移动站中已接收信号突发相位改变之改正装置及方法

专利名称：移动站中已接收信号突发相位改变之改正装置及方法
技术领域：
本发明系普遍关于移动站接收器电路的领域，及特别是关于在已接收信号突发相位改变之改正方法及装置。
背景技术：
在移动站中无线电频率接收器电路一般包含(以目前的先前技艺为基础)放大器级、”低噪声放大器”(LNA)，其具二或更多可切换增益因子。做为实例，该放大器级可对两个增益因子被构型，一个具+15分贝，另一个具-5分贝，以考虑该个别接收场强度，接收场强度系基于许多参数而定，但特别是基于至下一个基站的距离，及以在最佳可能方式作动在该移动站的接收器。
在该增益因子间的更换一般需要在该输出信号的突发相位改变，做为实例因为该放大器级具不同组的该个别增益因子的延迟时间，或者与电路相关的其它相位改变发生。这些突发相位改变显著程度地损伤该接收系统的性能，因为在接近于该突发相位改变的时间所传送的数据被接收器误解读。当该放大器级经常性地更换时，位错误率因而显著地增加。
在先前已知系统中，没有任何对突发相位改变的特殊修正或补偿被执行。而是，信号接收器，如在GSM及EDGE兼容信号的情况下的”均衡器”及在UMTS兼容信号的情况下的”耙式接收器”，的能力被使用以相当缓慢地改正相位改变。在这些情况下所使用的非常复杂的算法表示调整为非常缓慢的及所以对快速及大量的突发相位改变之反应为非常不令人满意的。目前为止，该已接收信号所以无法在相当长的时间间隔被正确地评估，其产生在该位错误率的相对应增加。

发明内容
因而本发明目的为订定一种方法或叙述相对应装置，其可修正或补偿在该已接收信号的突发相位改变以确保几乎未被损伤的接收尽管该增益因子被更换。
在此方面，下列进一步情况及问题施用，其同样地需要尽可能地被解决
a)突发相位改变必须被修正或补偿直到该相位错误被忽略。
b)修正或补偿必须使用专有数字装置被执行。
c)修正必须被快速地执行，亦即较”均衡器”或”耙式接收器”更为快速。
d)在此情况下信号流必须不被中断。
e)该方法必须与现有模拟放大器电路及其起动电路兼容。
f)已提供改正已接收信号的频率之装置亦必须被用于改正突发相位改变。
g)改正突发相位改变所必需的装置必须能够被整合于该相同芯片做为该信号接收器的数字部份。
h)没有任何在芯片上的额外连接是必要的。
i)该装置及该方法意欲为适合，特别是，用于基于标准GSM、EDGE、UMTS FDD、UMTS TDD及TIA/EIA-136(IS136)的移动站。
此目的及其它情况及问题由独立项权利要求的特征化特性达到、解决，有利发展及细节被订定于子权利要求。
本发明的基本观念为相位改正及共同控制单元的装置之使用，共同控制单元切换该放大器级的增益因子，及当更换该放大器级时，在与切换放大器级的增益因子协调的时间，传送适当大小的相位改正值至相位改正的装置，于此该控制单元使用关于固定参数的知识，例如延迟时间及突发相位改变的性质，特别是使得至少该先前提及的条件a)被满足。


本发明参考图式各图被详细解释于下，其中第1图显示根据本发明装置的通用具体实施例；第2图显示具额外频率改正区段的进一步具体实施例；第3图显示具额外频率改正区段做为第2图所示具体实施例的替代方案之具体实施例；第4图显示被提供于根据本发明装置用于改正突发相位改变单元的通用具体实施例；第5图显示在第2或3图所示相位及频率改正单元的无放大器装置之结构；第6图显示被提供于根据本发明装置用于改正突发相位改变单元的特定、低复杂性具体实施例；第7图显示被提供于根据本发明装置用于改正突发相位改变单元的进一步低复杂性具体实施例；第8图显示一种图以说明在第6图所示用于改正突发相位改变单元的相位旋转；第9图显示一种图以说明在第6图所示用于改正突发相位改变单元的相位旋转；第10图显示一种进一步装置以用于具使用CORDIC算法的频率改正组件的相位及频率改正单元。
