(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイロット記号支援による復調器における周波数自動訂正のために周波数オフセットを選択する方法であって、
発生しうる離散値を有する複数の記号と、信号の所定の位置において、それぞれが所定の値を有する複数のパイロット記号とを含む信号を受信するステップ（４００）と、
発生しうる周波数誤差を定義する１組の仮定値を選択するステップ（４０４）と、
前記１組の仮定値の各１つに従って、前記パイロット記号と、複数の記号から選択されたいくつかの記号（３２０，３３０，３４０）とを補償することによって、誤差が補償されたパイロット記号の組と前記複数の記号から選択され誤差が補償されたいくつかの記号の組（３２０，３３０，３４０）を発生するステップ（４０６−１−４０６−ｉ）と、
誤差が補償されたパイロット記号の各組ごとに推定されたチャネルを発生するステップ（４０８−１−４０８−ｉ）と、
推定されたチャネルの各組ごとに補間された推定チャネルを発生するステップ（４１０−１−４１０−ｉ）と、
前記記号の発生しうる離散値と前記補間された推定チャネルとを使用して、前記複数の記号から選択され誤差が補償されたいくつかの記号（３２０，３３０，３４０）のそれぞれに対してメトリックを発生するステップ（４１２−１−４１２−ｉ）と、
前記複数組の誤差が補償された記号の各組のメトリックを累積することによって、累積されたメトリックを発生するステップ（４１４−１−４１４−ｉ）と、
周波数自動訂正の周波数オフセットとして使用するために累積メトリックが最小の前記１組の仮定値から１つの仮定値を選択するステップ（４１６）と、
を含む前記方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、誤差が補償されたパイロット記号の組と、前記複数の記号から選択され誤差が補償されたいくつかの記号の組（３２０，３３０，３４０）とを発生する前記ステップは、前記パイロット記号と、前記複数の記号から選択された前記いくつかの記号（３２０，３３０，３４０）とに、前記１組の仮定値のうちの各１つの正弦曲線を乗算することを含む前記方法。
【請求項３】
請求項１記載の方法であって、前記信号の時間的整合を訂正する予備ステップ（４０２）を更に含む前記方法。
【請求項４】
請求項２記載の方法において、前記１組の仮定値はｉ個の仮定値を含み、前記１組の仮定値は、ｗｉを含み、前記パイロット記号および前記複数の記号から選択されたいくつかの記号（３２０，３３０，３４０）と前記仮定値の正弦曲線の乗算は、
0003655196.tif 000005
との乗算を含み、ここでｊは、−１の平方根であり、ｗｉは仮定値ｉに関連する周波数の誤差であり、ｎは記号の位置からなる前記方法。
【請求項５】
請求項１記載の方法において、前記メトリックを発生するステップは、｜Ｒｎ−Ｃｎ＊Ｓｊ｜２を１からｎまで加算することを含み、Ｒｎは、記号位置ｎにおける誤差の補償された受信した記号を含み、Ｃｎは、記号位置ｎにおける前記補間されたチャネル推定値であり、Ｓｊは、発生しうる１組の値を含む前記方法。
【請求項６】
請求項１記載の方法において、複数の記号から選択された前記いくつかの記号（３２０，３３０，３４０）は、前記信号内の１つまたはそれ以上の最も誤差が生じやすい位置の記号からなる前記方法。
【請求項７】
請求項６記載の方法において、前記最も誤差が生じやすい位置は、２つのパイロット記号の中間である前記方法。
【請求項８】
請求項１記載の方法であって、仮定値を選択する前記ステップの前に、前記信号の周波数粗訂正を実行する前記ステップを更に含む前記方法。
【請求項９】
請求項５記載の方法において、前記信号は、１組の仮定値を選択する前記ステップの前に、周波数基準を使用して変換される方法であって、
Ｒｎ−Ｃｎ＊Ｓｊから誤差信号を発生するステップと、
周波数ループに前記誤差信号を通過させ、前記残留周波数オフセットの平滑な推定値を得るステップと、
前記残留周波数オフセットの前記平滑な推定値を用いて、周波数の基準を訂正するステップと、
を含む前記方法。
【請求項１０】
パイロット記号支援による復調器で使用するための周波数自動訂正装置であって、複数の記号のうちのいくつかの記号が所定のパイロット記号である前記複数の記号を表す複数の波形を受信し、誤差が補償されたパイロット記号の組と前記複数の記号から選択され誤差が補償されたいくつかの記号（３２０，３３０，３４０）の組とを発生する誤差補償器（３０４）と、チャネルを推定するように構成されたチャネル推定器（３０８，３１０）と、推定チャネルを補間するように構成された補間器（３１４）と、復調器（３１８）とを備えた前記周波数自動訂正装置において、
