FR2753587A1

FR2753587A1 - Procede et appareil permettant la commande de frequence

Info

Publication number: FR2753587A1
Application number: FR9710120A
Authority: FR
Inventors: Salomon Serfaty; Eli Ariviv; Eliezer Fogel
Original assignee: Motorola Israel Ltd
Current assignee: Motorola Solutions Israel Ltd
Priority date: 1996-09-13
Filing date: 1997-08-07
Publication date: 1998-03-20
Anticipated expiration: 2017-08-07
Also published as: US6081702A; GB9619207D0; GB2317281B; GB2317281A; FR2753587B1

Abstract

L'invention concerne un procédé et un appareil permettant de fournir une commande de fréquence d'un circuit oscillateur. L'appareil comporte un oscillateur 9, un estimateur d'erreur 10 fr produisant un ensemble d'estimation d'erreurs et un filtre médian 11 permettant de produire une valeur médiane à partir de l'ensemble des estimations. Le filtre médian 11 est connecté à l'oscillateur 9 qui réagit à la valeur médiane pour faire varier sa fréquence, ce qui réduit l'erreur.

Description

PROCÉDÉ ET APPAREIL PERMETTANT LA COMMANDE DE FRÉQUENCE

Domaine de l'invention La présente invention concerne un appareil destiné à la commande automatique de fréquence d'un récepteur radio. Arrière-plan de l'invention Dans les systèmes de communication incorporant des

émetteurs et des récepteurs radio mobiles (émetteurs-

récepteurs) un problème surgit du fait du décalage Doppler dans la fréquence perçue des signaux reçus créés

par le mouvement du récepteur.

Les émetteurs et les récepteurs radio utilisent des oscillateurs locaux pour fournir un signal de référence d'une fréquence particulière pour moduler ou démoduler les signaux de transmission. Un autre problème surgit en rapport avec cela en ce qu'il y a des différences de

fréquence entre les oscillateurs.

On sait que les appareils émetteurs et récepteurs radio fournissent un circuit qui surveille une sortie d'un oscillateur local afin de déterminer un décalage de fréquence ou une erreur. Cette erreur est renvoyée à l'oscillateur local afin de corriger la fréquence. Ces

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circuits sont couramment appelés circuits de commande

automatique de fréquence (AFC).

Une autre cause d'excursion de fréquence dans le signal transmis est l'évanouissement de Rayleigh. Ceci provoque des excursions presque momentanées ou instantanées importantes dans l'erreur de fréquence perçue. Résumé de l'invention Selon un premier aspect de l'invention, on propose un procédé de réduction d'une erreur de fréquence dans un signal fourni par un oscillateur local comprenant les étapes consistant à: déterminer un ensemble d'estimations de décalage de fréquence; déterminer une valeur médiane de l'ensemble d'estimations de décalage de fréquence et commander l'oscillateur local en référence à la valeur médiane de façon à faire varier la fréquence du

signal pour réduire l'erreur de fréquence.

En déterminant une valeur médiane des estimations de décalage de fréquence, des estimations d'erreurs extrêmes dues à l'évanouissement de Rayleigh sont éliminées et une estimation d'erreur plus appropriée utilisée pour commander l'oscillateur local. Ainsi, le signal de sortie de l'oscillateur est obtenu avec

beaucoup plus de précision.

Le temps requis pour produire la valeur médiane va être déterminé par la taille de l'ensemble des estimations des décalages de fréquence. Toutefois, plus l'ensemble est grand, plus la précision de l'estimation de l'erreur médiane est importante. De façon avantageuse, le nombre d'estimations de décalage est modifié. Ceci permet d'obtenir un compromis entre la vitesse et la précision. De préférence, la variation est telle que la taille de l'ensemble augmente. Ceci est préférable car ceci privilégie la rapidité au début, si la correction est relativement moins précise, puis la précision des corrections, si la rapidité est inférieure.'

