TW201338474A - 頻率校正方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係為一種頻率校正方法，使參考震盪信號之頻率由初始震盪頻率校正為修正震盪頻率。此方法包含以下步驟：將頻率掃描區段區分為M個掃描頻率；根據M個掃描頻率而對接收信號進行降頻，並得出M個經降頻後之接收信號；對M個經降頻後之接收信號分別進行相關性運算而得出M個相關性計算結果；自M個掃描頻率中區分出N個頻率群組，其中各頻率群組皆包含P個選取頻率，而P個選取頻率對應於相鄰的P個掃描頻率；分別對N個頻率群組進行群組運算而得出N個群組運算結果；以及根據N個群組運算結果而自N個頻率群組中選擇選定頻率群組，並自選定頻率群組得出修正震盪頻率。

Description

頻率校正方法
本發明是有關於一種頻率校正方法，且特別是有關於一種參考震盪信號的頻率校正方法。
寬頻分碼多工多重存取(Wideband Code Division Multiple Access，簡稱為WCDMA)是一種數位化的第三代行動通訊技術。在WCDMA系統中，當傳送端(基地台)將資料送出前，需使用展頻編碼(Spreading Code)將窄頻信號展成寬頻信號，再透過擾亂碼(Scrambling Code)攪亂後送給接收端(手機)。其中資料的單位稱為位元(bit)，而展頻後序列的單位則稱為碼片(chip)。
為了使接收端能回復由傳送端所傳送的基頻訊號，手機必須先跟基地台完成同步，否則將因為接收端與傳送端時間不同步的緣故，而使手機在回復基頻訊號時得到雜訊狀波形的輸出。因此，WCDMA系統透過初始細胞搜尋程序(initial cell search procedure)來達到手機和基地台在碼域和時間上的同步。
初始細胞搜尋是指在WCDMA系統裡，當手機剛開機時一切都是未知的情況下，手機需完成基地台搜尋的動作，找出訊號最強的基地台，先使得手機與基地台時脈達成同步，再找出基地台所使用的擾亂碼，就能正確的與基地台通訊，並解出原始的基頻信號。為了便於識別，以fb代表基頻信號的頻率，並以fc代表載波信號(Carrier)的頻率。
通常在手機或者基地台端所使用的振盪器(oscillator)都會有一些誤差，導致兩者的頻率間存在著載波頻率偏移(carrier frequency offset，簡稱為CFO)，又稱為頻率誤差ferror。為了使手機能正常接收信號，需要調整手機的本地端震盪器所產生之參考震盪信號的頻率fref，使參考震盪信號的頻率fref能更接近載波信號的頻率fc。
在WCDMA系統進行初始化細胞搜尋程序時，一旦絕對無線頻率信道數(absolute radio-frequency channel number，簡稱為ARFCN)被選取後，下一個步驟便是對本地端震盪器產生的參考震盪信號的頻率進行修正。WCDMA系統可容許的頻率誤差範圍大約為3-13ppm，也就是當載波信號的頻率為2GHz時，參考震盪信號的頻率fref與載波信號的頻率fc之間的頻率誤差範圍為6-26kHz。
在初始細胞搜尋程序中，如何讓手機端的參考震盪信號和基地台的載波信號達成頻率同步，再將接收信號作適當的校正以產生正確的降頻信號，是讓WCDMA系統能正常運作的一個重要環節。
習用技術在執行初始細胞搜尋的同時，會先透過一個粗略自動頻率調整器(Coarse AFC)來進行初始化頻率擷取。根據初始化頻率擷取的結果而修正本地端震盪器所產生之參考震盪信號的頻率fref，使參考震盪信號的頻率fref與載波信號的頻率fc間的頻率誤差ferror=fc-fref，可以被調整至正負3ppm的範圍之內。
根據WCDMA系統的規劃，一個碼框的長度為10ms，每個碼框中包含著15個時槽，每一個時槽中包含2560個子碼。為了協助手機達成細胞搜尋的目的，WCDMA系統提供了主要同步通道(Primary Synchronization Channel，簡稱為PSCH)來協助手機完成時槽同步。PSCH通道的長度只有原來時槽長度的1/10，其他位置的時槽則不包含任何的信息或資料。因此，只有在每一個時槽剛開始的256個子碼包含一組經過設計的主要同步序列(primary synchronization sequence)。
由於所有的基地台都使用相同的PSCH序列，而手機端也預存有PSCH序列，因此，手機是否準確的接收到PSCH序列便成為接收端藉以定位出時槽邊界(slot boundary)的方法。更進一步來說，接收端係利用主要同步序列進行相關性計算(correlation calculation)，並根據相關性計算的結果來判斷頻率誤差ferror。
當參考震盪信號與載波信號之間的頻率誤差ferror越大，由PSCH相關器(correlator)輸出(output)的數值也就越小。因此，根據PSCH相關器所輸出的大小而判斷頻率誤差ferror的作法，經常被用在WCDMA系統中的初始化頻率擷取。
請參見第1A圖，其係WCDMA系統中的信號傳送與接收端之信號處理示意圖。圖式左側代表基地台的基頻信號與基地台振盪器106所產生之載波信號。
基頻信號透過混頻器102而利用載波信號進行增頻後，將產生傳送信號。此處可將混頻器102視為對兩個信號進行相乘，因此，基頻信號的頻率fb經過混頻器102後，在混頻器102的輸出端便產生頻率為fb±fc的混波信號。混波信號經由濾波器(未繪示)而選擇fb+fc或fb-fc進行傳送。基地台的天線將傳送信號透過透過行動通訊網路10傳送後，再由手機端的天線接收。
當接收信號被手機接收後，手機端的混頻器101會利用本地端震盪器105所產生的參考震盪信號而對其進行降頻操作。
理論上，參考震盪信號的頻率fref與載波信號的頻率fc會彼此相等，因而能完整的自接收信號中回復得到基頻信號。但實際上卻不然，接收信號經過參考震盪信號降頻後，實際得出的降頻信號與傳送端最初的基頻信號並不相同。在接收端的降頻信號與傳送端的基頻信號之間的差異，可歸咎於傳送過程與信號處理時的各種變異。
舉例來說，在傳送過程中，由基地台發出的基頻信號x(n)可能會受到雜訊或信號的干擾(N)。假設基頻信號為x(n)，而手機端的混頻器101所解出來的信號為y(n)，此時混頻器101輸出的信號理論上會相當於基頻信號x(n)與雜訊N的組合。
除了傳送過程中的雜訊外，參考震盪信號的頻率fref，以及基地台振盪器產生的載波信號的頻率(載波頻率fc)並不會完全一致，使得兩者的頻率存在誤差。假設本地端震盪器所產生之參考震盪信號的頻率fref為初始震盪頻率forig(fref=forig)，而載波信號的頻率為fc，則這個頻率誤差ferror(ferror=fref-fc=forig-fc)將影響解調變所得出的y(n)。
為了判斷參考震盪信號與載波信號之間的頻率誤差ferror，對參考震盪信號進行頻率校正的作法可以分為粗調校正與微調校正兩類。
