(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線機を調整する方法であって、無線機において：
調整情報を含む少なくとも初期部分を含む情報スロットと、調整情報を含み前記初期部分とは隔てられる第２部分と、調整情報を含み前記第２部分とは隔てられる最終部分とを受信する段階；
前記初期部分と前情報スロットの前記最終部分および前記最終部分と次情報スロットの初期部分の少なくとも一方を合成して、少なくとも１つの合成部分調整情報を提供する段階；および
調整情報の少なくとも１つの合成部分と調整情報の前記第２部分とを用いて前記無線機を調整する段階；
によって構成されることを特徴とする方法。
【請求項２】
情報スロットを受信する前記段階が、
調整情報の第１所定数のシンボルを含む少なくとも初期部分を含む情報スロットと、調整情報の第２所定数のシンボルを含み前記送信機部分とは隔てられる第２部分と、調整情報の第３所定数のシンボルを含み前記第２部分とは隔てられる最終部分とを受信する段階によって構成されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記初期部分および前記最終部分が第１種類の調整情報を含み前記第２部分が第２および第３種類からの情報を含むことを特徴とする請求項１および２記載の方法。
【請求項４】
前記シンボルの各々が２ビットからなる請求項２または３記載の方法。
【請求項５】
シンボルの前記第１所定数が５であり、前記第２所定数が11であり、前記第３所定数が６であることを特徴とする請求項2,3または４記載の方法。
【請求項６】
調整情報の少なくとも１つの合成部分を提供する前記段階が、前記第２所定数のシンボルと同数の調整情報のシンボルを有する少なくとも１つの合成部分を提供する段階によって構成されることを特徴とする請求項1,2,3,4または５記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも１つの合成部分が11個のシンボルを有することを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項８】
調整情報の前記少なくとも１つの合成部分と調整情報の前記第２部分とを用いて前記無線機を調整する前記段階が、所定の方法で前記第２部分を前記少なくとも１つの合成部分と比較する段階によって構成されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項９】
所定の方法で前記第２部分を前記少なくとも１つの合成部分と比較する前記段階が：
前記第２部分に関して、相関値とエネルギ値との間の計算された関係に対応する第１群の値を計算し、前記第１群の値から第１最大値を選択する段階；
前記少なくとも１つの合成部分に関して、相関値とエネルギ値との間の計算された関係に対応する第２群の値を計ルギ値との間の計算された関係に対応する第２群の値を計算し、前記第２群の値から第２最大値を選択する段階；および
前記第１および第２最大値を比較する段階；
によって構成されることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１０】
相関値とエネルギ値との間の計算された関係に対応する前記第２の値が、前記少なくとも１つの合成部分に関して計算された少なくとも１群の値によって構成されることを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記第２群の値の前記第２最大値が、前記第２群の値の少なくとも１群の値から選択される少なくとも１つの最大値によって構成されることを特徴とする請求項９または10記載の方法。
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明は、時分割多元接続（TDMA）通信システムの無線機を調整する方法に関する。本発明は、無線機を調整するための調整シーケンスを提供する方法に適用される。
発明の背景
時分割多元接続（TDMA:Time Division Multiplex Access）通信システムにおいては、情報を運ぶスロットと呼ばれる個別の時間的な細区分を有する通信チャネルが開設される。通常のチャネルには、様々な種類の干渉が起こる。この干渉は、スロットの「多重経路」受信（受信機が数回同じスロットを受信する）により起こるスロット送信の被受信エネルギに出没する「白色ノイズ」の場合がある。