Brève description des dessins

Des modes de réalisation spécifiques de l'invention vont maintenant être décrits à titre d'exemple uniquement en référence aux dessins parmi lesquels: la figure 1 représente un schéma fonctionnel d'un système radio comportant un émetteur-récepteur mobile selon la présente invention; et

la figure 2 est un organigramme d'explication.

Description détaillée

La figure 1 représente un système de communication 1 comprenant une station de base (BS) 2 et un mobile (MS) 3. Seules les parties de la station de base 2 et du mobile 3 nécessaires à une compréhension de l'invention

seront décrites en détail.

La station de base 2 comporte une unité d'émission 4 couplée à une antenne et à un oscillateur local 6 fournissant un signal de référence à l'unité de transmission 4. (La station de base 2 présente également un processeur commandant son fonctionnement et une unité de réception mais ceux-ci ne sont pas représentés.) Le mobile 3 comporte une antenne 7, un mélangeur de fréquences 8, un oscillateur local 9, un estimateur

d'erreur 10 et un filtre médian 11.

L'antenne 7 est connectée au mélangeur 8 et le mélangeur 8 présente une sortie connectée à l'estimateur

d'erreur 10.

L'estimateur d'erreur 10 est connecté au filtre médian 11 et le filtre médian est à son tour connecté au

mélangeur 8.

Dans ce mode de réalisation particulier, l'estimateur d'erreur 10 et le filtre médian 11 sont tous

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deux mis en oeuvre sur un processeur de signaux numériques (DSP) représenté sur le schéma par la ligne pointillée. Ainsi, la figure 1 représente une combinaison des blocs logiques fonctionnels et des blocs de circuits physiques. - Les communications transmises à partir de la station de base 2 sont transmises à la fréquence de l'oscillateur local 6. Il s'agit d'un oscillateur qui présente une fréquence maintenue avec beaucoup de précision ft qui peut être considérée comme étant la fréquence de transmission réelle. Afin de décoder avec précision les communications, il est nécessaire que l'oscillateur local 9 de la station mobile fournisse une fréquence qui est la plus proche possible de ft. C'est l'objectif de l'estimateur d'erreur 10 et du filtre

médian 11.

Les communications sont reçues par l'antenne 7 du mobile 3 et le signal multiplex est retiré en mélangeant le signal de l'oscillateur local 9 au niveau du mélangeur 8. La sortie du mélangeur 8 est analysée par le DSP et, en particulier, l'estimateur d'erreur 10 estime l'erreur dans le signal de communication qui est présent. Cette erreur sera due à la différence entre ft et le signal de référence fr fourni par l'oscillateur local mais comprendra également une erreur due aux interférences ou

à l'évanouissement de Rayleigh.

L'erreur due aux interférences et/ou à l'évanouissement de Rayleigh peut, puisqu'elle peut être une erreur supérieure à celle qui est due à fr, tendre, si elle est utilisée pour corriger l'oscillateur local 9, à créer une désadaptation encore plus grande entre ft et fr. L'estimateur d'erreur 10 produit une sortie numérique sous la forme d'une chaine de nombres binaires,

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chaque nombre représentant l'erreur estimée perçue entre ft et fr. Afin de faciliter l'exemple suivant, les

chaines de nombres sont données en décimales.

exemple 1 1 2 3 exemple 2 1 2 100 exemple 3 1 2 3 exemple 4 1 2 3 4 5 exemple 4 1 2 5 -4 9 Le filtre médian 11 traite les chaînes de nombres de la façon suivante, tel qu'illustré sur la figure 2. Les chaines de nombre sont mémorisées sous la forme d'un tableau à l'étape 20 et chaque élément du tableau est examiné à l'étape 21. Les valeurs extrêmes, c'est-a-dire les valeurs inférieure et supérieure, sont supprimées & l'étape 22. On considère ensuite à l'étape 23 s'il reste

ou non un seul élément dans le tableau.

S'il y a plus de deux éléments dans le tableau, le processus retourne à l'étape 21 et le tableau est réexaminé et l'étape de suppression 22 effectuée de nouveau pour les valeurs supérieure et inférieure. On se demande ensuite à l'étape 23 s'il reste seulement un

élément dans le tableau.

