многократное аналоговое и цифровое понижающее преобразование

Формула изобретения

1. Способ понижающего преобразования принятого сигнала, заключающийся в том, что генерируют аналоговый сигнал несущей, имеющий первую частоту, из первого источника генерации, имеющего первый частотный диапазон и первое частотное разрешение, генерируют цифровой сигнал несущей с использованием модулятора плотности импульсов и фильтра нижних частот, причем упомянутый цифровой сигнал несущей имеет вторую частоту и генерируется из второго источника генерации, имеющего второй частотный диапазон и второе частотное разрешение, причем первый частотный диапазон больше, чем второй частотный диапазон, а первое частотное разрешение меньше, чем второе частотное разрешение, и умножают принятый сигнал на аналоговый сигнал несущей и цифровой сигнал несущей для выработки преобразованного с понижением частоты сигнала.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно измеряют остаточную ошибку частоты в преобразованном с понижением частоты сигнале и корректируют вторую частоту на основании упомянутого измерения.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно повышают первую частоту на размер шага грубой частоты и понижают вторую частоту на размер шага грубой частоты.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно понижают первую частоту на размер шага грубой частоты и повышают вторую частоту на размер шага грубой частоты.

5. Способ понижающего преобразования принятого сигнала, заключающийся в том, что генерируют аналоговый сигнал несущей, имеющий первую частоту, из первого источника генерации, имеющего первый частотный диапазон и первое частотное разрешение, умножают принятый сигнал на аналоговый сигнал несущей для выработки скорректированного аналогового сигнала, подвергают дискретизации скорректированный аналоговый сигнал для получения потока цифровых выборок, генерируют цифровой сигнал несущей с использованием модулятора плотности импульсов и фильтра нижних частот, причем упомянутый цифровой сигнал несущей имеет вторую частоту и генерируется из второго источника генерации, имеющего второй частотный диапазон и второе частотное разрешение, причем первый частотный диапазон больше, чем второй частотный диапазон, а первое частотное разрешение меньше, чем второе частотное разрешение, и умножают скорректированный аналоговый сигнал на цифровой сигнал несущей для выработки преобразованного с понижением частоты сигнала.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что дополнительно измеряют остаточную ошибку частоты в преобразованном с понижением частоты сигнале и корректируют вторую частоту на основании упомянутого измерения.

7. Способ по п.5, отличающийся тем, что дополнительно повышают первую частоту на размер шага грубой частоты и понижают вторую частоту на размер шага грубой частоты.

8. Способ по п.5, отличающийся тем, что дополнительно понижают первую частоту на размер шага грубой частоты и повышают вторую частоту на размер шага грубой частоты.

9. Устройство для понижающего преобразования принятого сигнала, содержащее средство для генерации аналогового сигнала несущей, имеющего первую частоту, из первого источника генерации, имеющего первый частотный диапазон и первое частотное разрешение, средство для генерации цифрового сигнала несущей, причем упомянутое средство включает в себя модулятор плотности импульсов и фильтр нижних частот, причем упомянутый цифровой сигнал несущей имеет вторую частоту и генерируется из второго источника генерации, имеющего второй частотный диапазон и второе частотное разрешение, причем первый частотный диапазон больше, чем второй частотный диапазон, а первое частотное разрешение меньше, чем второе частотное разрешение, и средство для умножения принятого сигнала на аналоговый сигнал несущей и цифровой сигнал несущей для выработки преобразованного с понижением частоты сигнала.

10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что дополнительно содержит средство для измерения остаточной ошибки частоты в преобразованном с понижением частоты сигнале и средство для коррекции второй частоты на основании упомянутого измерения.

11. Устройство по п.9, отличающееся тем, что дополнительно содержит средство для повышения первой частоты на размер шага грубой частоты и средство для понижения второй частоты на размер шага грубой частоты.

12. Устройство по п.9, отличающееся тем, что дополнительно содержит средство для понижения первой частоты на размер шага грубой частоты и средство для повышения второй частоты на размер шага грубой частоты.

13. Устройство для понижающего преобразования принятого сигнала, содержащее средство для генерации аналогового сигнала несущей, имеющего первую частоту, из первого источника генерации, имеющего первый частотный диапазон и первое частотное разрешение, средство для умножения принятого сигнала на аналоговый сигнал несущей для выработки скорректированного аналогового сигнала, дискретизатор для дискретизации скорректированного аналогового сигнала для получения потока цифровых выборок, средство для генерации цифрового сигнала несущей, причем упомянутое средство включает в себя модулятор плотности импульсов и фильтр нижних частот, причем упомянутый цифровой сигнал несущей имеет вторую частоту и генерируется из второго источника генерации, имеющего второй частотный диапазон и второе частотное разрешение, причем первый частотный диапазон больше, чем второй частотный диапазон, а первое частотное разрешение меньше, чем второе частотное разрешение, и средство для умножения скорректированного аналогового сигнала на цифровой сигнал несущей для выработки преобразованного с понижением частоты сигнала.