前記誤差補償器（３０４）は、１組の周波数オフセットの仮定値に従って、前記誤差が補償されたパイロット記号の組と前記複数の記号から選択されたいくつかの記号（３２０，３３０，３４０）を発生し、
前記チャネル推定器（３０８，３１０）は、誤差が補償されたパイロット記号の各組ごとにチャネルを推定し、
前記補間器（３１４）は、前記推定チャネルの組を補間し、
前記復調器（３１８）は、前記補間された推定チャネルの組を用いて、誤差が補償された記号の各組ごとに複数のメトリックを発生し、
選択器（３２２）は、周波数自動訂正のときに前記周波数オフセットとして使用するために、複数のメトリックが最小の仮定値の組のうちの１つを選択するように適応している、
ことを特徴とする前記周波数自動訂正装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の周波数自動訂正装置であって、誤差補償の前に、前記パイロット記号と前記複数の記号との時間を揃える手段（３０２）を更に含む前記周波数自動訂正装置。
【請求項１２】
請求項１０記載の周波数自動訂正装置であって、誤差補償の前に、前記記号の周波数粗訂正をする手段（３０２）を更に含む前記周波数自動訂正装置。
【請求項１３】
請求項１０記載の周波数自動訂正装置において、前記誤差補償器（３０４）は、前記パイロット記号と、前記複数の記号から選択されたいくつかの記号（３２０，３３０，３４０）とに、前記１組の周波数オフセットの仮定値のうちの各１つを乗算する前記周波数自動訂正装置。
【請求項１４】
請求項１０記載の周波数自動訂正装置であって、基準周波数を使用して、前記波形の周波数を変えるように構成された周波数ダウンコンバーターと、
前記復調器からの誤差信号に応答して、前記基準周波数を訂正する手段と、
を更に含む前記周波数自動訂正装置。
【請求項１５】
請求項１４記載の周波数自動訂正装置において、前記基準周波数を訂正する前記手段は、前記復調器からの誤差信号に応答して、残留周波数の平滑な推定値を発生する周波数ループを含む前記周波数自動訂正装置。
【請求項１６】
既知の記号位置における１つまたはそれ以上のパイロット記号と１つまたはそれ以上の非パイロット記号とを含む複数の離散記号を含む受信した信号の前記周波数オフセットを決定する方法であって、
１組の仮定された周波数オフセットを選択し、
各仮定された周波数オフセットごとに、
前記仮定された周波数オフセットにより前記パイロット記号と前記選択された非パイロット記号を訂正し、
訂正された後のパイロット記号に対するチャネル推定値を発生し、
訂正された後のパイロット記号に対する前記チャネル推定値を用いて、訂正された後の選択された非パイロット記号に対する補間されたチャネル推定値を発生し、
前記補間されたチャネル推定値を用いて前記仮定された周波数オフセットに対する誤差メトリックを計算し、さらに、
前記誤差メトリックに基づいて前記仮定された周波数オフセットを選択する、
ことを含む前記方法。
【請求項１７】
請求項１６記載の方法において、前記パイロット記号と前記仮定された周波数オフセットに対する前記非パイロット記号を訂正することは、前記パイロット記号と前記選択された非パイロット記号とに正弦曲線を乗算することを含む前記方法。
【請求項１８】
請求項１７記載の方法において、前記パイロット記号および前記選択された非パイロット記号と正弦曲線の乗算は、
0003655196.tif 000006
との乗算を含み、ここでｊは
0003655196.tif 000007
であり、ｗｉは仮定値ｉに関連する前記周波数の誤差であり、ｎは前記記号の位置からなる前記方法。
【請求項１９】
請求項１６記載の方法であって、前記受信した信号の時間的整合を訂正することを更に含む前記方法。
【請求項２０】
請求項１６記載の方法において、前記仮定された周波数オフセットに対する誤差メトリックを計算することは、前記補間されたチャネル推定値を用いて、それぞれが前記受信した信号内の選択された記号に対応する複数の誤差信号を発生させ、前記選択された記号に関連する前記誤差信号を結合することを含む前記方法。
【請求項２１】
請求項２０記載の方法において、前記誤差信号を結合することは、前記誤差信号の二乗和を計算することを含む前記方法。