干渉の効果を軽減する１つの方法は、各スロットに送信される調整シーケンス（training sequence）を用いることである。このシーケンスを受信機においてメモリ内に保持される既知のシーケンスと比較し、その比較結果を用いて送信チャネルの効果を補償する。
当技術では、推定，誤差修正および検出と回復シンボル・タイミングに関していくつかの方法が知られる。通常の方法は、最尤シーケンス推定またはソフト意志決定順方向誤差修正である。これらの方法は、スロットと共に受信される調整シーケンス内の情報を利用する。
シンボルの最大点を発見するためによく用いられる方法の１つは、既知の調整シーケンスと被受信調整シーケンスとの相関である。チャネルが強い「白色ノイズ」を有するとき、またはチャネル・エネルギにフェーディングが起こる場合は、この方法によりシンボルに関して少なくとも２つの最大点を発見する。次にこの方法で最大点間の平均値を計算する。
その方法の欠点は、シンボルの最大点の位置が正確でなく、スロット情報の回復において誤差を起こすことである。
本発明は、上記の欠点を軽減する方法を提供することを求める。
発明の概要
本発明により、無線機を調整する方法が提供される。本方法は、無線機内で実行され、以下の段階を含む。調整情報を含む少なくとも初期部分を含む情報のスロットが受信される。調整情報を含み初期部分とは隔てられる第２部分を受信する。調整情報を含み第２部分とは隔てられる最終部分を受信する。少なくとも１つの初期部分と前情報スロットの最終部分とを合成し、最終部分の１つと次情報スロットの初期部分とを合成して、少なくとも１つの調整情報の合成部分を設ける。少なくとも１つの調整情報の合成部分と調整情報の第２部分とを用いて無線機を調整する。
本発明は、通常は、時分割多元接続（TDMA）通信システム内に組み込まれる。TDMAシステムにおいては、情報は時間スロット内に送信され、各時間スロットにはスロットの始めに第１種類の調整信号の第１部分と、第２または第３種類の第２調整シーケンスと、スロットの最後の第１種類からの調整シーケンスとが含まれ、調整シーケンスの組み合わせの１つを用いることによりシンボル時間の回復が改善される。
本発明の好適な実施例においては、調整情報を含む少なくとも初期部分を含む情報スロットと、調整情報を含み初期部分とは隔てられる第２部分と、調整情報を含み第２部分とは隔てられる最終部分とを受信する段階は：調整情報の第１所定数のシンボルを含む少なくとも初期部分を含む情報スロットと、調整情報の第２所定数のシンボルを含む初期部分とは分離された第２部分と、調整情報の第３所定数のシンボルを含む、第２部分とは分離された最終部分とを受信する段階によって構成される。
好ましくは、シンボルの第１所定数は５であり、第２所定数は11であり、第３所定数は６である。
本発明の好適な実施例においては、調整情報の少なくとも１つの合成部分を提供する段階は、シンボルの第２所定数と等しい数の調整情報のシンボルを有する少なくとも１つの合成部分を提供する段階によって構成される。
好ましくは、少なくとも１つの合成部分は11個のシンボルを有する。
本発明の好適な実施例においては、調整情報の少なくとも１つの合成部分と調整情報の第２部分とを用いて無線機を調整する段階は、第２部分と少なくとも１つの合成部分とを所定の方法で比較する段階を含む。
かくして、相関値とエネルギ値との間の計算された関係に対応する第２群の値は、少なくとも１つの合成部分に関して演算された少なくとも１群の値を含む。
このため、第２群の値からの第２最大値は、第２群の値のうち少なくとも１群の値から選択された少なくとも１つの最大値を含む。
本発明の好適な実施例を図面を参照して、ただし例としてのみ、説明する。
【図面の簡単な説明】
第１図は、時間領域変調通信システムの時間スロット構造と本発明の好適な実施例において用いられるチャネル特性曲線である。
第２図は、本発明の好適な実施例による無線受信機のシンボル・デコーダのブロック図である。
第３図は、本発明の好適な実施例による無線受信機に着信する信号の実数部分を示す曲線である。
第４図は、着信信号の虚数部分を示す曲線である。
第５図は、本発明の好適な実施例による調整シーケンスの相関関数の出力を示す曲線である。
第６図は、着信信号のエネルギ関数の出力を示す曲線である。
第７図は、調整シーケンスの関数Corr−ｋ＊Eneの出力を示す曲線である。
第８図は、本発明による方法を無線機を調整するために用いた場合の符号時間回復の性能を示す曲線である。
図面の詳細な説明
第1A図および第1B図を参照して、TDMAシステム（汎ヨーロッパ中継無線システム（TETRA:Trans European Trunked Radioの場合）における情報の時間スロットの構造とチャネル特性の簡単な説明を行う。