具体实施例方式
如第1图所示，本发明的通用具体实施例具放大器级30以使用至少两个不同可切换增益因子放大该已接收信号，其可使用该相关切换信号101切换之。
此外，本发明的通用具体实施例具至少一个相位改正装置20于该解调器及A/D转换器40下游的复数值接收信号路径，及亦具系统控制单元10，其输出经控制变量102、103以用于该放大器级的该相位改正及切换信号101。
第1图所示的通用具体实施例达到本发明目的及，此外，满足以上所列的条件a)-i)及解决以上所列的问题，此具体实施例提供下列优点a)该系统控制单元10本身在该放大器级30的增益因子间更换及因此知道更换的正确时间。此表示该系统控制单元能有利地确定在该已接收信号的该突发相位改变出现在该相位改正装置20的输入之时间。在此情况下，该解条器及A/D转换器40的时间延迟为固定，决定的系统变量，其为该系统控制单元已知。基于此原因，该系统控制单元10可使用控制信号102通知该相位改正单元20需要进行改正的时间。
b)该突发相位改变(此系当自一个放大器更换至另一个放大器时发生)的位准亦同样地为固定，决定的系统变量及同样地为该系统控制单元10已知。基于此原因，该系统控制单元10可使用进一步控制信号103通知该相位改正单元20必须被改正的该突发相位改变之位准。
c)改正后，理想上不再有任何突发相位改变为可见的，或是仅小的突发变化保留，其可足够快速地由后续接收器被改正，故没有显著的位错误发生。该接收器因而由本发明装置被解除负担，及同时得到改良的位错误率。
此外，本发明可具下列特征，及可在示例具体实施例详细看出d)在最一般的情况下，该突发相位改正装置20可包含如第4图所示的复数倍加器，其使用复数旋转因子exp(jΔSHIFT)旋转该输入值及因而补偿该突发相位改变。
e)取代复数倍加器，一种装置亦被实施，其使用第5图所示的CORDIC算法执行该旋转且无倍加器，如在德国专利特许公开申请案DE199 48 899 A1所叙述，其全文于此被并入本申请案所揭示内容。
f)改正突发相位改变的装置可同时被用做频率改正组件，若与第2图及第3图一起使用，包括经由延迟组件22反馈的加法器级21的相位累积器被连接至该装置的上游以改正突发相位改变20。对频率改正，特别的相位增量ΔINC被指定为该相位累积器的输入变量。若突发相位改变必须在相同时间被改正，则该突发相位改变的改正值ΔSHIFT被使用额外加法器23再一次加至该相位累积器的输入信号，如第2图所示。或者，该相位增量ΔINC再次被改良或者是对一个操作时脉循环可使用该多任务器24被更换至另一个值Δ’SHIFT，如第3图所示。此具体实施例的优点为用做整合器的反馈加法器级表示动作仅需被执行一次以改正突发相位改变，及该突发相位改正为永久有效的。此外，该目前的相位改变值不依先前事件而定。
本发明可具下列额外特殊特征a)在一些应用实例中，仅0°、90°、或-90°的突发相位改变发生。在这些实例中，如第6图所示，仅包含开关及倒反器的特别有效的无倍加器结构可被用于本发明装置。
b)若在情况a)的实例未被平行处理，亦即同时处理，而是对正常(I)及正交(Q)组件使用分时多任务，则0°、90°、或-90°的突发改变可使用仅一个多任务器及倒反器而被补偿，如第7图所示。
c)如第6及7图所示自a)或b)的装置可特别有利地与使用CORDIC算法的频率改正组件合并，因该CORDIC结构已包含倒反器。仅需要第二控制信号，如第10图所示。
进一步具体实施例参考图式各图被详细解释于下。
第2图显示一种装置做为第1图的补充，其包括进一步组件以与额外频率改正区段联合实施。