14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что дополнительно содержит средство для измерения остаточной ошибки частоты в преобразованном с понижением частоты сигнале и средство для коррекции второй частоты на основании упомянутого измерения.

15. Устройство по п.13, отличающееся тем, что дополнительно содержит средство для повышения первой частоты на размер шага грубой частоты и средство для понижения второй частоты на размер шага грубой частоты.

16. Устройство по п.13, отличающееся тем, что дополнительно содержит средство для понижения первой частоты на размер шага грубой частоты и средство для повышения второй частоты на размер шага грубой частоты.

17. Приемное устройство, содержащее аналоговый генератор, имеющий первый частотный диапазон и первое частотное разрешение, для формирования аналогового сигнала несущей, имеющего первую частоту, аналоговый преобразователь частоты для умножения принятого сигнала на аналоговый сигнал несущей для выработки первого преобразованного с понижением частоты сигнала, цифровой генератор, имеющий второй частотный диапазон и второе частотное разрешение, для формирования цифрового сигнала несущей с использованием модулятора плотности импульсов и фильтра нижних частот, причем упомянутый цифровой сигнал несущей имеет вторую частоту, причем первый частотный диапазон больше, чем второй частотный диапазон, а первое частотное разрешение меньше, чем второе частотное разрешение, и цифровой преобразователь частоты для умножения первого преобразованного с понижением частоты сигнала на цифровой сигнал несущей для выработки второго преобразованного с понижением частоты сигнала.

18. Устройство по п.17, отличающееся тем, что дополнительно содержит модуль отслеживания частоты для измерения остаточной ошибки частоты во втором преобразованном с понижением частоты сигнале и управляющий процессор для коррекции первой частоты первого сигнала несущей и второй частоты второго сигнала несущей на основании упомянутого измерения.

19. Устройство по п.18, отличающееся тем, что модуль отслеживания частоты представляет собой систему отслеживания частоты.

20. Устройство по п.18, отличающееся тем, что модуль отслеживания частоты представляет собой систему отслеживания частоты первого порядка.

21. Устройство по п.18, отличающееся тем, что модуль отслеживания частоты представляет собой систему отслеживания частоты второго порядка.

22. Устройство по п.17, отличающееся тем, что цифровой генератор является цифровым вращателем.

23. Устройство по п.17, отличающееся тем, что цифровой генератор является цифровым синтезатором с прямым синтезом частот.

24. Устройство по п.17, отличающееся тем, что аналоговый генератор является генератором, управляемым напряжением.

25. Устройство по п.17, отличающееся тем, что аналоговый генератор является кварцевым генератором с температурной стабилизацией.

26. Устройство по п.17, отличающееся тем, что дополнительно содержит модулятор плотности импульсов для формирования последовательности импульсов, имеющей рабочий цикл, изменяющийся в соответствии с цифровым входным сигналом, и фильтр нижних частот для преобразования последовательности импульсов в приблизительно не изменяющееся во времени напряжение, причем величина не изменяющегося во времени напряжения изменяется в соответствии с рабочим циклом последовательности импульсов, и первая частота изменяется в соответствии с приблизительно не изменяющимся во времени напряжением.

27. Устройство по п.17, отличающееся тем, что дополнительно содержит управляющий процессор для коррекции первой частоты и второй частоты.

28. Устройство по п.27, отличающееся тем, что дополнительно содержит машиночитаемый носитель, реализующий способ понижающего преобразования принятого сигнала, включающий в себя измерение остаточной ошибки частоты в преобразованном с понижением частоты сигнале и коррекцию второй частоты на основании упомянутого измерения.

29. Устройство по п.27, отличающееся тем, что дополнительно содержит машиночитаемый носитель, реализующий способ понижающего преобразования принятого сигнала, включающий в себя повышение первой частоты на размер шага грубой частоты и понижение второй частоты на размер шага грубой частоты.

30. Устройство по п.27, отличающееся тем, что дополнительно содержит машиночитаемый носитель, реализующий способ понижающего преобразования принятого сигнала, включающий в себя понижение первой частоты на размер шага грубой частоты и повышение второй частоты на размер шага грубой частоты.

