[发明专利]用于具有多个副载波的无线通信系统的自动频率控制

说明书

本申请要求2005年3月11日提交的题为“Automatic Frequency Controller(自动频率控制器)”的美国临时专利申请第60/660,914号的优先权，该申请亦被转让给本发明的受让人，其内容被援引包含于此。 

背景 

I.领域 

本公开一般涉及通信，尤其是涉及用于无线通信的自动频率控制(AFC)。 

II.背景 

在无线通信中，发射机将数据调制到射频(RF)载波信号上来生成更加适合传输的RF已调制信号。然后发射机通过无线信道将RF已调制信号发送给接收机。发送的信号可能通过一条或者多条信号路径到达接收机，这些路径可能包括视线路径和/或者反射路径。无线信道的特征可能由于诸如衰落和多径等不同现象而随时间推移变化。因此，发送的信号可能经历不同的信道状况并随时间推移可能在不同的振幅和/或相位下被接收。 

接收机接收发送的信号，用本地振荡器(LO)信号来下变频接收到的信号，并处理经下变频的信号来恢复由发射机发送的数据。接收机典型地执行频率控制(例如频率获取和跟踪)来估算LO信号中的频率误差并纠正此频率误差。此频率误差可能是由于各种因素导致的，诸如接收机电路元件的容差、温度变化和由于接收机和/或发射机移动导致的多普勒效应。如果对频率准确性要求苛刻的话，频率控制可能是有挑战性的。 

因此本领域中需要为无线通信迅捷并可靠地执行频率控制的技术。 

概要 

在此描述可用于在具有多个副载波的无线通信系统中执行频率控制的技术。 多个副载波可以用正交频分复用(OFDM)、单载波频分多址(SC-FDMA)或者其他某种调制技术来获得。 

一方面，描述了用于在随OFDM码元一起发送导频的系统中执行频率控制的技术。频率获取是基于接收到的来导频执行的，此导频可与OFDM码元一起时分复用。基于接收到OFDM码元执行频率跟踪。为进行频率获取，可基于接收到的导频来导出初始频率误差估算，并用该初始频率误差估算来初始化自动频率控制(AFC)环路。为进行频率跟踪，可对每个接收到的OFDM码元导出一个频率误差估算，并可用此频率误差估算来更新AFC环路。输入抽样中的频率误差由AFC环路用此初始频率误差估算和每个接收到的OFDM码元的频率误差估算来纠正。 

另一方面，描述了用于为接收到的OFDM码元导出频率误差估算的技术。选择接收的OFDM码元的可变数目的抽样(例如基于接收的OFDM码元的定时)用于频率误差估算。在一个实施例中，基于接收的OFDM码元的定时来确定FFT窗口的开始。然后从在FFT窗口内并对应于接收的OFEM码元的循环前缀的抽样当中选择要用于频率误差估算。然后基于所选择的抽样导出频率误差估算。 

下面将进一步描述本发明的各个方面和实施例。 

附图简要说明 

结合附图参考下面的详细说明，本发明的特征和本质将变得更加显而易见，在附图中，相同的标号贯穿地作相应的标识。 

图1是显示基站和终端的框图； 

图2示出示例性超帧结构； 

图3示出接收机和解调器的框图； 

图4示出AFC单元的框图； 

图5示出初始频率误差估算器的框图； 

图6示出反正切单元的框图； 

图7示出通过多条信号路径接收到的OFDM码元拷贝； 

图8示出频率误差估算器的框图； 

图9示出相位累加器和相位旋转器的框图； 

图10示出执行频率控制的过程； 

图11示出执行频率控制的装置； 

图12和图13分别示出导出频率误差估算的过程和装置； 

图14和图15分别示出确定初始频率误差估算的过程和装置； 

图16和图17分别示出以对电路块中的改变进行相位补偿来执行频率控制的过程和设备。 

具体说明 

在此使用的措词“示例性的”来表示“作为一个示例、实例、或例证”。在此描述为“示例性的”任何实施例或设计不一定要被解释为优于或胜过其他实施例或设计。