该系统控制单元10首先使用该连接101以更换该增益因子及程序化该适当改正值ΔSHIFT103。若所得突发相位改变发生于该输入信号x+jy，该多任务器24藉由该控制信号102为在相加循环的期间被置入开关位置1。由此所达到的效果为该突发相位改变使用加法器23凭借该修正值的单一加成而在相位累积器永远补偿。在其余时间，该多任务器24被置于位置0，亦即没有进一步相位改正被执行。
第3图显示一种与第2图相反的装置，其仅使用单一加法器21以最小化复杂性，但该系统控制单元10需要提供Δ’SHIFT＝Δ’SHIFTΔ’INC，其与在相同时间发生的该频率改正一起改良，然而，此一般不为缺点。
该多任务器的操作与第2图所示的变化相同。
第4图以复数值倍加器的形式显示第2图或第3图所示的改正突发相位改变或频率改正单元20之最一般具体实施例，其经由角度12(相位)ΔSHIFT旋转该复数值输入信号x+jy及输出该复数值输出信号x’+jy’。
第5图显示在第2或3图所示相位及频率修正单元20的无放大器装置之结构，其系基于CORDIC方法为基础操作，如做为实例在德国专利特许公开申请案DE 199 48 899 A1所叙述，其特别是关于该CORDIC算法全文被并入本申请案的所揭示内容。由第2图或第3图，决定所使用相位的输入信号为来自该相位累积器12的输出信号。当该输入信号的算术符号必须被倒反时，信号s为逻辑1。
第6图显示于第1图的改正突发相位改变单元20的特定、特别低复杂性具体实施例，其适合用于改正0°、90°、或-90°的突发相位改变。此三个不同的相位值使用该多任务器位置0、1及2被编码。
第7图同样地显示于第1图标出的改正突发相位改变单元20的特定、特别低复杂性具体实施例，若正常(I)及正交(Q)组件存在及经由分时多任务被处理，则其适合用于改正0°、90°、或-90°的突发相位改变。在90°及-90°的情况下，该后续处理单元接着解释原先伴随着该正常组件的时槽为正交组件，及反之亦然。在此方面，该倒反器倒反每一个第二数据值。
第8图及第9图说明在第6图及第7图所示装置如何执行在点A关于点B经由90°及-90°的相位旋转。
在第6图的装置可特别有利地与使用该CORDIC算法的频率改正组件合并，因在第5图的该CORDIC结构已包含倒反器，仅一个第二控制信号为算术符号倒反所必需，如第10图所示。在第10图的区块中此表示算数符号倒反，与第5图相较，该算数符号现在可分别对I及Q倒反。此外，该装置已由中间开关延伸，若相关控制信号为逻辑1，此中间开关改换输入信号。除了该相位值12(其由该相位累积器1提供用于频率改正的目的，两个进一步控制信号SI及SQ由在本示例具体实施例的该系统控制单元提供以取代该值ΔSHIFT，该两个进一步控制信号表示值0°、-90°、90°或180°的该突发相位改变，其必需被改正。与在第2图或第3图的示例具体实施例相反，这些控制信号必需被永远施用。该中间开关及该多任务器的控制信号可由信号s、SI及SQ使用XOR闸经由简单逻辑组合而得到，如第10图所示。
权利要求
1.一种改正在移动站的已接收信号的突发相位改变之装置，其特征在于-该移动站的接收路径器包含具至少二个可切换状态的可切换组件(30)，在更换时其产生突发相位改变于该已接收信号，这些突发相位改变-能够由相位改正装置(20)改正之，及-使用系统控制单元(10)传送此所需的参数，特别是该突发相位改变的位准及该突发相位改变的时间，至该相位改正装置(20)。
2.根据权利要求第1项的装置，其特征在于-该系统控制单元(10)被设计使得其更换该可切换组件(30)，特别是该放大器级(30)的增益因子，及在于其使用此性质决定该突发相位改变的时间。
3.根据权利要求第1或2项的装置，其特征在于-该相位改正单元(20)同时执行突发相位改变及频率改正的改正(第2图、第3图)。
4.根据先前权利要求其中一项的装置，其特征在于-该相位改正单元(20)包含以该CORDIC算法的原则为基础的结构。