31. Машиночитаемый носитель, реализующий способ понижающего преобразования принятого сигнала, включающий в себя генерацию сигнала управления первой частотой для управления первой частотой аналогового сигнала несущей на выходе аналогового генератора, имеющего первый частотный диапазон и первое частотное разрешение, генерацию сигнала управления второй частотой для управления второй частотой цифрового сигнала несущей на выходе цифрового генератора, причем упомянутый цифровой сигнал несущей генерируется с использованием модулятора плотности импульсов и фильтра нижних частот, причем цифровой генератор имеет второй частотный диапазон и второе частотное разрешение, причем первый частотный диапазон больше, чем второй частотный диапазон, а первое частотное разрешение меньше, чем второе частотное разрешение, измерение остаточной ошибки частоты в преобразованном с понижением частоты сигнале и коррекцию второй частоты на основании упомянутого измерения.

32. Машиночитаемый носитель по п.31, отличающийся тем, что способ дополнительно включает в себя коррекцию сигнала управления первой частотой для повышения первой частоты на размер шага грубой частоты и коррекцию сигнала управления второй частотой для понижения второй частоты на размер шага грубой частоты.

33. Машиночитаемый носитель по п.31, отличающийся тем, что способ дополнительно включает в себя коррекцию сигнала управления первой частотой для понижения первой частоты на размер шага грубой частоты и коррекцию сигнала управления второй частотой для повышения второй частоты на размер шага грубой частоты.

34. Машиночитаемый носитель по п.31, отличающийся тем, что сигнал управления первой частотой является цифровым сигналом, подаваемым в модулятор плотности импульсов.

35. Машиночитаемый носитель по п.31, отличающийся тем, что сигнал управления второй частотой является цифровым сигналом, подаваемым в цифровой вращатель.

36. Машиночитаемый носитель по п.31, отличающийся тем, что сигнал управления второй частотой является цифровым сигналом, подаваемым в цифровой синтезатор с прямым синтезом частот.

Описание изобретения к патенту

Приоритет настоящей заявки испрашивается на основании предварительной заявки США № 60/337469, поданной 9.11.2001, на изобретение "Способ и устройство для согласования несущей частоты приемника".

Область техники

Описанные ниже варианты осуществления изобретения относятся, в общем, к области беспроводной связи, и более конкретно к согласованию частоты принятого сигнала несущей в системе подвижной беспроводной связи.

Описание известного уровня техники

По мере того как современные системы беспроводной связи получают все большее распространение, растет потребность в повышении пропускной способности системы беспроводной связи. Для увеличения количества обслуживаемых абонентов поставщик услуг беспроводной связи может либо увеличить частотный спектр, используемый его системами, либо найти способ поддержки большего количества абонентов в уже выделенном частотном спектре. Не имея возможности получить дополнительный частотный спектр, поставщики услуг беспроводной связи часто должны искать пути увеличения пропускной способности без использования дополнительного спектра. Иными словами, поставщики услуг беспроводной связи должны находить более эффективные пути для использования имеющегося у них спектра.

В ответ на потребность в более эффективном использовании спектра производители беспроводного оборудования разрабатывают различные методы увеличения пропускной способности систем беспроводной связи. Одним из путей обеспечения эффективной передачи речи и данных является использование методов многостанционного доступа с кодовым разделением каналов (МДКР). Было разработано несколько стандартов применения методов МДКР для наземных беспроводных систем передачи речи и данных. Можно, например, назвать такие стандарты, как "TIA/EIA/IS-95 - Стандарт совместимости подвижной станции с базовой станцией для двухрежимной широкополосной сотовой системы связи с расширением спектра", именуемый в дальнейшем как IS-95, а также стандарт "TIA/EIA/IS-2000", именуемый в дальнейшем как МДКР2000. Предлагались также и другие стандарты для систем беспроводной связи, которые оптимизированы на предоставление высокоскоростной беспроводной передачи данных. Примером стандартов для высокоскоростной передачи данных является стандарт "TIA/EIA/IS-856", именуемый в дальнейшем как ВПД (высокоскоростная передача данных).

