[发明专利]移动终端中的多模频率补偿

说明书

本文描述了用于对由移动终端所发射和所接收的信号内的频率误差进行多模补偿的系统和方法。该频率误差可能是由于多普勒频移和振荡器误差引起的，该多普勒频移和该振荡器误差引入了相反的频移。在采集模式中，该移动终端初始补偿该振荡器误差，同时向通信系统发射包含该多普勒频移的信号。在从该通信系统接收到指示包含在该发射信号中的该多普勒频移的消息时，该移动终端然后可切换到跟踪模式，该跟踪模式可补偿多普勒频移和振荡器误差两者。

相关申请

本申请要求于2018年10月26日提交的标题为“移动终端中的多模频率补偿(Multi-Mode Frequency Compensation in Mobile Terminals)”的美国非临时申请号16/171,775的优先权，其内容据此全文以引用方式并入以用于任何目的。

背景技术

高带宽卫星通信系统提供广泛的通信能力，包括电视、电话、无线电、互联网和军事应用。通过采用20GHz至30GHz范围内的射频，并使终端与通信系统(例如，通信卫星)精确同步，可在通信网络中提供高带宽，从而最小化误差率并且最大化通信服务质量。频率误差源是移动终端和固定终端中所使用的振荡器的漂移。高带宽通信系统中的移动终端由于移动终端相对于通信系统的移动所引起的多普勒频移而经历额外的频率误差。

移动终端中所经历的多普勒频移与振荡器误差无关，并且因此可加到发射信号和接收信号两者中。这与振荡器误差不同，振荡器误差在所接收信号的降频转换期间引入了正或负的频移，但在用于发射的信号的升频转换期间引入了相反(即，负或正)的频移。这种不对称的总体误差贡献使得对移动终端中的两个总体频率误差源(振荡器误差和多普勒频移)的补偿变得复杂，特别是在尝试建立通信链路时。在高带宽卫星通信系统中，解决该问题的常规解决方案是在移动终端中使用非常准确、稳定的振荡器，从而有效地消除由于振荡器频率漂移引起的误差，使得主要需要对由于多普勒频移引起的频率误差进行补偿。然而，准确、稳定的振荡器价格昂贵、体积相对较大并且功耗较高，因此限制了它们在高端、高价值应用中的使用。

发明内容

在一个实施方案中，描述了一种在移动终端中进行频率校正的方法。该方法包括由移动终端从通信系统接收第一接收信号。该方法还包括在采集模式中操作移动终端。在采集模式中操作包括由移动终端处理第一接收信号以确定第一接收频率误差。在采集模式中操作还包括通过向第一接收频率误差应用第一校正程序来确定第一频率校正。第一校正程序补偿由于移动终端中的振荡器引起的第一接收频率误差内的第一振荡器误差。在采集模式中操作还包括发射通过第一频率校正进行频率校正的第一发射信号。在采集模式中操作还包括由移动终端从通信系统接收第一消息。第一消息指示如由通信系统使用第一发射信号所确定的第一接收频率误差的第一多普勒频移。在采集模式中操作还包括由移动终端基于第一接收频率误差和第一多普勒频移来确定第一振荡器误差。在采集模式中操作还包括将所确定的第一振荡器误差存储为在前振荡器误差。该方法还包括将移动终端的操作从采集模式切换到跟踪模式。跟踪模式包括迭代地执行操作，该操作包括处理从通信系统所接收的第二接收信号以确定第二接收频率误差，该第二接收频率误差包括由于振荡器引起的第二振荡器误差和第二多普勒频移。该操作还包括通过向第二接收频率误差应用第二校正程序来确定第二频率校正，其中第二校正程序补偿在前振荡器误差和第二多普勒频移。该操作还包括向通信系统发射通过第二频率校正进行频率校正的第二发射信号。该操作还包括基于从通信系统所接收的后续消息来更新所存储的在前振荡器误差，该后续消息指示第二振荡器误差与由通信系统使用第二发射信号所确定的在前振荡器误差之间的差值。