【請求項２２】
請求項１６記載の方法であって、前記選択された非パイロット記号は、前記パイロット記号から最も遠い位置にある１つまたはそれ以上の記号を含む前記方法。
【請求項２３】
請求項１６記載の方法において、前記誤差メトリックを用いて前記仮定された周波数オフセットのうちの１つを選択することは、前記誤差メトリックを最小にする前記周波数仮定値を選択することを含む前記方法。
【請求項２４】
既知のパイロット記号と１つまたはそれ以上の非パイロット記号とを含む複数の離散記号からなる受信した信号の前記周波数オフセットを決定する周波数自動訂正装置であって、
前記仮定された周波数オフセットの各１つごとに、前記パイロット記号と選択された非パイロット記号を訂正する誤差補償器と、
訂正されたパイロット記号の各組ごとにチャネルを推定するチャネル推定器と、
訂正された後のパイロット記号に対する前記チャネル推定値を用いて、訂正された後の選択された非パイロット記号に対するチャネル推定値を補間する補間器と、
前記非パイロット記号に対する前記補間されたチャネル推定値に基づいて、仮定された周波数オフセットごとに誤差メトリックを発生する復調器と、
前記復調器によって発生した前記誤差メトリックに基づいて、前記仮定された周波数オフセットのうちの１つを選択する選択器と、
を含む前記装置。
【請求項２５】
請求項２４記載の装置において、前記誤差補償器は、前記パイロット記号および前記選択された非パイロット記号とに正弦曲線を乗算することによって、前記仮定された周波数オフセットの各１つごとに、前記パイロット記号と選択された非パイロット記号とを訂正する前記装置。
【請求項２６】
請求項２５記載の装置において、前記パイロット記号および前記選択された非パイロット記号と正弦曲線の乗算は、
0003655196.tif 000008
との乗算を含み、ここでｊは
0003655196.tif 000009
であり、ｗｉは仮定値ｉに関連する前記周波数の誤差であり、ｎは前記記号の位置からなる前記方法。
【請求項２７】
請求項２４記載の装置であって、前記受信した信号の時間的整合を訂正する手段を更に含む前記方法。
【請求項２８】
請求項２４記載の装置において、前記復調器は、前記補間されたチャネル推定値を用いて、それぞれが前記受信した信号内の選択された記号に対応する複数の誤差信号を発生させ、前記選択された記号に関連する前記誤差信号を結合することによって、前記仮定された周波数オフセットごとに誤差メトリックを計算する前記装置。
【請求項２９】
請求項２８記載の装置において、前記復調器は、前記誤差信号の二乗和を計算することによって、前記誤差信号を結合する前記装置。
【請求項３０】
請求項２４記載の装置であって、前記誤差補償器は、前記パイロット記号から最も遠い位置にある非パイロット記号を選択する前記装置。
【請求項３１】
請求項２４記載の装置において、前記選択器は、前記誤差メトリックを最小にする前記周波数仮定値を選択する前記装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、無線通信の分野に関し、より詳細には、復調器において周波数自動訂正を使用する無線受信器に関する。
【０００２】
（発明の背景）
無線通信システムにおける移動局と基地局の間の信号は、信号を劣化するいろいろな条件に支配される。例えば、受信器は、（例えば、送信機から直接に、および／または多数の異なる地形的（topological）および人工の物体から反射され）複数の方向から信号を受信するのが普通である。各種信号は、潜在的に互いに位相がずれており、互いに或る程度相殺して信号強度が弱くなる（フェージングとして公知である）。一般にこのような信号のフェージングは、信号が完全に消滅するかも知れない相当に強いフェージングの起こる可能性のある特定のエリアを含むシステムの、サービスエリアで空間的に発生する。
【０００３】
移動局は無線通信システムを動きまわるので、信号はドップラー効果を受けやすい。当業者には公知のように、信号源／送信機と信号受信器の間に相対運動が存在するときは、受信信号の周波数成分のドップラーシフトが存在する。移動局が基地局に向かって移動する場合は、正のドップラーシフトが存在する（つまり、信号の周波数が高くなる）。移動局が基地局から離れるように移動する場合は、負のドップラーシフトが存在する（つまり、信号の周波数が低くなる）。周波数がシフトすると、割り当て周波数における信号強度が非常に低いその割り当て周波数ではなく、シフトされた周波数で（受信器で認識されるような）最大信号強度が生じる。システム内のフェージングが起こりやすいエリアを移動局が通過すると、信号強度にかなりの損失が生じる。これらの要因の最終的結果は、受信器に届いた時に送信信号が歪むことである。移動局では、この現象によって聴きたくない歪みが生じ、信号が消失することさえある。