其中，對頻率進行粗調校正的目地是先對參考震盪信號的頻率fref作初步的校正，使頻率誤差ferror能先縮小至頻率掃描級距Δf的範圍內。在粗調校正完成後，接著再對參考震盪信號的頻率fref進行微調校正。此處係以頻率粗調作為討論的對象。
由於本地端的參考震盪信號經過頻率粗調校正後，仍需要再進行微調校正。因此，若頻率粗調的效果不佳時，仍可能發生頻率誤差過大，無法正確校準的現象。因此偵測比率(detection rate)被來代表後續在進行微調時，能成功的作進一步調整而校正出使頻率誤差ferror為0的比率。
習用技術進行頻率粗調校正的作法是，在頻率掃描區段中，區分為複數個不同的掃描頻率(sweep frequency)f i 並逐一利用各個掃描頻率來進行測試。其中掃描頻率fi代表在頻率掃描區段中的第i個掃描頻率。
在頻率掃描區段中的每個掃描頻率f i 彼此間有一預設的頻率掃描級距Δf，根據頻率掃描區段中的每個掃描頻率fi可得出相關性計算結果yi。之後，再利用相關性計算結果yi的比較，而得出相關性計算結果的最大值ymax。更進一步來說，當相關性計算結果yi為最大值時，與其相對應之掃描頻率fi將使頻率誤差ferror趨近於頻率粗調校正時所能降低的最小值。
更進一步來說，以各個相關性計算結果yi之數值進行比較後，先得出其中的極大值ymax，便能據此而得出修正震盪頻率(fref=fi)。
以下利用算式推導其作法，首先，以第1式代表接收信號r(t)。
r(t)=α(t)s(t-t b )exp(j2πf c t)+n(t),　(第1式)
第1式利用s(t)代表主要同步序列(primary synchronization sequence)，其為一個時槽(slot)中的前面256個碼片。α(t)代表瑞利衰落(Rayleigh fading)，此處為了簡化起見而假設其數值與頻率變化無關(frequency-flat)。t b 代表在系統時序(system timing)與空中的時槽邊界(air slot boundary)之間的時序偏移(timing offset)；f c 為載波信號的頻率；而n(t)代表雜訊與其他影響(interferences)的總和。
接著，透過混頻器101而利用參考震盪信號的頻率fref對接收信號r(t)進行降頻。須注意的是，參考震盪信號的頻率fref會根據掃描頻率fi的不同而改變(fref=fi)。
更進一步來說，參考震盪信號的頻率fref在一開始為初始震盪頻率forig，而初始震盪頻率forig並不等於載波信號的頻率fc。針對這樣的問題，便搭配PSCH相關器的使用，利用不同之掃描頻率fi而測試得出不同的相關性計算結果。隨著掃描頻率fi的不同，搭配混頻器使用而對接收信號進行降頻轉換(down conversion)的參考震盪信號的頻率fref也隨之改變，這也使得混頻器101對接收信號的降頻輸出結果隨著掃描頻率fi的不同而改變。
然後，由於掃描頻率fi為已知，不同的掃描頻率fi所對應得出的相關性計算結果也同樣可以得知。第2式以相關性計算結果yi代表在不同的時序邊界選項(slot boundary candidates)t m 中，使PSCH相關器輸出為最大值的情形。
其中t i 是與掃描頻率f i 之相關性的起始時間(starting time)。由t i 可以看出，當掃描頻率fi改變時，用來計算相關性的信號也不相同。T代表整合期間(integration period)，也就是相當於一個WCDMA時槽。
根據第2式可以得知，在瑞利衰落α(t)為常數的前提下，當掃描頻率fi最接近載波信號的頻率fc時，由PSCH相關器輸出的相關性計算結果y i 將具有最大值。因此，先對每一個掃描頻率fi都先進行PSCH相關性運算，之後再根據相關性計算結果來判斷哪一個掃描頻率會較接近載波信號的頻率(fi≒fc)。因此，參考震盪信號的頻率fref=fi可以根據第3式而得出。
一旦得出較為接近載波信號之頻率fc的掃描頻率fi後，習用技術就可利用該掃描頻率修正參考震盪信號的頻率fref。亦即，本地端的振盪器107所產生的參考震盪信號將由初始震盪頻率fref=forig校正為前述對應於最大相關性結果的掃描頻率fref=fi。
也就是說，習用技術在利用PSCH相關器的計算結果估算初始震盪頻率forig與載波頻率fc之間的頻率誤差ferror時，其作法如下：先將頻率掃描區段區分為複數個掃描頻率fi；嘗試以不同的掃描頻率fi作為參考震盪信號的頻率fref，並觀察採用哪一個掃描頻率fi將使PSCH相關器所產生的相關性計算結果yi具有最大值。
因此，習用技術的作法是，若某一掃描頻率fi使PSCH相關器輸出的相關性計算結果yi為最大值時，便判斷該掃描頻率fi是頻率掃描區段中，較為接近載波頻率fc的頻率。之後，便將本地端震盪器產生的參考震盪信號的頻率fref由初始震盪頻率forig改為該掃描頻率fi(修正震盪頻率)。
舉例來說，頻率掃描區段內的最小的掃描頻率與最大的掃描頻率可能被定義為與初始震盪信號的頻率forig相差-15.4ppm至+15.4ppm的範圍。其中每一個頻率掃描級距Δf的大小(step size)為1.4ppm。因此，在以初始震盪信號的頻率forig為中心的-15.4ppm至+15.4ppm之頻率掃描區段範圍內，若以1.4ppm作為一個頻率掃描級距Δf的範圍時，頻率掃描區段共包含(15.4*2)/1.4+1=23個掃描頻率。
請參見第1B圖，其係習用技術循序進行頻率掃描方之示意圖。為了便於說明，此處並未完整繪式頻率掃描區段中的23個掃描頻率。此處以不同的編號代表不同的掃描頻率，並將各掃描頻率經由PSCH相關器計算得出的結果依照相同方式編號。例如：根據第一掃描頻率f1而得出的第一相關性計算結果y1、根據第二掃描頻率f2而得出的第二相關性計算結果y2，其餘類推。
簡單來說，習用技術的作法是在頻率掃描區段中，以不同的掃描頻率fi進行掃描。此種根據掃描頻率fi的改變而一一被測試與驗證的方式，被用來做為參考震盪信號的頻率粗調校正使用。
然而，以逐一確認的方是對掃描頻率的相關性計算進行比較後的粗調校正方式卻可能使偵測比率不理想，而使頻率誤差ferror大於頻率掃描級距Δf。也就是說，此種粗調的方式對於後續進行微調時，並不一定能使頻率誤差ferror減少至0。
採用此種方式估算最接近載波信號之頻率的修正震盪頻率時，可能無法使微調時正確找出頻率誤差的原因是，有多個不同的掃描頻率fi均對應產生出具有較大相關性計算結果yi，或是最大的極值同時對應於兩個彼此相差甚遠的掃描頻率(例如：f1與f23)均有最大的相關性計算結果。此時便不易判斷哪一個掃描頻率fi才該被用來校正參考震盪信號的頻率fref。此外，當瑞利衰落α(t)隨著時間而改變時，利用第3式估計頻率誤差ferror的效果並不理想。