第1B図は、TDMAシステムの３つの連続したスロットを示す。情報スロット２が現情報スロットであり、情報スロット１が前情報スロットであり、情報スロット３が次情報スロットである。情報スロット1,2,3は同じ構造を持ち、情報スロット２の構造のみを第1A図に関して説明する。
情報スロット２は、次の部分からなる。調整情報10と第１位相調節ビット13とを含む初期部分４。ビットの第１スクランブル・ブロック15,調整情報11およびビットの第２スクランブル・ブロック16を含む第２部分５。調整情報12と第２位相調節ビット14を含む最終部分６。第２部分５は、第１データ・ブロック14により初期部分４とは隔てられ、最終部分６は第２データ・ブロック17により第２部分５から隔てられる。
情報スロット２は255個のシンボルを提供する510個のビットを含む。初期部分４の調整情報10は６個のシンボルを含み、第１位相調節ビット13は１個のシンボルを、第１データ・ブロック14は108個のシンボルを、ビットの第１スクランブル・ブロック15は７個のシンボルを、第２部分５の調整情報11は11個のシンボルを、ビットの第２スクランブル・ブロック16は７個のシンボルを、第２データ・ブロック17は108個のシンボルを、第２位相調節ビット14は１個のシンボルを、そして最終部分６の調整情報12は５個のシンボルを含む。
第1B図に示されるように、TDMA通信チャネルは、曲線19によって示されるような正弦曲線行動により特徴化される。第1B図は、スロット1,2,3と、初期部分４の調整情報10と前情報スロットの最終部分6aの調整情報12aとの組み合わせを含む「時間ウィンドウ」７とをさらに示す。「時間ウィンドウ」８は、初期部分５の調整情報11を含み、「時間ウィンドウ」９は最終部分６の調整情報12と、次情報スロット３の初期部分4bの調整情報10bとの組み合わせを含む。ウィンドウ7,9は、第１種類からの調整情報の合成部分を提供し、ウィンドウ８は第２または第３種類の調整情報を提供する。これについては後述する。
TDMAシステムで動作する無線機内で用いられるシンボル・デコーダ20を第２図を参照して説明する。シンボル・デコーダ20は、調整シーケンスを格納するメモリ35によって構成される。メモリ35は、２つの出力を有する。第１出力34は、ブロック24およびブロック26に接続される。第２出力33は、ブロック25に接続される。ブロック24,25,26は、関数Corr（ｎ）/Ene（ｎ）を計算するために用いられる。関数Corr（ｎ）/Ene（ｎ）については後に詳述する。
シンボル・デコーダ20は、時間遅延ブロック21,22,23によってさらに構成される。ブロック21,22,23の入力は、無線受信機セクション36に接続される。ブロック21は、ブロック24に接続される出力を有し、ブロック22の出力はブロック25に接続され、ブロック23の出力はブロック26に接続される。ブロック24は、ブロック27に接続される出力を有する。ブロック25は、ブロック28に接続される出力を有し、ブロック26はブロック29に接続される出力を有する。ブロック27,28,29は、シンボルの最大値を選択し、その出力はブロック30に接続される。ブロック30は無線機を調整するための調整シーケンス・シンボルの最大値を選択する。
シンボル・デコーダ20の動作を説明する。着信信号は実数部分Ｑおよび虚数部分Ｉをそれぞれ有し、受信機にはそれぞれ信号部分に対応する個別の部分が備えられる。第３図に示される無線受信機のＱ部分からの着信信号40と第４図に示されるＩ部分からの着信信号50が遅延ブロック21,22,23に転送される。遅延ブロックは着信信号40,50をサンプリングし、それらの信号から調整情報を解読する。遅延ブロック21は、時間ウィンドウ７において着信信号をサンプリングし、それに関して調整情報の合成部分を解読する。合成部分とは、現スロットすなわち情報スロット２の初期部分４の調整情報10と、前情報スロット１の最終部分6aとの組み合わせである。遅延ブロック21は、調整情報の合成部分をブロック24に出力する。次遅延ブロック、すなわち遅延ブロック22は時間ウィンドウ８において着信信号をサンプリングし、現スロットすなわち情報スロット２の第２部分５の調整情報11を解読する。遅延ブロック22は、第２部分５の調整情報11をブロック25に出力する。最終遅延ブロックすなわち遅延ブロック23は時間ウィンドウ９において着信信号をサンプリングし、調整情報12を有する最終部分６と調整情報10bを有する次情報スロットすなわち情報スロット３の初期部分4bとの合成部分の調整情報を解読する。
