[发明专利]频率校正方法

说明书

技术领域

本发明有关于一种频率校正方法，且特别是有关于一种参考振荡信号的频率校正方法。

背景技术

宽频码分多址存取(Wideband Code Division Multiple Access，简称为WCDMA)是一种数字化的第三代移动通信技术。在WCDMA系统中，当传送端(基站)将数据送出前，需使用展频编码(Spreading Code)将窄频信号展成宽频信号，再透过扰乱码(Scrambling Code)搅乱后送给接收端其中数据的单位称为位元(bit)，而展频后序列的单位则称为码片(chip)。

为了使接收端能回复由传送端所传送的基频信号，手机必须先跟基站完成同步，否则接收端与发射端将因为时间不同步的缘故，而得到杂讯状波形的输出。WCDMA系统透过初始细胞搜寻程序(initial cell search procedure)来达到手机和基站在码域和时间上的同步。

初始细胞搜寻是指在WCDMA系统里，当手机刚开机时一切都是未知的情况下，手机需完成基站搜寻的动作，找出信号最强的基站，先使得手机与基站时脉达成同步，再找出基站所使用的扰乱码，就能正确的与基站通信，并解出原始的基频信号。为了便于识别，以f_b代表基频信号的频率，并以f_c代表载波信号(Carrier)的频率。

通常在手机或者基站端所使用的振荡器(oscillator)都会有一些误差，导致两者的频率间存在着载波频率偏移(carrier frequency offset，简称为CFO)，又称为频率误差f_error。为了使手机能正常接收信号，需要调整手机的本地端振荡器所产生的参考振荡信号的频率f_ref，使参考振荡信号的频率f_ref能更接近载波信号的频率f_c。

在WCDMA系统进行初始化细胞搜寻程序时，一旦绝对无线频率信道数(absolute radio-frequency channel number，简称为ARFCN)被选取后，下一个步骤便是对本地端振荡器产生的参考振荡信号的频率进行修正。WCDMA系统可容许的频率误差范围大约为3-13ppm，也就是当载波信号的频率为2GHz时，参考振荡信号的频率f_ref与载波信号的频率f_c之间会有6-26kHz的频率误差范围。

在初始细胞搜寻程序中，如何让手机端的参考振荡信号和基站的载波信号达成频率同步，再将接收信号作适当的校正以产生正确的接收频率，是让WCDMA系统能正常运作的一个重要环节。

常用技术在执行初始细胞搜寻的同时，会先透过一个粗略自动频率调整器(Coarse AFC)来进行初始化频率撷取。根据初始化频率撷取的结果而修正本地端振荡器所产生的参考振荡信号的频率f_ref，使参考振荡信号的频率f_ref与载波信号的频率f_c间的频率误差f_error＝f_c-f_ref，可以被调整至正负3ppm的范围之内。

根据WCDMA系统的规划，一个码帧的长度为10ms，每个码帧中包含着15个时隙，每一个时隙中包含2560个子码。为了协助手机达成细胞搜寻的目的，WCDMA系统提供了主要同步通道(Primary Synchronization Channel，简称为PSCH)来协助手机完成时隙同步。PSCH通道的长度只有原来时隙长度的1/10，其他位置的时隙则不包含任何的信息或数据。因此，只有在每一个时隙刚开始的256个子码包含一组经过设计的主要同步序列(primary synchronizationsequence)。

由于所有的基站都使用相同的PSCH序列，而手机端也预存有PSCH序列，因此，手机是否准确的接收到PSCH序列便成为接收端藉以定位出时隙边界(slotboundary)的方法。更进一步来说，接收端利用主要同步序列进行相关性计算(correlation calculation)，并根据相关性计算的结果来判断频率误差f_error。

当参考振荡信号与载波信号之间的频率误差f_error越大，由PSCH相关器(correlator)输出(output)的数值也就越小。因此，根据PSCH相关器所输出的大小而判断频率误差的作法，经常被用在WCDMA系统中的初始化频率撷取。