【０００４】
この歪みを明らかにするために、信号内の既知のパイロット記号における振幅と位相の歪みを決定するチャネル推定値が使用される。信号内の他の記号の訂正因子（correction factors）は、チャネル推定値から補間される。一例としてIS-136システムでは、各記号が２ビットからなる１６２個の記号を有する信号が送信される。IS-136システムの拡張提案では、この１６２個の記号は、信号内の所定の既知の位置Ｐiにおける所定の既知の記号Spiを有する（ここでｉ＝１からｎまで、ｎは使用されるパイロット記号の数である）。
【０００５】
パイロット記号におけるチャネル推定値から補間された訂正因子（つまり、チャネル推定値）は、各データ記号の最尤値を推定するために使用できる。換言すると、パイロット記号から取り出されたチャネル推定値は、他の記号を復調するチャネル推定値を決定するために補間される。このような既知の補間器（interpolator）は、パイロット記号の位置で得られたチャネル推定値に何らかの特性を当てはめようと試みる。
【０００６】
普通、補間器は、チャネルの時間的な統計的変動（フェージング）の知識と、遭遇すると期待される最高ドップラー周波数の知識を使用するが、この最高ドップラー周波数は、移動局の最高速度と、動作用搬送周波数とに依存する。
【０００７】
無線通信で普通に発生する別の問題は、周波数オフセットの問題である。移動局のローカル基準周波数によって発生する周波数は、基地局における送信で使用される基準周波数と異なっているために上記問題が発生する。データ記号の確実な復号が可能にするためには、このような周波数オフセットを訂正することが必要である。
【０００８】
IS-136のような通信システムにおいては、エリクソン社のA.K.Raithに譲渡された米国特許第5,093,848号の中で説明されているように、復調の過程で周波数自動訂正を扱うことができる。この特許における復調器からの誤差信号は、自身の出力に周波数オフセットの平滑な推定値を発生するループを通過する。この周波数推定値は、遭遇する周波数誤差を訂正するために使用される。
【０００９】
パイロット記号と補間を利用するシステムでは、上記方法を直接利用できない。何故ならば、フェージングのチャネル統計値の知識と、補間器で使用される最高ドップラー周波数は、周波数オフセットが存在する場合には無効だからである。したがって、補間されたチャネル推定値は誤差を含んでおり、このため復調器の性能が劣化することになる。このようなシステムでは、補間を実行して、補間されたチャネル推定値を発生する前に、周波数自動訂正を実行することが必要である。
【００１０】
上記自動訂正を実行する方法は、１９９７年１１月のIEEEの通信に関する季報、１４１２頁〜１４１６頁に記載の、Wen-Yi KuoおよびMichael P.Fitzによる論文、「周波数が平坦なフェージングにおけるパイロット記号によって支援された変調の周波数オフセットの補償（Frequency Offset Compensation of Pilot Symbol Assisted Modulation in Frequency Flat Fading）」の中で開示されており、ここでこの論文に言及することにより、この論文の開示内容を本願に組み入れることにする。この論文の中で使用されている方法は、フェージングは或る統計的変動で発生しているという知識とともに、パイロット記号の位置のチャネル推定値を見つけ、これらのチャネル推定値に正弦曲線を当てはめることを試行している。この方法は、最も適合した正弦曲線から周波数オフセットを推定する。上記解決方法の主たる欠陥は、収束（convergence）に時間がかかることである。
【００１１】
本発明は、上に説明した問題点の克服を目的としている。
【００１２】
（発明の要約）