根據模擬結果甚至可以發現，以習用技術方式對參考震盪信號進行粗調時，可能使頻率校正結果發散。此種情形下，便難以找出合適的修正震盪頻率的值，因此，習用技術在頻率掃描區段中，針對每一個掃描頻率fi進行掃描後，直接以相關性計算結果判斷並調整參考震盪信號之頻率fref的作法仍有缺失。
本發明係有關於一種頻率校正方法，應用於一參考震盪信號，使該參考震盪信號之頻率由一初始震盪頻率校正為一修正震盪頻率，該頻率校正方法係包含以下步驟：將一頻率掃描區段區分為M個掃描頻率；根據該M個掃描頻率而對一接收信號進行降頻，並得出M個經降頻後之接收信號；對該M個經降頻後之接收信號分別進行一相關性運算後，據此而得出M個相關性計算結果；自該M個掃描頻率中區分出N個頻率群組，其中各該頻率群組皆包含P個選取頻率，而該P個選取頻率係對應於該頻率掃描區段中相鄰的P個掃描頻率；分別對該N個頻率群組進行一群組運算而得出N個群組運算結果；以及根據該N個群組運算結果而自該N個頻率群組中選擇一選定頻率群組，並自該選定頻率群組得出該修正震盪頻率。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
根據本發明的構想，提出了以頻率群組作為頻率粗調之計算基礎的作法。以下先以實施例說明如何應用本發明的作法，並輔以流程圖說明本發明的步驟。
請參見第2圖，其係根據本發明構想之較佳實施例，以五個頻率群組作為頻率粗調之計算基礎之示意圖。
在此較佳實施例中，將頻率掃描區段區分為七個掃描頻率(f1~f7)。利用PSCH相關器對頻率掃描區段內的每個掃描頻率(f1~f7)進行相關性運算，因而根據第一掃描頻率f1得出第一相關性計算結果y1、根據第二掃描頻率f2得出第二相關性計算結果y2、根據第三掃描頻率f3得出第三相關性計算結果y3、根據第四掃描頻率f4得出第四相關性計算結果y4、根據第五掃描頻率f5得出第五相關性計算結果y5、根據第六掃描頻率f6得出第六相關性計算結果y6，以及根據第七掃描頻率f7得出第七相關性計算結果y7。
在此較佳實施例中，每三個相鄰的掃描頻率被歸為一個頻率群組，並被當作在頻率群組中的頻率選項。因此，由第2圖可以看出，頻率掃描區段內的七個掃描頻率(fi,i=1~7)共可分為五個頻率群組(Gj,j=1~5)。與習用技術不同的是，這些根據掃描頻率(f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7)而得出的相關性計算結果(y1、y2、y3、y4、y5、y6、y7)並不會直接被用於比較，而會透過加權運算後，再進一步以頻率群組Gj為基礎單位，比較根據各頻率群組Gj所得出的加權總和運算結果。
舉例來說，第2圖中的掃描頻率被區分為五個頻率群組(G1、G2、G3、G4、G5)，其中每個頻率群組Gj均以大括號來表示所包含的掃描頻率fi。在此較佳實施例中，假設每一個頻率群組Gj均各自包含三個選取頻率(F1、F2、F3)。當然，頻率群組Gj的數目(N)以及各個頻率群組所包含的選取頻率個數(P)，均可因應系統的設計而變更。
頻率群組Gj中的選取頻率Fk可以根據由低而高的順序編號。為了區隔在各頻率群組Gj內的選取頻率編號，此處以Fk(k=1,2,3)來區別同一個頻率掃描群組中的各個選取頻率，並以fi(i=1,2,3,4,5,6,7)來代表整個頻率掃描區段內的掃描頻率。
第一頻率群組G1所包含的第一選取頻率F1、第二選取頻率F2、第三選取頻率F3，分別對應於頻率掃描區段內的第一掃描頻率f1、第二掃描頻率f2與第三掃瞄頻率f3。
第二頻率群組G2所包含的第一選取頻率F1、第二選取頻率F2、第三選取頻率F3，分別對應於頻率掃描區段內的第二掃描頻率f2、第三掃瞄頻率f3與第四掃描頻率f4。
第三頻率群組G3所包含的第一選取頻率F1、第二選取頻率F2、第三選取頻率F3，分別對應於頻率掃描區段內的第三掃描頻率f3、第四掃描頻率f4與第五掃瞄頻率f5。
第四頻率群組G4所包含的第一選取頻率F1、第二選取頻率F2、第三選取頻率F3，分別對應於頻率掃描區段內的第四掃描頻率f4、第五掃描頻率f5與第六掃瞄頻率f6。
第五頻率群組G5所包含的第一選取頻率F1、第二選取頻率F2、第三選取頻率F3，分別對應於頻率掃描區段內的第五掃描頻率f5、第六掃描頻率f6與第七掃瞄頻率f7。
歸納前述說明可以發現，各個頻率群組(G1、G2、G3、G4、G5、G6、G7)所包含的選取頻率(F1、F2、F3)將對應於掃描頻率(f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7)由低而高的順序遞增。
例如：第一頻率群組G1所包含的選取頻率(F1、F2、F3)是以第一掃描頻率f1為首的連續三個掃描頻率(f1、f2、f3)；第二頻率群組G2所包含的選取頻率(F1、F2、F3)是以第二掃描頻率f2為首的連續三個掃描頻率(f2、f3、f4)。其餘各頻率群組所包含的選取頻率(F1、F2、F3)亦具有相同的特性。
再者，根據各頻率群組(G1、G2、G3、G4、G5、G6、G7)所對應的掃描頻率，對各頻率群組進行相關性計算結果的加權運算。以這個較佳實施例來說，便分配三個不同的權重(w1、w2、w3)予根據頻率群組Gj所包含的三個選取頻率(F1、F2、F3)所得出之相關性計算結果(Y1、Y2、Y3)。
例如：以第一權重w1對應於根據頻率群組Gj中的第一選取頻率F1所得出的相關性計算結果Y1；以第二權重w2對應於根據頻率群組Gj中的第二選取頻率F2所得出的相關性計算結果Y2；以及，以第三權重w3對應於根據頻率群組Gj中的第三選取頻率F3所得出的相關性計算結果Y3。
因此，在這個較佳實施例中，權重、頻率群組內的選取頻率之編號，以及與選取頻率相對應之相關性計算結果之間的對應關係可被表示為：(w1,F1,Y1)、(w2,F2,Y2)、(w3,F3,Y3)。這裡的加權權重之數值可以彈性定義，例如：第二權重w2為最大值，且第一權重與第三權重相等(w1=w3)等。
根據本發明的構想，將針對每個頻率群組Gj內的選取頻率Fk所得出的相關性計算結果Yk，以對應的加權權重wk進行相對應的加權總和運算。在得出各個頻率群組Gj所對應的加權總和運算結果SYj後，找出其中具有最大值的選定頻率群組。其中，j代表各頻率群組的編號，k代表同屬一個頻率群組的各個選取頻率相對應的編號。
以第2圖為例，各個頻率群組所對應得出加權總和運算結果SYj可被定義為：SYj=w1*Y1+w2*Y2+w3*Y3，其中j=1,2,3,4,5。
當然，頻率群組所包含之選取頻率的個數也可能不同，因此，加權總和運算結果SYj的定義方式也可隨之改變。
假設頻率掃描區段內的掃描頻率的個數仍維持第2圖所示(f1~f7)，但每個頻率群組改為包含四個選取頻率(F1、F2、F3、F4)時，將可得出四個頻率掃描群組(G1、G2、G3、G4)。此時，各個頻率掃描群組Gj(j=1~4)所對應之加權總和運算結果(SYj,j=1,2,3,4)可以根據各個權重與掃描頻率之相關性計算結果而被表示為：SYj=w1*Y1+w2*Y2+w3*Y3+w4*Y4。