В системе с ВПД скорость, с которой абонентский аппарат может получать данные, может быть ограничена качеством сигналов, принимаемых абонентским аппаратом. В такой системе скорость передачи данных в сигналах, посылаемых абонентскому аппарату, определяется на основании измерений качества принимаемых сигналов, выполняемых на абонентском аппарате. Одним из видов измерения качества, используемого для определения скорости передачи данных, является определение отношения мощности несущей к уровню помехи (Н/П) в принятом сигнале. Если принятый сигнал имеет высокую мощность по сравнению с мощностью сигнала помехи, то значение Н/П будет высоким. Если же принятый сигнал несущей имеет слабую мощность по сравнению с помехой, то Н/П будет низким. При высоком значении Н/П абонентский аппарат может принимать больше данных за данный период времени. При низком отношении Н/П скорость данных, посылаемых абонентскому аппарату, уменьшается, чтобы сохранить приемлемую частоту ошибок в кадрах.

Восстановление несущей частоты является одним из аспектов проектирования абонентского аппарата, который может существенно влиять на Н/П, воспринимаемое абонентским аппаратом. Под восстановлением несущей частоты подразумевается генерация в абонентском аппарате сигнала опорной несущей, имеющей ту же самую частоту, что и сигнал несущей, полученный с базовой станции. Абонентский аппарат использует сигнал опорной несущей для демодуляции сигналов данных, принимаемых с базовой станции. Рассогласование между сигналом опорной несущей и принятым сигналом несущей, называемое рассогласованием несущей частоты, снижает эффективность процесса демодуляции. Абонентский аппарат воспринимает такую пониженную эффективность демодуляции как уменьшение Н/П. Следовательно, рассогласование несущей частоты уменьшает скорость, с которой могут посылаться данные в абонентский аппарат.

Наряду с потребностью в точном восстановлении несущей частоты существует желание снизить стоимость аппаратных средств в абонентском аппарате. Рынок абонентского оборудования, такого как радиотелефоны и модемы, существует в условиях жесткой конкуренции и часто характеризуется низкими размерами прибыли, а иногда даже дотациями со стороны поставщиков услуг связи. Поэтому существует потребность в методах, которые бы позволяли повысить точность восстановления несущей частоты в абонентском оборудовании без существенного удорожания аппаратных средств.

Краткое изложение сущности изобретения

Представленные ниже варианты осуществления изобретения позволяют удовлетворить упомянутые выше потребности посредством разделения задачи восстановления несущей частоты на несколько ступеней с разным разрешением. Согласно одному примерному аспекту изобретения, абонентский аппарат следит за частотой сигналов, принимаемых с базовой станции. Базовая станция часто использует очень точный источник частоты, например приемник сигналов системы глобального позиционирования (GPS), что позволяет использовать более простые и дешевые источники частоты в абонентском аппарате. Примерный абонентский аппарат имеет средство для генерации сигнала ошибки, показывающего разность между частотой принятой несущей и частотой локально генерированной опорной несущей. Этот сигнал ошибки используется для коррекции частоты опорной несущей до тех пор, пока она не совпадет с частотой принятой несущей.

В одном примерном аспекте опорную несущую генерируют при использовании двух ступеней: на первой ступени генерируют несущую, имеющую широкий частотный диапазон, но низкое частотное разрешение, а на второй стадии несущая имеет более узкий диапазон, но более высокое частотное разрешение. При таком аспекте первая ступень реализуется аналоговым устройством, таким как генератор, управляемый напряжением, а вторая ступень реализуется цифровым устройством, таким как цифровой генератор. Частота сигнала, сформированного на первой ступени, может корректироваться таким образом, чтобы частоту сигнала, сформированного на второй ступени, можно было удерживать в заданном частотном диапазоне.

Слово "примерный" в данном контексте означает "служащий в качестве примера или иллюстрации". Любой вариант осуществления изобретения, описанный как "примерный вариант", не следует считать предпочтительным или обладающим преимуществами относительно других вариантов.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - многоступенчатое устройство для восстановления несущей частоты,

фиг.2 - устройство модуля отслеживания частоты и

фиг.3 - алгоритм, иллюстрирующий способ коррекции преобразованных с понижением частоты сигналов в многоступенчатой системе восстановления несущей частоты.