本発明の１つの態様によれば、この方法は、パイロット記号に支援される復調器における周波数自動訂正のために周波数オフセットを選択することを備えている。この方法は、発生しうる（possible）値が離散値である複数の記号と、信号の所定の位置にあり、各パイロット記号が所定の値である複数のパイロット記号とを含む信号を受信するステップと、周波数オフセットの範囲を決める１組の仮定値を選択するステップと、パイロット記号と、複数の記号から選択されたいくつかの記号とに、１組の仮定値のうちの各１つの正弦曲線を乗算して、仮定された誤差の波形を補償するステップと、さらに誤差が補償されたパイロット記号の１組ごとに推定チャネル（estimated channel）を発生するステップとを含んでいる。誤差が補償されたパイロット記号の各１組の推定チャネルが補間されると、記号の発生しうる離散値と補間された推定チャネルを使用して、誤差が補償され選択された記号の各１組ごとにメトリック（metrics）が発生する。累積メトリックが最小の仮定値は、記号を復調するときに使用される。
【００１３】
本発明の別の態様によれば、信号は、仮定値を選択する前に時間的に整合する。本発明の別の態様によれば、仮定値はｗiを含み、信号と仮定値の正弦曲線を乗算するステップは、信号と
0003655196.tif 000002
の乗算を含む。更に受信した記号の決定された１組はＲnを含み、補間された推定チャネルはＣnを含み、発生しうるデータ記号の離散値はＳjを含み、メトリックを発生するステップは、｜Rn-Cn*Sj｜2の最小値を見つけることを含む。
【００１４】
この発明の別の態様によれば、複数の記号から選択されたいくつかの記号は、信号内で誤差が生じやすい１つまたはそれ以上の位置にある記号を含む。誤差が生じやすい位置は、２つのパイロット記号の中間点であると定義してもよい。この発明の別の態様によれば、仮定値を選択するステップの前に、信号の周波数粗訂正（coarse frequency correction）が実行される。
【００１５】
この発明の別の態様によれば、パイロット記号支援による復調器の中の周波数自動訂正装置が説明されている。この装置は、いくつかの記号が所定のパイロット記号である複数の記号を受信し、信号の復調に使用するために周波数オフセットを送る。この装置は、パイロット記号と、複数の記号から選択されたいくつかの記号とに、周波数オフセットの１組の仮定値のうちの各１つの正弦曲線を乗算する誤差補償器、誤差が補償されたパイロット記号の１組ごとにチャネルを推定するように構成されたチャネル推定器、さらに推定チャネルを補間するように構成された補間器を含む。周波数自動訂正装置は、推定チャネルを使用して、誤差が訂正されたパイロット記号ごとにメトリックを発生する復調器と、周波数自動訂正のときに周波数オフセットとして使用する累積メトリックが最小の仮定値の１組を選択する選択器とをさらに含む。
【００１６】
この発明のさらなる態様によれば、周波数自動訂正装置は、誤差補償の前に、記号の時間を揃える手段を更に含む。本発明の更に別の態様によれば、周波数自動訂正装置は、誤差補償の前に、記号の周波数粗訂正をする手段を更に含む。本発明の更に別の態様によれば、周波数オフセットの最良仮定値が決定される。この仮定値による訂正の後、復調が実行され、復調のプロセスにおける誤差信号が周波数ループを通過すると、前に作られた仮定値では説明されない残留周波数オフセットの平滑な推定値を周波数ループの出力に発生する。
【００１７】
（詳細な説明）
本明細書では、この発明は、無線通信網で動作する移動局を中心にして説明されている。しかし、この発明の適用可能性は移動局に限定されるものではない。この発明は、基地局または周波数自動訂正を使用するほとんどの応用に使用可能である。
【００１８】
図１は、全体を１０で示す（無線電話機、セルラー電話機またはセル電話とも呼ばれる）移動局を示す。移動局１０は、自身と無線通信網との間で無線信号を送受するアンテナ１２含む。アンテナ１２は、受信器１６と送信機１８が同じアンテナ１２で（それぞれ）受信し放送することを可能にする送受切換器１４に接続されている。これの代替方法として、特に送受信時間が重複しない場合は、異なる送信経路と受信経路の間を交互に使用する送信／受信スイッチを使用してもよい。受信器１６は、無線信号を復調し多重分離し、制御メッセージとして制御チャネルに、通話またはデータとして通信チャネルに復号する。音声は拡声器２０に送られる。受信器１６は、メッセージを制御チャネルからプロセッサ２２に送る。
【００１９】