其中Y1代表根據與頻率群組Gj內的第一選取頻率F1對應之掃描頻率而得出的第一選取頻率相關性計算結果、Y2代表根據與頻率群組Gj內的第二選取頻率F2對應之掃描頻率而得出的第二選取頻率相關性計算結果、Y3代表根據與頻率群組Gj內的第三選取頻率F3對應之掃描頻率而得出的第三選取頻率相關性計算結果，Y4代表根據與頻率群組Gj內的第四選取頻率F4對應之掃描頻率而得出的第四選取頻率相關性計算結果。
同樣的，當頻率群組Gj包含四個選取頻率(F1、F2、F3、F4)時，各頻率群組Gj實際包含的掃描頻率，也將依據各頻率群組Gj之選取頻率與掃描頻率間的不同對應方式而有不同的組合。例如：第一頻率群組G1中的四個選取頻率(F1、F2、F3、F4)所對應之四個掃描頻率為(f1、f2、f3、f4)，而第二頻率群組G5中四個的選取頻率(F1、F2、F3、F4)所對應之四個掃描頻率為(f2、f3、f4、f5)，此處不再贅述。
承上所述，在第2圖所示之較佳實施例中，針對每個頻率群組Gj所包含的各個選取頻率，利用SYk=w1*Y1+w2*Y2+w3*Y3進行加權總和運算，其中j=1,2,3,4,5。
因此，根據第一頻率群組G1之選取頻率所對應的掃描頻率(f1、f2、f3)所得出之相關性計算結果(y1、y2、y3)進一步得出第一加權運算總和SY1；根據第二頻率群組G2之選取頻率所對應的掃描頻率(f2、f3、f4)所得出之相關性計算結果(y2、y3、y4)進一步得出第二加權運算總和SY2；根據第三頻率群組G3之選取頻率所對應的掃描頻率(f3、f4、f5)所得出之相關性計算結果(y3、y4、y5)進一步得出第三加權運算總和SY3；根據第四頻率群組G4之選取頻率所對應的掃描頻率(f4、f5、f6)所得出之相關性計算結果(y4、y5、y6)進一步得出第四加權運算總和SY4；以及，根據第五頻率群組G5之選取頻率所對應的掃描頻率(f5、f6、f7)所得出之相關性計算結果(y5、y6、y7)進一步得出第五加權運算總和SY5。
這些頻率群組所對應之加權運算總和的計算方式可表示為：
根據對第一頻率群組G1而得出之第一加權運算總和SY1，其中SY1=w1*y1+w2*y2+w3*y3；
根據對第二頻率群組G2而得出之第二加權運算總和SY2，其中SY2=w1*y2+w2*y3+w3*y4；
根據對第三頻率群組G3而得出之第三加權運算總和SY3，其中SY3=w1*y3+w2*y4+w3*y5；
根據對第四頻率群組G4而得出之第四加權運算總和SY4，其中SY4=w1*y4+w2*y5+w3*y6；以及，
根據對第五頻率群組G5而得出之第五加權運算總和SY5，其中SY5=w1*y5+w2*y6+w3*y7。
接著，比較這些加權運算總和的數值(SY1、SY2、SY3、SY4、SY5)，選擇其中具有最大數值者，並以該最大加權運算總和數值所對應的頻率群組作為選定頻率群組。
假設根據加權運算總和後的比較結果為：第一加權運算總和SY1具有最大值時，便以第一頻率群組G1作為選定頻率群組，並以第一頻率群組G1內的中心選取頻率(F2)所對應之掃描頻率作為修正震盪頻率。同理，若根據加權運算總和後的比較結果為：第二加權運算總和SY2之數值為所有的加權運算總和中的最大值時，便以第二頻率群組G2中的中心選取頻率(F2)所對應之掃描頻率作為修正震盪頻率。
附帶一提的是，在此較佳實施例中，由於每個頻率群組所包含的選取頻率個數為三個(F1、F2、F3)，因此中心選取頻率便是位於中間的第二選取頻率F2，但是，隨著掃描群組所包含之選取頻率的個數不同，中心選取頻率所對應之選取頻率的編號也可能不同。
舉例來說，當掃描頻率群組Gj包含五個選取頻率時，便以居中的第三選取頻率F3所對應的掃瞄頻率作為中心選取頻率。再者，當掃描頻率群組Gj包含四個選取頻率時，則以居中的第二選取頻率F2與第三選取頻率F3所對應之掃描頻率的平均值作為修正震盪頻率。其餘的掃描頻率個數之作法也可依此而類推。
承上，本發明係提出一種頻率校正方法，應用於將參考震盪信號之頻率由初始震盪頻率校正為修正震盪頻率。以第2圖為例，此較佳實施例所採用的頻率校正方法可被歸納為以下步驟：將頻率掃描區段區分為7個掃描頻率(f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7)；根據7個掃描頻率而對接收信號進行降頻，並得出7個經降頻後之接收信號；對7個經降頻後之接收信號分別進行相關性運算後，據此而得出7個相關性計算結果(y1、y2、y3、y4、y5、y6、y7)；自7個掃描頻率中區分出各自包含3個選取頻率的5個頻率群組(G1、G2、G3、G4、G5)，其中各該頻率群組所包含的選取頻率均對應於頻率掃描區段內相鄰的3個掃描頻率；分別對5個頻率群組(G1、G2、G3、G4、G5)進行群組運算而得出5個群組運算結果(SY1、SY2、SY3、SY4、SY5)；以及根據5個群組運算結果而自5個頻率群組(G1、G2、G3、G4、G5)中選擇一選定頻率群組，並自選定頻率群組所包含的掃描頻率中得出修正震盪頻率。
為了更進一步說明本發明的構想，以下利用第3圖另外說明一個較佳實施例，說明本發明如何以頻率群組G作為得出修正震盪頻率的基礎，得出偵測比率較佳的頻率粗調作法。
為了便於與習用技術相較，在第3圖中，與第1B圖同樣以利用1.4ppm作為頻率掃描級距Δf。差別則是將頻率掃描區段區分為31個掃描頻率，因此，此處的頻率掃描區段的範圍會較習用技術的頻率掃描區段更大。
更進一步比較可以發現，第1B圖的頻率掃描區段為初始震盪頻率正負11個頻率掃描級距Δf內(1.4*11=15.4)。也就是說，掃描頻率會介於(初始震盪頻率-15.4ppm)至(初始震盪頻率+15.4ppm)之間。另一方面，第3A圖的頻率掃描區段為初始震盪頻率正負15個頻率掃描級距Δf內(1.4*15=21)。也就是說，掃描頻率會介於(初始震盪頻率-21ppm)至(初始震盪頻率+21ppm)之間。
參看前述的說明可以得知，本發明係以頻率群組Gj為基礎，並選擇頻率群組Gj的中心選取頻率作為修正震盪頻率，因此，在頻率掃描區段內位於邊緣的掃描頻率(例如：f1、f7等，視頻率群組所包含的選取頻率個數而異)便不會成為被選用為修正震盪頻率。也因此，如果希望修正震盪頻率與初始震盪頻率之間的差距介於-15.4ppm至15.4ppm的範圍時，則本發明實際上用來作為頻率掃描區段的範圍則較-15.4ppm至15.4ppm的誤差頻率範圍更大。
請參見第3圖，其係根據本發明構想之較佳實施例，以二十三個頻率群組作為頻率粗調之計算基礎之示意圖。在此較佳實施例中，頻率掃描區段被區分為M(M=31)個掃描頻率。與前一個較佳實施例相比較時，若頻率掃描區段的範圍維持相同時，若包含的掃描頻率fi個數較多時，相對代表頻率掃描級距Δf較小。