5.根据先前权利要求其中一项的装置，其特征在于-该相位改正单元(20)包含一种特定进行0°、90°、及-90°或是180°的相位改正的无放大器装置之结构(第6图)。
6.根据权利要求第5项的装置，其特征在于-精确地一个多任务器被提供用于使用分时多任务处理该正常及正交组件(第7图)。
7.根据权利要求第5项的装置，其特征在于-以0°、90°、及-90°或是180°的该相位改正单元(20)与频率改正单元合并，其系以该CORDIC算法的原则为基础(第10图)。
8.根据权利要求第5项的装置，其特征在于-以0°、90°、及-90°或是180°的该相位改正单元(20)使用模拟信号处理的装置进行，及特别是被整合于包含该可切换模拟组件的芯片。
9.根据先前权利要求其中一项的装置，其特征在于-其在相同芯片整合为该数字信号接收器。
10.一种具根据先前权利要求一或更多项的装置之移动站，其支持，特别是，标准UMTS FDD、UMTS TDD、GSM(GMSK调制)、EDGE(3π/8-8PSK调制)及TIA/EIA-136(π/4-DQPSK调制或8-PSK调制)或其部份组合。
11.一种修正在移动站的已接收信号的突发相位改变之方法，其特征在于-当具至少二个可切换状态的可切换组件(30)更换时，该移动站的接收路径器产生突发相位改变于该已接收信号及-相位改正装置(20)改正该突发相位改变，及系统控制单元(10)传送此所需的参数，特别是该突发相位改变的位准及该突发相位改变的时间，至该相位改正装置(20)。
12.根据权利要求第11项的方法，其特征在于-该系统控制单元(10)亦更换该可切换组件(30)，特别是该放大器级(30)的增益因子，及，特别是在于其使用此性质以决定该突发相位改变的时间。
13.根据权利要求第11或12项的方法，其特征在于-该相位改正单元(20)同时执行突发相位改变的改正及频率改正(第2图、第3图)。
14.根据权利要求第11至13项其中一项的方法，其特征在于-该相位改正单元(20)包含以该CORDIC算法的原则为基础的结构。
15.根据权利要求第11至14项其中一项的方法，其特征在于-该相位改正单元(20)包含一种特定进行0°、90°、及-90°或是180°的相位改正的无放大器装置之结构(第6图)。
16.根据权利要求第15项的方法，其特征在于-该正常及正交组件被使用分时多任务处理，及仅一个多任务器被使用(第7图)。
17.根据权利要求第15项的方法，其特征在于-以0°、90°、及-90°或是180°的该相位改正单元与频率改正单元合并，其系以该CORDIC算法的原则为基础(第10图)。
18.根据权利要求第15项的方法，其特征在于-以0°、90°、及-90°或是180°的该相位改正单元使用模拟信号处理的装置进行，及特别是被整合于包含该可切换模拟组件的芯片。
19.根据权利要求第11至18项其中一项的方法，其特征在于-该装置或该方法被整合为在相同芯片做为该数字信号接收器。
20.根据权利要求第11至19项其中一项的方法，其特征在于-其被用于移动站，其支持，特别是，标准UMTS FDD、UMTS TDD、GSM(GMSK调制)，EDGE(3π/8-8PSK调制)并及TIA/EIA-136(π/4-DQPSK调制或8-PSK调制)或其部份组合。
全文摘要
为改正突发相位改变，相位改正装置(20)及共同控制单元(10)被叙述，共同控制单元(10)切换该放大器级(30)的增益因子，及当更换该放大器级时，在与此协调的时间传送适当大小的相位改正值至相位改变的装置(20)，于此该控制单元(10)使用关于固定参数的知识，例如延迟时间及突发相位改变的性质。
文档编号H04B1/10GK1596509SQ02823607
公开日2005年3月16日 申请日期2002年10月15日 优先权日2001年11月27日
发明者B·冈泽曼恩, A·比吉, D·文泽尔, R·沃思 申请人:因芬尼昂技术股份公司