Подробное описание изобретения

Абонентский аппарат, упоминаемый в данном контексте, может быть мобильным или стационарным и может осуществлять связь с одной или несколькими базовыми станциями. Абонентский аппарат передает и принимает пакеты данных через одну или несколько базовых станций. Базовые станции называются приемопередатчиками пула модемов. Каждый приемопередатчик пула модемов может быть подключен к контроллеру ВПД базовой станции, который называется контроллером пула модемов (КПМ). Приемопередатчики пула модемов и контроллеры пула модемов являются частями сети, называемой сетью доступа. Взаимосвязанные узлы сети доступа обычно осуществляют связь друг с другом с помощью стационарных наземных соединений, таких как соединения типа Т1. Сеть доступа пересылает пакеты данных между множеством абонентских аппаратов. Сеть доступа может быть также подключена к дополнительным сетям вне данной сети доступа, таким как корпоративная локальная сеть или Интернет, и может пересылать пакеты данных между каждым абонентским аппаратом и такими внешними сетями. Абонентский аппарат, установивший активное соединение по каналу трафика с одним или более приемопередатчиками пула модемов, называется активным абонентским аппаратом и считается находящимся в состоянии трафика. Абонентский аппарат, находящийся в процессе установления активного соединения по каналу трафика с одним или более приемопередатчиками пула модемов, считается находящимся в состоянии установления соединения. Абонентским аппаратом может быть любое устройство для передачи данных, которое осуществляет связь по беспроводному каналу или проводному каналу, например, с использованием оптоволоконных или коаксиальных кабелей. Абонентским аппаратом может также быть любое из ряда устройств, включающее в себя, без ограничения перечисленным, РС карту, компакт флэш, внешний или внутренний модем, или беспроводной или проводной телефонный аппарат. Линия связи, по которой абонентский аппарат посылает сигналы в приемопередатчик пула модемов, называется обратной линией связи. Линия связи, по которой приемопередатчик пула модемов посылает сигналы абонентскому аппарату, называется прямой линией связи.

На фиг.1 изображена структурная схема примерного варианта многоступенчатого устройства для восстановления несущей частоты. В показанном варианте восстановление несущей частоты делится на две ступени, на одной используется источник 114 аналогового сигнала несущей, а на другой - источник 110 цифрового сигнала несущей. Возможен вариант с использованием более чем двух ступеней или других комбинаций аналоговых и цифровых ступеней.

Сигнал принимается антенной 100 и смешивается с аналоговым сигналом несущей в аналоговом преобразователе 102 частоты. Аналоговый сигнал несущей вырабатывается источником сигнала переменной частоты, таким как генератор, управляемый напряжением, (ГУН) 114. Частота сигнала несущей, сформированного ГУН 114, изменяется в зависимости от входного напряжения. Входное напряжение основано на цифровом управляющем сигнале, подаваемом управляющим процессором 112. В показанном примерном варианте цифровой управляющий сигнал преобразуется во входное напряжение в ГУН 114 с использованием модулятора плотности импульсов (МПИ) 118 и фильтра нижних частот (ФНЧ) 116. МПИ 118 принимает цифровое значение из управляющего процессора 112 и выдает последовательность импульсов, имеющих рабочий цикл, который основан на данном цифровом значении. ФНЧ 116 может быть простой RC-цепью, или интегратором, или любой эквивалентной схемой. ФНЧ 116 преобразует последовательность импульсов с выхода МПИ 118 в напряжение постоянного тока, которое определяет частоту сигнала несущей на выходе ГУН 114. В альтернативном варианте МПИ 118 и ФНЧ 116 заменены простым цифроаналоговым преобразователем (ЦАП).

Разрешение корректировок напряжения, которые можно осуществлять на входе ГУН 114, относительно низкое. Иными словами, изменение младшего разряда в цифровом значении, поступающем из управляющего процессора 112 в МПИ 118, может вызвать относительно большое изменение частоты сигнала несущей на выходе ГУН 114. Таким образом, управляющий процессор 112 обычно не может обеспечить согласование сигнала несущей на выходе ГУН 114 с несущей частотой сигнала, принятого с антенны 100. Даже если ФНЧ 116 и МПИ 118 заменить на ЦАП с высоким разрешением, аналоговый шум на входе ГУН 114 сделает точную настройку выходной частоты ГУН очень неточной.

Из-за ожидаемого рассогласования частоты между выходом ГУН 114 и несущей частотой сигнала, принятого с антенны 100, выходной сигнал аналогового преобразователя частоты 102 не является чистым сигналом полосы модулирующих сигналов (базовой полосы). Иными словами, выходной сигнал аналогового преобразователя частоты 102 будет в общем случае сохранять низкочастотную компоненту несущей.