在這個較佳實施例中，假設每一個頻率群組包含了P(P=9)個選取頻率，這些選取頻率對應至頻率掃描區段中的九個相鄰的掃描頻率(adjacent frequencies)。此處以F1~F9來代表任一頻率群組中的九個選取頻率。其中頻率群組內的第五選取頻率F5為頻率群組內的中心選取頻率，其餘的選取頻率(F1、F2、F3、F4、F6、F7、F8、F9)被當成從屬選取頻率。當然，實際應用時，頻率群組所包含的選取頻率之個數並不以此為限。
再者，前述各該掃描頻率所對應之相關性計算結果分別為：第一選取頻率相關性計算結果Y1、第二選取頻率相關性計算結果Y2、第三選取頻率相關性計算結果Y3、第四選取頻率相關性計算結果Y4、第五選取頻率相關性計算結果Y5、第六選取頻率相關性計算結果Y6、第七選取頻率相關性計算結果Y7、第八選取頻率相關性計算結果Y8、第九選取頻率相關性計算結果Y9。
在得出全部的相關性計算結果後，根據每個掃描頻率在各個頻率掃描群組中的順序，提供各頻率群組中的每個選取頻率相關性計算結果一個加權運算權重(weighting)(w1、w2、w3、w4、w5、w6、w7、w8、w9)。
也就是以第一加權運算權重w1對應於各頻率群組中的第一選取頻率相關性計算結果Y1、以第二加權運算權重w2對應於各頻率群組中的第二選取頻率相關性計算結果Y2，其餘類推。如此一來，便可以得到如第4式之加權總和運算結果SYi。
其中w j 代表相關性計算結果y j 對應的權重。
由於相關器的輸出y i 可利用一個常態分布的變數(normally distributed random variable)來近似，特別是當其信號雜訊比(signal to noise power ratio，簡稱為SNR)較大的時候。換言之，由於相關器的輸出y j 大致與exp(-((y 1-E[y 1D2+...+(y j -E[y j ])2+...+(y o -E[y o ])2))成比例。因此，可以根據不同掃描頻率f i 的計算，而找出使加權總和運算結果SY j = y j E[y j ]為最大值的掃描頻率f i 。
本發明用來估計的修正震盪頻率的方式是根據最大加權運算總和而對應的掃描頻率。亦即，當頻率群組Gj所對應之加權運算總和SYj的數值越大時，代表該群組所包含的選取頻率越接近載波信號的實際頻率。因此，估計得出的修正震盪頻率屬於具有最大的加權總和的頻率群組中的掃描頻率。此處便以第5式代表最大似然估計值(maximum likelihood estimator)。
根據前述說明，本發明利用頻率群組的構想可以由第2、3圖之說明得知，以下則進一步利用第4A、4B圖說明實現上述構想的作法。
請參見第4A圖，其係根據本發明之構想，以第一種實現方式實現以頻率群組為基礎，得出頻率粗調之修正震盪頻率之示意圖。
接收信號經由混頻器201而以參考震盪信號進行降頻，而參考震盪信號的頻率fref將由初始震盪頻率fref=forig調整為修正震盪頻率fref=fi’。
之後，利用混頻器201將降頻的結果輸出至PSCH相關器203。由於頻率掃描區段被區分為M個掃描頻率，因此改變參考震盪信號為這M個掃描頻率，並分別用來對接收信號進行降頻，共可得出M個經降頻後之接收信號。
接著，針對各個經降頻後之接收信號，由PSCH相關器進行相關運算後，得出M個相關性計算結果。接著根據該M個相關性計算結果而區分出N個頻率群組，其中各該頻率群組皆包含P個選取頻率，而這P個選取頻率係由頻率掃描區段中選出P個相鄰的掃描頻率。以及，依據頻率群組的劃分，而分別對該N個頻率群組進行一群組運算(例如：加權總和運算205)而得出N個群組運算結果。
最後再根據該N個群組運算結果而自N個頻率群組中選擇一選定頻率群組，並自選定頻率群組得出修正震盪頻率。也就是以加權總和運算的結果進行比較，藉由判斷器207判斷得出具有最大加權總和值之頻率群組後，以該頻率群組作為選定頻率群組，並將參考震盪信號的頻率fref修正為選定頻率群組內的中心選取頻率。
請參見第4B圖，其係根據本發明之構想，以第二種實現方式實現以頻率群組為基礎，得出頻率粗調之修正震盪頻率之示意圖。在這個實現方式中，進一步提供了資料儲存單元309，而能減少等待接收信號的時間，而且用於切換射頻(radio frequency，簡稱為RF)模組的功率消耗也得以降低。
簡單來說，第二較佳實施例將降頻的步驟區分為兩個階段，分別透過混頻器301與混頻器302來進行。
首先利用混頻器301對接收信號進行降頻，其降頻的方式是利用初始震盪頻率對接收信號進行降頻，透過混頻器301而得出一初始降頻信號。
在得出初始降頻信號後，資料儲存單元309將其儲存起來。由於初始降頻信號被儲存起來，後續可以再進一步利用測試信號對初始降頻信號作第二度的降頻動作。由於初始降頻信號係以數位的格式儲存於資料儲存單元309中，讓後續進行計算時，可以用數位的方式，直接對經過降頻處理的接收信號進行相關性運算。
也就是說，第4B圖中用來進行第二次降頻的混頻器302、PSCH相關器303、加權總和計算305、判斷器307都是在數位狀態(digital domain)中進行。
接著，再分別利用各掃描頻率與初始震盪頻率間之M個頻率差值(即，各個頻率掃描級距如：±Δf、±(2*Δf)等)而對初始降頻信號進行降頻，進而得出M個經降頻後之接收信號。
每次利用測試信號對初始降頻信號進行降頻時，測試信號的頻率也隨著頻率掃描級距的變化而改變，此時便控制資料儲存單元309，使其重新提供先前所儲存的初始降頻信號的內容。
亦即，根據掃描頻率fi的改變，此種實現方式將降頻過程分為兩個階段，第一階段是以初始震盪信號直接對接收信號進行降頻；第二階段則是以不同的掃描頻率與初始震盪信號之間的差值而對初始降頻信號作第二度的降頻。第二度降頻的計算結果將被輸出至PSCH相關器203。
由於針對各個降頻後的結果進行相關性運算的流程均與第一種實現方式類似，此處不再詳述。
簡言之，在第二種實現方式中，接收信號首先以初始震盪頻率forig對該接收信號進行降頻(down-convert)而得出初始降頻信號。當接收信號經過降頻(down conversion)後，便將初始降頻信號儲存起來。也就是將數個WCDMA時槽的信號被記錄在資料儲存單元所提供的緩衝區內。亦即，第二種實現方式係以數位的方式進行對各個掃描信號之降頻、PSCH相關性計算、加權總和計算，以及判斷頻率誤差，進而大幅改善整體的處理速度。
附帶一提的是，根據第二種實現方式所採用之記錄並播放(record-and-replay)方式，如果得到一個可信賴的相關性計算結果y i 需要使用接收信號中的許多時槽，這些時槽可以被區分為多個區段(segments)，並分別被記錄與重播。此外，隨著接收信號的變化，緩衝區所儲存的內容也可被其他區段的信號更新。
以使用30個時槽的接收信號為例，第二種實現方式可以將30個時槽區分為多個區段，將各個區段的信號儲存於記憶體中，便可以重複使用。亦即，將接收信號記錄在緩衝區(buffer)裡，能針對不同的掃描頻率而被重複播放。由於接收信號被儲存並進行降頻後，後續使用時係以數位的方式進行運算，其處理速度得以大幅提升。