Les étapes 21, 22 et 23 sont répétées jusqu'à ce qu'il ne reste qu'un seul élément. Cet élément contient

la valeur médiane de la chaîne de nombres.

L'étape suivante, lorsqu'il ne reste qu'un seul élément, sert à faire passer la valeur dans l'oscillateur local 9. L'oscillateur local 9 fait ensuite varier sa

fréquence en conséquence pour réduire cette erreur.

Ainsi, pour l'exemple 1, les chiffres 1 et 3 doivent être supprimés car ils correspondent aux valeurs extrêmes. Le chiffre 2 reste et il s'agit de la valeur

médiane qui passe dans l'oscillateur local 9.

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Pour l'exemple 2, le chiffre 1 et le nombre 100 sont supprimés car ils constituent les valeurs extrêmes et le chiffre 2 reste. Cette valeur médiane passe dans

l'oscillateur local 9.

Pour l'exemple 3, lors d'un-premier passage, les chiffre 1 et 5 sont supprimés. On obtient donc le tableau 2, 3, 4. Puisqu'il y a plus d'un élément qui reste dans le tableau, (dans ce cas trois éléments) un autre passage est requis. Lors du deuxième passage, les chiffres 2 et 4 sont supprimés et le chiffre restant 3 passe dans

l'oscillateur local 9.

Pour l'exemple 4, lors d'un premier passage, les chiffres 4 et 9 sont supprimés. On obtient donc le tableau 1, 2, 5. Au cours du passage suivant, les chiffres 1 et 5 sont éliminés et le chiffre restant 2

passe dans l'oscillateur local 9.

On comprendra que plus le tableau de nombres est grand, plus le temps de traitement est important avant de faire passer la valeur médiane de correction dans

l'oscillateur local 9.

Dans un mode de réalisation préféré de l'invention,

la taille du tableau varie de la façon suivante.

Une fois initialisé, le mobile 3 choisit un tableau de nombres relativement petit. Ceci signifie que dans une période de temps relativement courte, l'oscillateur local 9 est relativement bien corrigé. Après cette correction initiale, la taille du tableau destiné à déduire les nombres médians suivants est augmentée ce qui donne des valeurs médianes de correction plus précises bien que

l'intervalle soit moins important.

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé de réduction d'une erreur de fréquence dans un signal fourni par un oscillateur local comprenant les étapes consistant à déterminer un ensemble d'estimations de décalage de fréquence; déterminer une valeur médiane de l'ensemble des estimations de décalage de fréquence et commander l'oscillateur local en référence à la valeur médiane afin de modifier la

fréquence du signal pour réduire l'erreur de fréquence.

2. Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre l'étape consistant à modifier le nombre d'estimations de décalage à partir duquel l'ensemble est formé avant de déterminer une autre valeur médiane de

l'ensemble.

3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel la variation du nombre d'estimations de décalage dans l'ensemble est tel que la taille de l'ensemble est augmentée.

4. Procédé de réduction d'une erreur de fréquence dans un signal fourni par un oscillateur local sensiblement tel que décrit précédemment en référence aux dessins.

5. Circuit oscillateur permettant de produire une sortie d'une fréquence souhaitée comprenant un oscillateur ayant un signal de sortie d'un estimateur d'erreur permettant de produire un ensemble de valeurs indiquant l'erreur de fréquence entre le signal de sortie et la fréquence souhaitée; un filtre médian permettant de déterminer une valeur médiane de l'ensemble de valeurs et un dispositif de commande de l'oscillateur réagissant à la valeur médiane fournie par le filtre médian pour faire varier le signal de sortie de l'oscillateur afin de

réduire l'erreur.

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6. Circuit selon la revendication 5, comportant en outre un définisseur de taille d'ensemble permettant de faire varier la taille de l'ensemble des valeurs.

7. Circuit oscillateur sensiblement tel que décrit en référence aux et tel qu'illustré-. sur les dessins.