プロセッサ２２は、メモリ２４に格納されているプログラムとデータを用い、制御チャネルのメッセージに応答して移動局１０の機能を制御するとともに調整する。プロセッサ２２は、ユーザーインターフェース２６からの入力に応答して移動局１０の動作も制御する。ユーザーインターフェース２６は、ユーザーの入力装置としてのキーパッド２８とユーザー情報を与えるディスプレー３０を含む。照明や特殊な目的のボタン３２のようなその他の装置はユーザーインターフェース２６の中に含まれることが多い。プロセッサ２２は、制御メッセージとユーザー入力に応答して、制御線３４、３６を介して送信機１８と受信器１６の動作を制御する。
【００２０】
受話器３８は、音声信号入力を受信し、この入力をアナログ電気信号に変換して送信機１８に送る。送信機１８は、このアナログ電気信号をディジタルデータに変換し、誤差検出情報および誤差訂正情報と一緒にこのデータを符号化し、プロセッサ２２からの制御メッセージとともにこのデータを多重化する。送信機１８は、この結合されたデータストリームを変調し、生じた無線信号を送受切換器１４およびアンテナ１２を介して無線通信網に放送する。
【００２１】
この発明の代表的実施例によれば、受信器１６は、信号を受信周波数から中間周波数に変えて、この中間周波数信号を復調器１０２に転送する周波数変換器１００を含む。図３に関連して以下に説明するこの発明の１つの態様のとおり、復調器１０２は周波数合成器１０３からの基準周波数を使用して、無線信号を複数の記号に復調する。復号された記号は、タイム・スロットを使用するとともに、送信中、フェージングに対する障壁（hedge）として符号化データをインタリーブするシステムで、利点の多いコード再アセンブラ１０４に送られる。例えば、移動体通信グローバル・システム（GSM）の規格は、このようなインタリービングを指定している。コード再アセンブラ１０４は、インタリーブされた文字を取り出し、これらの文字を適切な順番に再アセンブルする。コード再アセンブラ１０４の出力は、復号器１０６に送られる。
【００２２】
当業者には公知のとおり、復号器１０６は、受信記号を復号して、対応する情報記号をその宛先に転送する。制御メッセージであると決定されている受信した記号群（語）はプロセッサ２２に送られる。音声トラヒックである受信した語は、この語を使用して音声または他の音に合成する合成器１０８に送られる。合成された音声は、音声は拡声器２０に送られる。当然、移動局１０がデータモデムとして使用中であれば、情報記号は、示されていないデータ出力に復号器から直接送られるが、当業者には公知のことである。
【００２３】
当業者には公知のとおり、復調器１０２は、無線信号を複数の波形として受信する。復調器１０２は、無線通信網の変調基準に従って、周波数自動訂正装置１１２を用いてこの波形を記号に変換する。復調器１０２がこの記号を受信するとき、記号の波形は、伝送媒体に起因するフェージングを受けている。それだけではなく、信号のタイミングは判っておらず、移動局における基準周波数は受信信号の搬送周波数からずれている。
【００２４】
次に図２に移ると、時分割多元接続（TDMA）に使用できる、１つの周波数からの１つのタイム・スロット２００が示されている。同期記号２１０は、タイム・スロットの時間を揃えるために復調器が使用する複数の既知の文字を含んでいるので、誤差の大きさを小さくする。更に、Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3およびＰ4で示す既知のパイロット記号は、受信信号と既知のパイロット記号を比較するとともに、周波数オフセットを加えることにより、周波数オフセット（チャネル推定値）を決定するために使用される。周波数オフセットは、パイロット記号から得られたチャネル推定値に正弦曲線の当てはめを試みるとともに、フェージングの時間的な統計的変動の知識を使用することによって決定される。しかし、この先行技術の手法は、１９９７年１１月、ＩＥＥＥの通信に関する季報、１４１２頁〜１４１６頁に記載の、 Wen-Yi KuoおよびMichael P.Fitzによる論文、「周波数が平坦なフェージングにおけるパイロット記号によって支援された変調の周波数オフセットの補償（Frequency Offset Compensation of Pilot Symbol Assisted Modulation in Frequency Flat Fading）」に説明されているように収束に比較的長時間かかる。
【００２５】