В проиллюстрированном примере остаточная низкочастотная несущая выделяется из требуемого сигнала базовой полосы в цифровой области. Поэтому выходной сигнал аналогового преобразователя 102 частоты подвергается цифровой дискретизации в дискретизаторе 104 и смешивается с низкочастотной цифровой несущей в цифровом преобразователе 106 частоты. Выходной сигнал цифрового преобразователя 106 частоты является преобразованным с понижением частоты сигналом базовой полосы, который подается в такие известные декодирующие схемы, как фильтры, устройства свертки ПШ сигнала и/или последовательностей Уолша, устройства обращенного перемежения и декодеры. Цифровой генератор 110 генерирует низкочастотную цифровую несущую. Частоту несущей, генерированной в цифровом генераторе 110, можно корректировать с более высоким разрешением, чем частоту несущей, генерированной ГУН 114, хотя ГУН 114 можно корректировать в более широком диапазоне частот. Например, ГУН 114 может вырабатывать сигналы в частотном диапазоне +/- 45 мегагерц шагами по 30 герц, а цифровой генератор 110 может формировать сигналы с произвольно высоким разрешением и частотным диапазоном, ограниченным только частотой дискретизации аналого-цифрового преобразователя. Специалистам должно быть понятно, что очевидные варианты использования других комбинаций цифровых и аналоговых генераторов частоты и преобразователей частоты являются альтернативными вариантами описанного выше варианта осуществления изобретения.

В одном примерном варианте цифровой генератор 110 является цифровым вращателем, способным генерировать сигналы коррекции частоты и фазы с высоким разрешением. Посредством увеличения количества бит, используемых для представления частотного и фазового входов, можно легко сконструировать цифровой вращатель с более высоким частотным и фазовым разрешением. В альтернативном варианте цифровой генератор 110 является цифровым синтезатором с прямым синтезом частот (СПС). Цифровой генератор 110 может также быть любым другим типом цифрового генератора опорной частоты. ГУН 114 может быть любым из ряда управляемых напряжением генераторов, включая кварцевый генератор с температурной стабилизацией (КГТС) или термостатированный кварцевый генератор (ТСКГ).

Модуль 108 отслеживания частоты измеряет остаточную ошибку частоты в выходном сигнале цифрового преобразователя частоты 106 и формирует, по меньшей мере, один сигнал ошибки, который подается в управляющий процессор 112. Управляющий процессор 112 использует этот, по меньшей мере, один сигнал ошибки из модуля 108 отслеживания частоты для коррекции управляющих сигналов, подаваемых в цифровой генератор 110 и МПИ 118. Внося изменение в управляющий сигнал, подаваемый в МПИ 118, управляющий процессор 112 изменяет частоту сигнала на выходе ГУН 114.

В одном примерном варианте осуществления изобретения управляющий процессор 112 регулирует выходную частоту ГУН 114 так, что необходимая остаточная коррекция частоты находится в заданном оптимальном или рабочем диапазоне цифрового генератора 110. Например, даже если цифровой генератор 110 способен генерировать частоты в полосе шириной несколько мегагерц, ГУН 114 корректируется таким образом, чтобы частота цифрового генератора 110 могла удерживаться в диапазоне шириной 128 герц. Кроме того, может потребоваться сохранять опорную частоту ГУН относительно близкой к несущей частоте принятого сигнала. Коррекция частоты ГУН 114, чтобы она была как можно ближе к принятой несущей частоте, приведет к уменьшению частоты сигнала на выходе цифрового генератора 110.

Кроме того, для сохранения работы цифрового генератора 110 в оптимальном или рабочем частотном диапазоне управляющий процессор 112 повышает частоту ГУН 114 и понижает частоту цифрового генератора 110. И напротив, если это необходимо, управляющий процессор 112 понижает частоту ГУН 114 и повышает частоту цифрового генератора 110.

В одном примерном варианте осуществления изобретения управляющий процессор 112 корректирует грубую частоту шагами одинаковой частоты путем изменения цифрового управляющего сигнала, подаваемого в МПИ 118. Например, если МПИ имеет разрешение 30 Гц на бит, то управляющий процессор 112 может повышать управляющий сигнал МПИ на 30, 60 или 90 Гц путем изменения цифрового входного значения МПИ в 1, 2 или 3 раза. В то же время управляющий процессор 112 корректирует управляющий сигнал, посылаемый в цифровой генератор 110, таким образом, что выходная частота цифрового генератора 110 уменьшается на 30, 60 или 90 Гц. Из-за низкого разрешения выходного сигнала ГУН 114 размер шага частоты для ГУН 114 можно только оценить. И напротив, размер шага частоты цифрового генератора 110 очень точный. Следовательно, даже после коррекции частоты цифрового генератора 110 для компенсации шагового изменения частоты ГУН 114 цифровой генератор 110 должен подвергнуться дополнительной коррекции, прежде чем выходной сигнал цифрового преобразователя частоты 106 будет иметь частоту и фазу, наиболее согласованные с частотой и фазой принятого сигнала несущей.