須注意的是，無論是否採用資料儲存單元，前述兩種實現方是在選擇掃描頻率而進行與其對應之相關性計算時，其選擇掃描頻率的方式可以根據一預定順序而自M個掃描頻率選取。其中預定順序安排掃描頻率的方式可能是遞增選取順序、遞減選取順序、隨機選取順序(interleaved)等。
採用此種隨機選取順序的優點是，可以減少通道改變(channel variation)對於相關性計算的影響，讓相關性計算的結果更為準確。舉例來說，在同一個頻率掃描群組中的9個選取頻率便可以利用F 1,F 5,F 9,F 2,F 6,...,F 8的順序選取。
歸納前述的說明，本發明所提出的校正方法可被歸納為以下的步驟與流程。
請參見第5圖，其係根據本發明構想而歸納之頻率校正方法之流程圖。為了歸納本發明的構想，以下將以M代表頻率掃描區段內的掃描頻率個數、N代表掃描群組的個數、P代表各個掃描群組所包含的選取頻率總共的個數。其中M=N+(P-1)，且P大於等於2。
此外，在N個頻率群組中的任兩個相鄰的頻率群組中，包含相同的(P-1)個選取頻率(掃描頻率)。以第2圖為例，每個頻率群組均包含三個選取頻率，其中第一頻率群組G1與第二頻率群組G2均包含頻率掃描區段中的第二掃描頻率f2與第三掃瞄頻率f3。
首先，將頻率掃描區段區分為M個掃描頻率(步驟S501)，即，根據頻率掃描級距Δf(如：1.4ppm)而將頻率掃描區段區分為該M個掃描頻率。而頻率掃描級距Δf係根據本地端振盪器之頻率調整範圍而定義。
由於頻率掃描區段係以初始震盪頻率forig為中心，以整數倍之頻率掃描級距Δf選取在初始震盪頻率forig兩端的掃描頻率，因此，初始震盪頻率forig係為該頻率掃描區段之平均值。再者，M為奇數，且初始震盪頻率forig係為第(M+1)/2個掃描頻率。
根據M個掃描頻率而對一接收信號進行降頻，並得出M個經降頻後之接收信號(步驟S502)。亦即，根據預定順序而逐一自M個掃描頻率選取一者後，以所選取之掃描頻率作為參考震盪信號之頻率；以及利用參考震盪信號對接收信號進行降頻後，得出M個經降頻後之接收信號。此處所述之預定順序可以是遞增選取順序、遞減選取順序、隨機選取順序
之後，再對該M個經降頻後之接收信號分別進行一相關性運算後，據此而得出M個相關性計算結果(步驟S503)。
更進一步解析步驟S503可以得知其作法為：根據一選取順序而自該等掃描頻率選擇一個用來降頻之掃描頻率；根據所選取的掃描頻率而對接收信號降頻；以及對降頻後之該接收信號進行一相關性計算。須注意的是，選擇掃描頻序之預定順序可以變化，例如：遞增選取順序、遞減選取順序、隨機選取順序等。
隨機選取順序代表在選取掃描頻率並進行相關性運算時，係以交錯方式(interleave)選擇掃描頻率，採用此種作法時，信號間的干擾情形可較為減輕。
附帶一提的是，根據前述的第二種實施方式可以得知，可以透過儲存單元來記錄接收信號，而加速頻率校正的效率。採用第二種實施方式時，步驟S503可進一步細分為以下步驟：利用初始震盪頻率對接收信號進行降頻而得出初始降頻信號；儲存初始降頻信號；以及分別利用各掃描頻率與初始震盪頻率間之M個頻率差值而對初始降頻信號進行降頻，進而得出M個經降頻後之接收信號。
接著，自M個掃描頻率中區分出N個頻率群組，其中各頻率群組皆包含相鄰的P個選取頻率(步驟S504)。
對M個掃描頻率來說，個別的掃描頻率均可對應得出相關性計算結果，因此共有M個相關性計算結果。
對N個頻率群組來說，每一個頻率群組Gj所包含的複數個選取頻率(例如：九個)均對應於頻率掃描區段內不同的掃描頻率。而這些選取頻率可以區分為中心選取頻率與從屬選取頻率。
步驟S504指的是，先以頻率群組為單位，計算出每一個頻率群中各個選取頻率所對應之相關性計算結果。
接著，分別對N個頻率群組進行群組運算而得出N個群組運算結果(步驟S505)。
進一步探究步驟S505的細部流程包含：自N個頻率群組中選取進行運算之頻率群組；根據所選取之頻率群組而自M個相關性計算結果中，選出P個相關性計算結果；將P個權重逐一對應於選出的P個相關性計算結果後，進行加權總和運算；以及，重複進行前述各步驟而得出與N個頻率群組相對應之N個加權總和運算結果。
舉例來說，對屬於相同頻率群組的選取頻率而言，分配在頻率群組中的各個選取頻率之相關性計算結果yj所對應之權重，並進行對加權總和運算。當然，在分配權重之前，必須事先決定頻率群組所包含的選取頻率Fk的個數。此外，在頻率群組中的各個選取頻率Fk之相關性計算結果yk所對應之權重wk，係可根據一比例函式而決定。
之後，再根據該N個群組運算結果而自該N個頻率群組中選擇選定頻率群組，並自該選定頻率群組得出該修正震盪頻率(步驟S506)。
步驟S506指的便是根據該N個群組運算結果的比較而得出一極值(例如：該等群組運算結果中的極大值)；選擇以具有該極值之頻率群組作為選定頻率群組；以及，自選定頻率群組所包含之P個選取頻率所對應的掃描頻率中，得出修正震盪頻率。
其中，自選定頻率群組得出修正震盪頻率指的便是根據選定頻率群組所包含的P個選取頻率而得出中心選取頻率，並以此中心選取頻率所對應之掃描頻率作為粗調校正用的修正震盪頻率。
當P為奇數時，中心選取頻率係指選定頻率群組中的第(P+1)/2個選取頻率所對應之掃描頻率；以及當P為偶數時，中心選取頻率係指選定頻率群組中的第(P/2)個選取頻率及第[(P/2)+1]個選取頻率所對應之掃描頻率的平均值。
根據本發明的構想，在進行頻率粗調的過程中，可以充分的使用PSCH序列中的256個碼片。因此，即使在通道條件不理想的情況下，本發明構想所採用的作法仍能確保其穩定性。
綜上所述，本發明提出以頻率群組作為極值判斷時之對象的構想。此種作法避免了單一個掃描頻率容易受到雜訊干擾影響的現象。此外，模擬結果也驗證了此種構想能提供較佳的偵測比率。
再者，根據前述的較佳實施例也可以看出，若進一步提供資料儲存單元時，可以先利用具有初始震盪頻率forig的參考震盪信號對接收信號進行降頻。接著將初始降頻信號儲存起來，使得後續在利用測試信號進行降頻計算時，能大幅提升處理速度。
附帶一提的是，頻率群組中對應於各個掃描頻率之相關性計算結果所對應之P個權重，還可以透過一個比例函式來決定。舉例來說，以第6式之比例函式代表比值β：
β=|∫ T s(t-t b )×s *(t-t b )exp(j2π(f i -f i + n )t)dt|/|∫ T s(t-t b )×s *(t-t b )dt|　(第6式)
請參見第6圖，其係在頻率群組中，改變權重分配所使用之比例函式示意圖。須注意的是，本發明的構想是，可以根據比值β而決定加權總和計算時的加權運算權重，但是定義比值β的比例函式並不以第6式為限，如下方之第7式亦為另一舉例。