次に図３に移ると、この発明による周波数自動訂正装置１１２が示されている。記号を表す波形のタイム・スロットは線３００上で受信される。周波数粗訂正とタイミング推定は、タイム・スロットの時間を揃えるとともに、既知の誤差範囲がほぼ±ｗ  ｈｚである周波数オフセットの粗推定値を取り出すための同期語を使用して、時間整合兼周波数粗訂正ユニット３０２によって実行される。
【００２６】
粗訂正された波形が誤差補償器３０４に送られると、ここで周波数誤差の仮定値が選択される。周波数誤差の仮定値ｗiは、仮定値が−ＷからＷに至る線上で間隔を置いて（望ましくは等間隔で）メモリ３０６に格納されるように選択される。
【００２７】
このような仮定値wごとに、パイロット位置の波形と、選択された別の位置の波形とが、仮定値の周波数誤差、
0003655196.tif 000003
の正弦曲線と乗算される。ここで、
jは、√−1（−1の平方根）、
ｎは、タイム・スロットにおける波形の位置（図２の例で、同期語２１０が１６個の記号であると想定すると、Ｐ1はｎ＝１７であり、３２０のＤは、ｎ＝１９であり、以下同様である）
【００２８】
既知の誤差±Wはメモリ３０６に格納されている。一般にｗi個の仮定値のすべてが予め決定され、同じくメモリ３０６に格納されている。
【００２９】
誤差補償器３０４では、パイロット記号の位置の波形と選択された他の位置の波形とが、
0003655196.tif 000004
と乗算されて、各位置の粗訂正された波形から、仮定された各周波数誤差（ｗi）を除去する。この代表的実施例では、全処理が並列で実行される。したがって、i個の並列プロセッサと処理中のi組の波形がある。しかし、周波数オフセットの様々な仮定値に対しては、このような処理を直列に実行してもよいことは、当業者には理解できるであろう。
【００３０】
チャネル推定値は、ｉ組の誤差が補償されたパイロット記号ごとに計算される（各組は、特定の仮定された周波数誤差ｗを除去させている）。プロセッサ３０８は、復調器３１０を使用して、誤差が補償されたパイロット記号とメモリ３１２に格納されている既知のパイロット記号を比較し、適切なチャネル推定値Ｃを決定する。例えば、Ｐ1における記号が、Ｄとして送信されたことが判っていると、通信ユニットは実際にＰ1でＲを受信する。チャネル推定値Ｃは、メトリック｜Rp1-Cp1*Dp1｜2を最小にするように決定される。
【００３１】
i組のチャネル推定値が補間器３１４に送られる。補間器３１４は、このチャネル推定値を用いて、適切な補間によってパイロット記号間の誤差が補償され、事前に選択された波形の１組ごとに適切なチャネル推定値（「Ｃ」）を決定する。この代表的実施例の場合、誤差が補償され予め選択された波形は、パイロット記号間の中間の記号（図２の３２０、３３０、３４０）の波形を含む。何故ならば、これらの記号は、最も誤差が生じやすい位置にあるからである（これらの記号は既知のパイロット記号から最も離れているので最も誤差が生じやすいので、これらの記号の補間は誤差になる可能性が最も高い）。しかし、（パイロット記号間の２つ以上の記号を含む）他の位置の記号を使用してもよい。当業者には公知であり、無線情報通信網に関するインターナショナルジャーナル、１９９４年、第１巻、第４号の２３９頁〜２５２頁に記載の、Wen-Yi KuoおよびMichael P.Fitzによる論文、「フェージングと不確かな周波数に対する、パイロット記号によって支援されたバーストモード通信の設計（Designs for Pilot Symbol-Assisted Burst Mode Communications with Fading and Frequency Uncertainty）」の中で説明されているように、適切な補間器またはウィーナー・フィルタが使用される。
【００３２】
次に、予め選択された波形位置の補間されたチャネルは、メトリック｜Rn-Cn*Sj｜2を最小にすることにより、誤差が生じやすい（または他の予め選択された）位置の記号を復調器３１８で復調することにより、プロセッサ３１６の中にメトリックを発生するために使用され、ここで、
Ｒnは、位置ｎにおける誤差が補償された受信記号、
Ｃnは、位置ｎにおける補間されたチャネル推定値、
Ｓjは、記号が持ち得る値である（変調が４相位相変調（QPSK）の場合、記号には４個の発生しうる離散値［つまり、４つの発生しうる波形、ｊは１から４］があり、変調が８相位相変調（8-PSK）の場合、８個の発生しうる記号［つまり、８個の発生しうる波形、ｊは１から８]がある）。
【００３３】