На фиг.2 показана более детальная схема варианта модуля 108 отслеживания частоты, пригодного для использования в системе ВПД. В одном примерном варианте приемник использует исключительно сигналы, полученные в двух пакетах пилот-сигнала, принятых в каждом временном интервале (далее "тайм-слот"). Например, в системе ВПД каждый такой временной интервал имеет продолжительность 1,667 миллисекунд, при этом один пакет пилот-сигнала центрирован в каждой половине тайм-слота. Иными словами, каждый тайм-слот имеет первый пакет пилот-сигнала, центрированный на 417 миллисекундах от начала тайм-слота, и второй пакет пилот-сигнала, центрированный на 1,25 миллисекундах от начала кадра. В системе ВПД каждый пакет пилот-сигнала имеет длительность 96 кодовых элементов сигнала при частоте передачи кодовых элементов, равной 1,2288 мегагерц. Перед передачей сигналы пакета пилот-сигнала умножаются на псевдошумовую (ПШ) последовательность. Модуль 108 отслеживания частоты, показанный на фиг.2, служит для удаления ПШ компонента из преобразованного с понижением частоты сигнала базовой полосы, полученного из цифрового преобразователя частоты 106, и накапливает часть сигнала, принятого в пакетах пилот-сигнала.

Синхронизатор 210 кодовых элементов пакета пилот-сигнала генерирует синхросигналы во время пакетов пилот-сигнала каждого принятого тайм-слота. Синхросигналы подаются в генератор ПШ 208, который затем генерирует ПШ сигнал, имеющий такую же частоту синхронизации, как и синхронизатор 210 кодовых элементов пакета пилот-сигнала. Затем этот ПШ сигнал смешивается с преобразованным с понижением частоты сигналом базовой полосы в цифровом 202 преобразователе частоты для получения ПШ свернутого пилот-сигнала. ПШ свернутый пилот-сигнал затем накапливается в течение периода пакета пилот-сигнала в накапливающем сумматоре 204. Выходной сигнал накапливающего сумматора 204 будет сигналом фазовой ошибки, соответствующим фазовой ошибке теперь уже полностью демодулированного пилот-сигнала. Этот сигнал фазовой ошибки затем подается в систему 108 отслеживания частоты (СОЧ), которая преобразует сигнал фазовой ошибки в цифровой сигнал, который может использоваться управляющим процессором 112. Специалистам должно быть понятно, что СОЧ 108 может быть системой первого порядка, системой второго порядка или другой конфигурацией СОЧ.

В одном примерном варианте осуществления изобретения модуль 108 отслеживания частоты вырабатывает одну оценку фазовой ошибки на тайм-слот, используя два периода пакетов пилот-сигнала в тайм-слоте. В альтернативном варианте модуль 108 отслеживания частоты вырабатывает более одной оценки фазовой ошибки на тайм-слот. Например, модуль 108 отслеживания частоты может вырабатывать одну оценку фазовой ошибки для каждого периода половины пакета пилот-сигнала, что дает в результате четыре оценки фазовой ошибки. Эти оценки фазовой ошибки затем можно использовать для оценки скорости изменения фазы, а значит и остаточной ошибки частоты в сигнале базовой полосы. Из-за меньшего периода дискретизации, используемого для выработки оценки фазовой ошибки, измерения фазовой ошибки на основе половины пакета пилот-сигнала содержат больше шума, чем одна оценка, выработанная на двух периодах пакета пилот-сигнала. В другом альтернативном варианте одна оценка фазовой ошибки вырабатывается для каждого периода пакета пилот-сигнала в тайм-слоте, что дает в результате две оценки фазовой ошибки. В другом альтернативном варианте одну оценку фазовой ошибки вырабатывают с использованием периодов пакета пилот-сигнала в более чем одном тайм-слоте. Из-за проблем наложения спектров выбор количества оценок фазовой ошибки на какое-то количество тайм-слотов представляет собой компромисс между шумом сигнала и размером ошибки частоты, которую можно обнаружить. В альтернативном варианте модуль 108 отслеживания частоты можно конфигурировать управляющим процессором 112 в реальном времени для работы в любом из нескольких режимов, в каждом из которых используется разное отношение оценок фазовой ошибки к тайм-слотам.

В системе ВПД пилот-сигнал расширен с помощью кода "все единицы", поэтому нет необходимости в наличии устройства свертки Уолша между цифровым преобразователем 202 частоты и интегратором 204. В одном примерном варианте осуществления изобретения ПШ генератор 208 генерирует комплексный ПШ код, а цифровой преобразователь 202 частоты является комплексным умножителем. Комплексный выходной сигнал цифрового преобразователя 202 частоты накапливается в накапливающем сумматоре 204 таким образом, чтобы фазовая информация сохранялась в действительной и мнимой частях накопленного значения.