β=|∫ T s(t-t b )×s *(t-t b )exp(j2π(f i -f i + n )t)dt|2/|∫ T s(t-t b )×s *(t-t b )dt|2　(第7式)
此外，若α(t)能根據估定、計算、預測等方式得出時，則也可將其搭配於比例函式中，例如以下的第8式與第9式。
β=|∫ T α(t)s(t-t b )×s *(t-t b )exp(j2π(f i -f i + n )t)dt|/|∫ T α(t)s(t-t b )×s *(t-t b )dt|　(第8式)
β=|∫ T α(t)s(t-t d )×s *(t-t d )exp(j2π(f i -f i + n )t)dt|2/|∫ T α(t)s(t-t d )×s *(t-t d )dt|2　(第9式)
除了根據比例函式而決定每個相關性計算結果所對應的加權運算權重外，各個選取頻率所對應的加權運算權重還可以根據系統設計的需要而調整，例如全部以1作為權重，或是對特定順序的選取頻率給予一個較大的加權運算權重等。
根據3GPP TS 34.12規格的定義可以得知，在多路徑衰落環境(multi-path fading environment)中進行效能量測時，可以根據傳播條件(propagation condition)來測試。參看該份規格文件第493頁的表格D.2.2.1，其中定義了六種具代表性的情況。
以下利用第7A~7C圖分別代表這六種情況中的前三種情況，並分別以習用技術與本案作法對其進行效能量測。由於其他情況的測試比對結果均類似，此處不再詳列所有的情況。在這些圖式中，傳送功率Io相當於實際傳送功率Ior與雜訊功率Ioc的總和(Io=Ior+Ioc)。對於不同通道(channel)而言，Ior代表所佔功率的比率，因此Ior的值會隨著通道的不同而改變。
在這些圖示中，均以橫軸代表傳送的功率(Ec/Io)，並以縱軸代表在進行細調時，誤差頻率ferror會小於頻率掃描級距Δf(1.4ppm)的偵測比率。
請參見第7A，其係分別將習用技術與本發明構想應用於3GPP TS 34.12表格D.2.2.1所定義之第一種情況時之效能比較示意圖。
第一種多通道情況指的是第一頻帶(Band I)、第二頻帶(Band II)與第三頻帶(Band III)的速度均為每小時三公里(3km/h)，而第五頻帶(Band V)與第六頻帶(VI)的速度均為每小時七公里(7km/h)。其中包含兩個路徑(Path)的信號，而這兩個路徑的信號具有不同的平均功率。其中一個路徑的相對平均功率(Relative mean Power)為0分貝(dB)，且相對延遲時間(Relative Delay)為0奈秒(nanosecond，簡稱為ns)；另一個路徑的相對平均功率為-10 dB，且相對延遲時間為976ns。
第7A圖係以實線代表根據本發明構想而利用最大加權總和的計算結果，以及利用以虛線代表習用技術利用最大相關性輸出的結果。橫軸位置相同時，對應於本發明作法之實線上各點的縱軸位置均較對應於習用技術作法之虛線上各點的縱軸位置高。由此可知，當傳送功率相同時，採用頻率群組方式進行修正震盪頻率的估測時，具有較佳的偵測比率。
請參見第7B圖，其係分別將習用技術與本發明構想應用於3GPP TS 34.12表格D.2.2.1所定義之第二種多通道情況時之效能比較示意圖。
在第二種多通道情況中，各個頻帶(Band I~VI)均與第一種多通道情況相同，並包含三個路徑的信號。這三個路徑具有相同的平均功率(均為0 dB)，其中第一種路徑的相對延遲時間為0ns，第二種路徑的相對延遲時間為976ns：第三種路徑的相對延遲時間為20000ns。
第7B圖同樣以實線代表根據本發明構想而利用最大加權總和的計算結果，以及利用以虛線代表習用技術利用最大相關性輸出的結果。當傳送功率相同時(橫軸位置相同時)，實線上各點的縱軸位置均較虛線上各點的縱軸位置高，代表實線的偵測比率較虛線的偵測比率佳。
請參見第7C圖，其係分別將習用技術與本發明構想應用於3GPP TS 34.12表格D.2.2.1所定義之第三種情形時之效能比較示意圖。
第三種多通道情況相當於使用者處於快速移動時的情況，因此，第一頻帶(Band I)、第二頻帶(Band II)與第三頻帶(Band III)的速度均為120km/h，而第五頻帶(Band V)與第六頻帶(VI)的速度均為282 km/h。其中包含四個路徑(Path)的信號。
第一個路徑的相對平均功率為0 dB，且相對延遲時間為0 ns；第二個路徑的相對平均功率為-3 dB，且相對延遲時間為260 ns；第三個路徑的相對平均功率為-6 dB，且相對延遲時間為521 ns；以及，第四個路徑的相對平均功率為-9 dB，且相對延遲時間為781 ns。
第7C圖係以實線代表根據本發明構想而利用最大加權總和的計算結果，以及利用以虛線代表習用技術利用最大相關性輸出的結果。橫軸位置相同時，在實線上各點的縱軸位置均較虛線上各點的縱軸位置高。由此可知，當傳送功率相同時，實線的偵測比率均較虛線的偵測比率佳。
總結來說，這些圖式說明了根據3GPP TS 34.12表格D.2.2.1所定義的三種多路徑衰落環境之情況下，以不同的傳送功率傳送時的偵測比率，並對應比較了習用技術與本案技術的差異。
在各圖式中，越靠近右側的點代表以較高的傳送功率所傳送，由圖式中也可以看出，圖示中越靠近右側的點(對應於較高的傳送功率)均較相對左側的點(對應於較低的傳送功率)具有較高的偵測比率。亦即，當傳送功率為-19dB時的偵測比率為最差；傳送功率為-17.5dB時的偵測比率次之；以及當傳送功率為-14.5 dB時的偵測比率為最佳。
由第7A~7C圖也都可以看出，採用本發明所提出之最大加權總和運算結果的比較，會比採用習用技術之最大相關性輸出比較作法有著更佳的偵測比率。也就是說，若以相同功率的條件傳送信號為前提時，本發明提供了可以較為準確的估測修正震盪頻率的作法。
最後，須注意的是，儘管前述的說明係以WCDMA系統的主要同步化序列(primary synchronization sequence)作為頻率校正的例子，但是本發明的構想並不以WCDMA系統的應用為限。
在實際應用時，只要接收信號s(t)是一個經過設計而具有自動相關性(auto-correlation property)的序列即可。因此，即使是其他類型的通訊系統也能採用本發明的構想。
舉例來說，數位電視系統使用四重相位反轉調變(Quadrature Phase Shift Keying，簡稱為QPSK)進行信號的傳送，而此種調變方式同樣需要進行頻率校正後，才能正確的傳送數位電視訊號。或者，對於其他類型的手機通訊，同樣可以依循上述的構想而進行頻率校正。
綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
102、101、201、301、302．．．混頻器
106．．．基地台震盪器
10．．．行動通訊網路
