调整装置。解调器4内的一个频率偏移检测器20如图所示。寄存器21存有控制数/模转换器的现行AFC控制值。频率偏移检测器20检测到的任何新的频率偏移offs，经偏移值-AFC值转换器23转换为一个AFC值后被存入新AFC控制值寄存器22。图中短期偏移补偿单元24所示之短期偏移补偿回路，会按既定的时间间隔更新存于寄存器21内的当前AFC控制值。存于寄存器25内的偏移补偿临界值可用作此次更新的一个输入，之后的数值由特定的应用来确定并且为一定值。例如，一部传呼机，偏移补偿临界值可为2HKz，而由图中长期偏移补偿单元27所示之长期偏移补偿回路所提供并存于寄存器26内的AFC参考值REF，可用作更新寄存器21内的当前AFC控制值的第二个输入。参考值REF代表由长期偏移补偿回路所提供的寿命信息，如所述，AFC参考值REF的更新是极其缓慢的。举例而言，假设当前AFC控制值是4KHz，而实际的接收器偏移是3KHz，则检测器20检测到一个新的偏移值offs为-1KHz。经加法器单元28相加后，新的AFC控制值即是+3KHz，它代表该数字通信设备1的实际频率偏移。虽然短期偏移补偿回路的最大偏移补偿范围被限制为2KHz，但因期限制范围与AFC参考值REF有关，所以可对3KHz进行补偿。在本例中，已假设长期偏移+2.5KHz经过一个长周期而被检测到，比如若干个月的时间。
图3为作为时间t的函数的频率偏移示意图，以便图解频率调整的操作。因寿命因数所引起的频率偏移offs，如图中曲线30，ppm示出。紧靠曲线30下面，是作为时间t函数的被更新的参考值REF，还表示了正偏移补偿临界曲线31和负偏移补偿临界曲线。如图所示，根据本发明，全部正负补偿范围R1和R2在相应的时间区间内都是可用的。AFC参考值REF存于RAM之中，并经固定时间间隔，比如每天一次，复制到EEPROM中，以免在电源电压低于RAM保持电压时长期偏移参考值被丢失，在更换数字通信设备1的电源电池时，可能会出现这种情况。补偿范围需受限制，是因为否则的话接收器会被错调至相邻强信号频道。如果没有本发明所提供的将长期/短期偏移补偿相分离的方法，则在有关时间区间内，无论正或负的偏移范围将会超出补偿范围。
图4所示为长期偏移补偿的流程图。偏移值offs在单元40被检测，并在单元41被转换为新的AFC值new-AFC。在单元42，新的AFC值new-AFC被存于寄存器22。在单元43，AFC参考值REF改变成为REF+((new-AFC)-REF)/2n)，n是整数。在单元45，完成新的长期偏移AFC值的计算。上述计算的结果是比如以一个月为周期的长期的新AFC控制值的算术平均值。
图5所示为短期偏移补偿的流程图。偏移值offs在单元50被检测，并在单元51被转换为新的AFC值new-AFC。在单元52，新的AFC值new-AFC被存于寄存器22。在单元53，从AFC参考值REF中减去存贮的新的AFC控制值new-AFC，并将其差值与偏移补偿临界值off-lim相比较。单元54中，当前AFC控制值被定义为：如果单元53中的比较结果为负数，就等于新的AFC控制值。在单元55中，当前AFC控制值变为AFC参考值REF和偏移补偿临界值off-lim的和。单元56表示完成短期偏移补偿的计算流程。
图6所示寄存器状态以进一步图示长期频率偏移补偿的操作过程。例如，当前AFC参考值pros-REF，6比特存于一个21位寄存器内的最高位置上面。pres-REF的初值可在加工安装时被预置，AFC初值的其余15位置零。从当前AFC值pre-AFC减去经计算所得之6位新的AFC平均值new-AFC，其差值加在21位寄存器的最低位处。与此同时，这个差值DIF除以215之后再加到参考值上，于是，须经过215次计算才能再将平均差值加到参考值上或者从参考值减去。假设每分钟进行一次计算，需要32768分钟或大约23天时间才能从目前的差值回归到参考值。在此长周期内，任何温度变化都已被平均化，以便可以完成因寿命因素而带来的偏移所需要的补偿。
根据上述观点，一个本领域技术人员可以在后附权利要求书所定义的有关本发明的精髓和范畴之内做出许多不同的演变，也就是说，本发明不限于所举的范例。

Claims (6)

1.一种数字通信设备(1)，它包括，一个带有混频器的接收器，并且该混频器和一个本机频率产生装置(3)相联接；一个联接至接收器的解调器(4)，该解调器用来提供一个频率偏移值(offs)，而该频率偏移值是一个代表本机频率产生装置(3)的输出频率的频率值和一个代表欲选频率的频率值的差值；一个连接到所述解调器的微型控制器(5)，该微控制器包括频率调整装置和一个频率调整参考值(26)，所述频率调整装置用于根据频率偏移值和频率调整参考值(26)来调整本机频率产生装置的频率，其特征在于，微型控制器(5)处理频率偏移值，以使得长期频率偏移和短期频率偏移相分离，从而所述频率调整参考值(26)根据被分离出来的长期频率偏移而被更新。
2.根据权利要求1的数字通信设备，其中，频率调整参考值(26)是预置的，以使其频率偏移值等于零。
3.根据权利要求1或2的数字通信设备，其中短期频率偏移和长期频率偏移是分别由时间长度在本质上是不同的时间周期内的频率偏移值的平均值来确定的。
4.根据权利要求3的数字通信设备，其中频率调整控制值和频率调整参考值(26)是根据一个预设功能而互相关联的。
5.根据权利要求4的数字通信设备，其中预设功能作为一个查找表而存于微型控制器(5)内。
6.根据权利要求3的数字通信设备，其中该数字通信设备(1)是一部导呼机，其频率偏移值(offs)由其所接收的同步字所确定。
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