遅延ブロック23は、調整情報の合成部分をブロック26に出力する。第１種類からの調整情報がメモリ35からブロック24,25に入り、第２または第３種類からの調整情報がメモり35からブロック25に入る。第１種類，第２種類および第３種類からの調整情報には、同数のシンボル、たとえば11個のシンボルが含まれる。調整情報の各シンボルに関して、ブロック24,25,26は相関関数とエネルギ関数とを計算する。関数を以下に説明する。
0003657276.tif 000002
ただし
Ｌは調整情報長
Ｒ（ｎ）は着信サンプル
Ｓ（ｋ）は調整情報
0003657276.tif 000003
は予測される調整情報シーケンス中心
Ｍはシンボル毎サンプル数
Ｎはピーク位置に関する間隔サーチのシンボル数
第５図は相関関数の出力を示す。Ｘ軸は絶対数との相関を示し、Ｙ軸は時間を表す。曲線60は、相関関数のグラフである。ピーク曲線61は相関関数を無線機36で受信される調整情報とメモリ35から受信される調整情報に適応した結果を示す。
第６図は、エネルギ関数の出力を示す。Ｘ軸は、被検出シンボルのエネルギを絶対値で表し、Ｙ軸は時間を表す。曲線70はエネルギ関数のグラフである。曲線70の平均値は、正弦関数の形状を有し、第1B図に示す曲線19と同じ曲線である。相関関数とエネルギ関数とが計算されると、第３の関数ｒ（ｎ）＝Corr（ｎ）/Ene（ｎ）が計算される。この関数の出力は第７図を参照して説明する。
Ｘ軸はCorr（ｎ）−ｋ＊Ene（ｎ）を示す。ただしｋは定数である。またＹ軸は時間を表す。曲線80は、Corr（ｎ）−ｋ＊Ene（ｎ）関数のグラフである。ピーク曲線Ｘとピーク曲線Ｙは解読シンボルを表す。エネルギは着信信号全体を通じて等しいレベルを有するわけではないので、各解読シンボルは異なるエネルギ・レベルを有する。ブロック24,25,26の出力がブロック27,28,29に転送される。調整情報の各ブロックに関して、ブロック27,28,29は曲線80の「０」直線を超える最も高いピークを有するシンボルを選択する。このようなシンボルの例は、曲線80にＹと記されるシンボルである。ブロック27,28,29の出力がブロック30に入り、前調整情報のうち最も高い値のシンボルを選択する。ブロック30の出力、すなわち最もレベルの高いシンボルを用いて無線機を調整する。
本発明の利点を第８図を参照して説明する。第８図により、本発明を用いるとTETRA規準において、15msecの相対遅延と−8.6dBの平均相対電力を有して２つのレイリー・フェードを持つチャネルとして定義されるHT200チャネル条件のビット誤り率（BER:Bit Error Rate）性能は理想的なタイミング、すなわち曲線90に近づくことが当業者に示される。曲線91は、２つの調整シーケンス（Corr−Ene）に基づくシンボル時間回復（STR:Symbol Time Recovery）を示す。曲線91は、本発明を使用する結果を示す。他の曲線は、２つの調整シーケンスに基づくフィルタ同期アルゴリズムなどの従来技術によるアルゴリズムに基づくSTR曲線92または１つの調整シーケンスに基づく曲線94および関数Corr−Eneを採用するアルゴリズム（Corr−Ene）を用いる１つの調整シーケンスに基づくSTRを示す。
本発明の代替の実施例においては、本方法は２つの調整シーケンスのみを用いる。
２つの適切な調整シーケンスを簡単に説明する。第１種類T1は、被受信スロットがデータおよび音声を運ぶトラフィック・スロットであることを示す。第２種類T2は、被受信スロットがトラフィック・スロットからの情報を「静止させる」緊急スロットである静止スロットであることを示す。無線機は、スロット種類を識別する調整シーケンス情報を用いて、無線機が受信側のデータおよび音声と同期するよう調整する。さらに無線機は、STRおよび次スロットの始点の推定に関する情報を用いる。
この方法を用いてさらにシンボルが求められ、シンボルの被導出シーケンスが得られる。これを既知のシンボル・シーケンスと比較し、当技術では周知の方法で無線機のタイミングを調整して、無線機とチャネル内に受信される情報とを同期させる。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図３】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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