На фиг.3 представлен алгоритм выполнения примерного способа коррекции частот понижающего преобразования в многоступенчатой системе восстановления несущей частоты, показанной на фиг.1. Во время работы системы восстановления несущей частоты на этапе 302 контролируют точное значение частоты F _f, чтобы определить, когда система работает в оптимальном или рабочем частотном диапазоне источника генерации точной частоты, такого как цифровой генератор 110, показанный на фиг.1. На этапе 304 проверяют точное значение частоты F_f , чтобы определить, следует ли корректировать грубую выходную частоту источника генерации грубой частоты, такого как ГУН 114, показанного на фиг.2. Если коррекция требуется, то на этапе 306 корректируются обе частоты - F_f и F _С. Если коррекция не требуется, то этап 306 коррекции пропускается. Если на этапе 306 F_f увеличивается, то F_С уменьшается приблизительно на такую же величину. Если F_f уменьшается, то F _С увеличивается приблизительно на такую же величину.

Специалистам должно быть понятно, что информацию и сигналы можно представить с использованием любого из ряда других методов и технологий. Например, данные, инструкции, команды, информацию, сигналы, биты, символы и кодовые элементы, которые могли упоминаться выше, можно представить в виде напряжений, токов, электромагнитных волн, магнитных полей или частиц, оптических полей или частиц или любой их комбинации.

Специалистам также должно быть понятно, что различные иллюстративные логические блоки, модули, схемы и операции алгоритма, описанные в связи с раскрытыми вариантами, можно реализовать в электронном оборудовании, компьютерных программах или их комбинациях. Чтобы ясно показать такую взаимозаменяемость аппаратных и программных средств, различные иллюстративные компоненты, блоки, модули, схемы и операции были описаны выше на основе их функционального назначения. Реализация этих функций в аппаратном или программном виде зависит от конкретного приложения и конструктивных ограничений, налагаемых на систему в целом. Опытные специалисты смогут реализовать описанные выше функции различными путями для каждого конкретного применения, но такие решения не следует считать выходящими за рамки объема настоящего изобретения.

Различные иллюстративные логические блоки, модули и схемы, описанные в связи с раскрытыми вариантами осуществления изобретения, можно реализовать или выполнить с помощью универсального процессора, процессора цифровых сигналов (ПЦС), интегральной схемы прикладного назначения (ИСПН), вентильной матрицы, программируемой в условиях эксплуатации (ВМПЭ), или другого программируемого логического устройства, отдельной вентильной или транзисторной логической схемы, отдельных аппаратных компонентов или любой их комбинации, предназначенной для выполнения описанных функций. Универсальный процессор может быть микропроцессором, но альтернативно этот процессор может быть любым обычным процессором, контроллером, микроконтроллером или конечным автоматом. Процессор, такой как управляющий процессор 112, описанный выше, можно также реализовать в виде комбинации вычислительных устройств, например комбинации ПЦС и микропроцессора, множества микропроцессоров, одного или более микропроцессоров вместе с ядром ПЦС, или любой такой конфигурации.

Операции способа или алгоритма, описанного в связи с раскрытыми вариантами осуществления изобретения, можно реализовать непосредственно в аппаратных средствах, в программном модуле, выполняемом процессором, или в их комбинации. Программный модуль может постоянно находиться в памяти ОЗУ, флэш-памяти, памяти ПЗУ, памяти ЭППЗУ, памяти ППЗУ, регистрах, на жестком диске, сменном диске, CD-ROM, или на любой другой известной форме носителя информации. Примерный носитель информации подключается к процессору таким образом, чтобы процессор мог считывать и записывать на него информацию. Альтернативно, носитель информации может быть встроен в процессор. Такой процессор и носитель информации могут находиться в ИСПН. Эта ИСПН может находиться в абонентском аппарате. Альтернативно, процессор и носитель информации могут быть отдельными компонентами абонентского аппарата.

Представленное выше описание вариантов позволит любому специалисту реализовать или использовать настоящее изобретение. Для специалистов будут очевидны различные модификации этих вариантов, и охарактеризованные общие принципы изобретения можно применить к другим вариантам, не выходя за рамки объема изобретения. Следовательно, настоящее изобретение не ограничено описанными вариантами, а имеет самый широкий объем, соответствующий раскрытым принципам и новым существенным признакам.