105．．．本地端震盪器
103、203、303．．．PSCH相關器
10．．．行動通訊網路
205、305．．．加權總和計算
207、307．．．判斷器
309．．．資料儲存單元
第1A圖，其係WCDMA系統中的信號傳送與接收端之信號處理示意圖。
第1B圖，其係習用技術循序進行頻率掃描方之示意圖。
第2圖，其係根據本發明構想之較佳實施例，以五個頻率群組作為頻率粗調之計算基礎之示意圖。
第3圖，其係根據本發明構想之較佳實施例，以二十三個頻率群組作為頻率粗調之計算基礎之示意圖。
第4A圖，其係根據本發明之構想，以第一種實現方式實現以頻率群組為基礎，得出頻率粗調之修正震盪頻率之示意圖。
第4B圖，其係根據本發明之構想，以第二種實現方式實現以頻率群組為基礎，得出頻率粗調之修正震盪頻率之示意圖。
第5圖，其係根據本發明構想而歸納之頻率校正方法之流程圖。
第6圖，其係在頻率群組中，改變權重分配所使用之比例函式示意圖。
第7A圖，其係分別將習用技術與本發明構想應用於3GPP TS 34.12表格D.2.2.1所定義之第一種情形時之效能比較示意圖。
第7B圖，其係分別將習用技術與本發明構想應用於3GPP TS 34.12表格D.2.2.1所定義之第二種情形時之效能比較示意圖。
第7C圖，其係分別將習用技術與本發明構想應用於3GPP TS 34.12表格D.2.2.1所定義之第三種情形時之效能比較示意圖。

Claims (16)

  1. 一種頻率校正方法，應用於一參考震盪信號，使該參考震盪信號之頻率由一初始震盪頻率校正為一修正震盪頻率，該頻率校正方法係包含以下步驟：將一頻率掃描區段區分為M個掃描頻率；根據該M個掃描頻率而對一接收信號進行降頻，並得出M個經降頻後之接收信號；對該M個經降頻後之接收信號分別進行一相關性運算後，據此而得出M個相關性計算結果；自該M個掃描頻率中區分出N個頻率群組，其中各該頻率群組皆包含P個選取頻率，而該P個選取頻率係對應於該頻率掃描區段中相鄰的P個掃描頻率；分別對該N個頻率群組進行一群組運算而得出N個群組運算結果；以及根據該N個群組運算結果而自該N個頻率群組中選擇一選定頻率群組，並自該選定頻率群組得出該修正震盪頻率。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之頻率校正方法，其中在該N個頻率群組中的任兩個相鄰的頻率群組中，包含相同的(P-1)個選取頻率。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之頻率校正方法，其中M為奇數，且該初始震盪頻率係為第(M+1)/2個掃描頻率。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之頻率校正方法，其中該初始震盪頻率係為該頻率掃描區段之平均值。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之頻率校正方法，其中M=N+(P-1)，且P大於等於2。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之頻率校正方法，其中將該頻率掃描區段區分為該M個掃描頻率之步驟係指：根據一頻率掃描級距而將該頻率掃描區段區分為該M個掃描頻率。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之頻率校正方法，其中根據該M個掃描頻率與該初始震盪頻率而對該接收信號進行降頻，並得出M個經降頻後之接收信號之步驟係指：根據一預定順序而逐一自該M個掃描頻率選取一者後，以所選取之掃描頻率作為該參考震盪信號之頻率；以及利用該參考震盪信號對該接收信號進行降頻後，得出該M個經降頻後之接收信號。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之頻率校正方法，其中該預定順序係為一遞增選取順序、一遞減選取順序、一隨機選取順序。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之頻率校正方法，其中分別對該N個頻率群組進行該群組運算而得出N個群組運算結果之步驟係包含以下步驟：自該N個頻率群組中選取進行運算之頻率群組；根據所選取之頻率群組而自該M個相關性計算結果中，選出P個相關性計算結果；將P個權重逐一對應於選出的該P個相關性計算結果後，進行一加權總和運算；以及，重複進行前述各步驟而得出與該N個頻率群組相對應之N個加權總和運算結果。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之頻率校正方法，其中該P個相關性計算結果係根據所選取之頻率群組包含的P個選取頻率而得出。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之頻率校正方法，其中該P個權重係根據一比例函式而決定。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之頻率校正方法，其中根據該N個群組運算結果而自該N個頻率群組中選擇該選定頻率群組，並自該選定頻率群組得出該修正震盪頻率之步驟係包含以下步驟：根據該N個群組運算結果的比較而得出一極值；選擇以具有該極值之頻率群組作為該選定頻率群組；以及，自該選定頻率群組所包含之P個選取頻率中，得出該修正震盪頻率。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之頻率校正方法，其中該極值係指該等群組運算結果中的極大值。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之頻率校正方法，其中自該選定頻率群組所對應之P個選取頻率中，得出該修正震盪頻率之步驟係指：根據該P個選取頻率而得出一中心選取頻率，並以該中心選取頻率作為該修正震盪頻率。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之頻率校正方法，其中：當P為奇數時，該中心選取頻率係指該選定頻率群組中的第(P+1)/2個選取頻率；以及當P為偶數時，該中心選取頻率係指該選定頻率群組中的第(P/2)個選取頻率及第[(P/2)+1]個選取頻率的平均。
  16. 如申請專利範圍第1項所述之頻率校正方法，其中根據該M個掃描頻率與該初始震盪頻率而對該接收信號進行降頻，並得出該M個經降頻後之接收信號之步驟係包含以下步驟：利用該初始震盪頻率對該接收信號進行降頻而得出一初始降頻信號；儲存該初始降頻信號；以及分別利用各該掃描頻率與該初始震盪頻率間之M個頻率差值而對該初始降頻信號進行降頻，進而得出該M個經降頻後之接收信號。
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