周波数誤差（ｗ）の各仮定値に対してメトリックが累積され（予め選択された記号のメトリックを加算すること）、それぞれが異なる仮定値ｗに対応するｉ組の累積メトリックを発生する。
【００３４】
最小累積メトリックに対応する周波数オフセットの仮定値が、周波数オフセットの最良推定値としてセレクタ３２２で選択されると、その周波数オフセット３２４は、全タイム・スロットを復調する周波数オフセットとして使用される。換言すると、全受信バーストについての波形が、周波数オフセットに選択された仮定値に対応する正弦曲線によって訂正され、周波数オフセットのこの仮定値に対応するパイロット位置のチャネル推定値が補間され、記号の全範囲に亘って補間されたチャネル推定値を発生すると記号は復調される。これらの記号を復調するプロセスで、最良離散値Ｓjに対するRn-Cn*Sjによって与えられる誤差信号は、米国特許、第５，０９３，８４８号で説明されているように、周波数ループを通過して、仮定値ｗに含まれない残留周波数オフセットの平滑な推定値を得る。周波数ループを通過して、仮定値ｗに含まれない残留周波数オフセットの平滑な推定値を得る。これの代替方法として、上に説明されている誤差信号の位相を使用してもよい。このように発生した周波数推定値の推定値は移動局で使用される周波数の基準を訂正するために使用できるので、将来の信号受信中に遭遇する周波数オフセットを小さくできることを理解すべきである。
【００３５】
次に図４に移ると、図３の周波数自動訂正装置の処理を表す流れ図が示されている。処理はボックス４００で始まり、ここで波形のタイム・スロットが受信される。処理はボックス４０２に続き、望ましくは同期語を用いこの波形のタイム・スロットについて、ここで周波数粗訂正とタイミングの推定が実行される。このような周波数粗訂正は、実際の記号を得るときの最初の通過点（pass）となる。
【００３６】
（範囲が±Ｗの）潜在的周波数オフセットの複数個（ｉ）の仮定値が選択される。これらの仮定値が＋Ｗから−Ｗまで一様であるか、一方向に重みづけされているか、あるいはシステムの動作パラメータに依存してどちらか一方になっているように、仮定値を選択することができる。
【００３７】
ボックス４０６で、処理はｉ個の異なる経路に分割する。仮定された周波数オフセットｉごとに１つの経路が存在する。ボックス４０６−１では、上に説明したようにパイロット記号の位置の波形と予め選択された位置の波形が乗算され、波形から仮定された誤差ｗ１を波形から除去する。
【００３８】
処理はボックス４０８に進み、ここで既知のパイロット記号に対するパイロット位置の波形が復調され、当業者には公知のとおりチャネル推定値を得る。ボックス４１０で、予め選択されたパイロット位置のチャネル推定値が補間され、ボックス４１２では補間されたチャネルの値と発生しうる記号の値を使用して、予め選択されたパイロット位置の波形が復調される。復調は、記号の実際の値を得るために実行されるのではなく、誤差が補償された記号の確実な精度を反映するメトリックを得るために実行される。
【００３９】
ボックス４１４で、各仮定値ごとに予め選択された記号のメトリックが累積される。ボックス４０６からボックス４１４までの処理は、１からｉまでの仮定値ごとに並列に実行される。ボックス４１６で、累積されたメトリックが比較され、全タイム・スロットを変調するときに使用するために最小のメトリックが生じた仮定値が選択される。このステップの後、この選択された仮定値を使用して全タイム・スロットについて誤差補償が実行される。
【００４０】
上に説明した実施例は、この発明の原理を示すものであること、そして当業者は、この発明の範囲を逸脱することなく多数の変形を作り出すことができることを理解されたい。したがって、そのような変形は添付の特許請求の範囲に含まれるものと思考する。
【図面の簡単な説明】
添付の図面と関連して以下の詳細な説明の検討から本発明をより完全に理解できるであろう。
【図１】  この発明を実施することができる移動局のブロック図。
【図２】  送信信号のタイム・スロットの図であって、同期語と、パイロット記号およびデータ記号間の関係を示す図。
【図３】  この発明による周波数自動訂正装置のブロック図。
【図４】  この発明の代表的実施例による図３の周波数自動訂正装置の動作の流れ図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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