(57)【要約】【課題】ユーザー端末のキャリア周波数偏移がシステムの条件をクリアするようにし、エリア初期検索の成功率を向上する、ユーザー端末がキャリア周波数偏移を推定する方法と装置を提供する。【解決手段】本発明は、ユーザー端末が受信した一つ以上の信号の発信源である基地局数を確定し、ここで述べた基地局数に対応する各基地局の信号を合成し、ここで述べた合成後の信号に基づきキャリア周波数偏移を推定する。本発明はさらに、ユーザー端末がキャリア周波数偏移を推定する装置を公開する。この装置には以下を含む。ユーザー端末が受信した信号に基づき、ユーザー端末が受信した信号の発信源である基地局数を確定するために用い、さらにここで述べた基地局数を合成モジュールにアウトプットする判断モジュール。ここで述べた基地局数に対応する各基地局の信号を合成するために用い、合成後の信号をキャリア周波数偏移獲得モジュールにアウトプットする合成モジュール。受信した合成後の信号に基づき、キャリア周波数偏移の推定を行うために用いるキャリア周波数偏移獲得モジュ−ル。【選択図】図２
2007501548.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記のステップ：
A．ユーザー端末が受信した一つ以上の信号発信源である基地局の数、および各信号のメインパス位置を確定するステップ；
B．ステップAで得た信号のメインパス位置に基づき、前記基地局数に対応する各基地局の信号を合成するステップ；
C.ステップBで述べた合成後の信号に基づき、キャリア周波数偏移の粗推定値を計算するステップ、
からなるユーザー端末がキャリア周波数偏移を推定する方法。
【請求項２】
前記ステップAで述べたユーザー端末が受信した一つ以上の信号発信源である基地局の数を確定することにおいて、下記のステップ：
A1．ユーザー端末が受信した各信号の出力ピーク値を計算するとともに、設定した最大基地局数の各出力ピーク値を降順に選択するステップ；
A2．ステップA1で序列することで得た最大出力ピーク値と後続の出力ピーク値の比率を設定閾値と比較することにより、ユーザー端末が受信した一つ以上の信号の発信源である基地局数を確定するステップ、
からなる請求項１に記載のユーザー端末がキャリア周波数偏移を推定する方法。
【請求項３】
前記信号が同期下りパイロット信号であり、前記ステップA1には、下記のステップ： 
A11．当地の同期下りパイロット符号と受信した同期下りパイロット信号の重相関シフトを行い、ユーザー端末が受信した同期下りパイロット信号の出力値を得るステップ；
A12．各同期下りパイロット符号に対応する出力ピーク値を確定するステップ、
が含まれていることを特徴とする請求項２に記載のユーザー端末がキャリア周波数偏移を推定する方法。
【請求項４】
前記ステップA11とステップA12の間に、１フレームを上回る各フレーム出力値を選ぶと同時に、各フレームのここで述べた出力値を平均するステップを含むことを特徴とする請求項３に記載のユーザー端末がキャリア周波数偏移を推定する方法。
【請求項５】
前記ステップA2には以下のステップ： 
A21．降順に序列した出力ピーク値に番号を付けると同時に、現在の序列番号を前記最大基地局数として設定するステップ；
A22．最大出力ピーク値と現在の序列番号に対応する出力ピーク値の比率が、設定閾値を上回るか否かを判断し、上回る場合、ユーザー端末が受信した信号の発信源である基地局数を現在の序列番号の値とし、上回らない場合、現在の序列番号から１を減じるとともに、ステップA22に戻ってこれを実行するステップ、
が含まれていることを特徴とする請求項２に記載のユーザー端末がキャリア周波数偏移を推定する方法。
【請求項６】
前記ステップAの前に、一つの下りパイロットタイムスロットの開始位置において同期下りパイロット信号を受信し、１２８のチップのベクトルデータを読み取るステップが含まれることを特徴とする請求項１に記載のユーザー端末がキャリア周波数偏移を推定する方法。
【請求項７】
前記ステップAで述べた基地局数が1を上回る時、前記ステップBの前に、各基地局の信号にマルチ合成を行うステップが含まれることを特徴とする請求項２に記載のユーザー端末がキャリア周波数偏移を推定する方法。
【請求項８】
前記各基地局の信号にマルチ合成を行うのに、下記のステップ： 
出力ピーク値前の予め定めた数値のポイントから始めて、予め定めた数値の２倍に、前記同期下りパイロット符号の長さポイントを加えた、同期下りパイロット信号のデータを読み取るステップ；
遅延時間の異なるマルチパス同期下りパイロット信号の符号間の位相差異と、遅延パスの位相差異を取り除いた後、最大比合成を行うステップ、
が含まれていることを特徴とする請求項７に記載のユーザー端末がキャリア周波数偏移を推定する方法。
【請求項９】
前記ステップBの中で述べた、基地局数に対応する各基地局の信号を合成するとは、前記基地局数に対応する各基地局の信号に等利得合成、また加重合成を行い、合成した信号の序列を得ることを特徴する請求項１に記載のユーザー端末がキャリア周波数偏移を推定する方法。
【請求項１０】
前記ステップCにおいて、前記合成信号の序列における間隔を設定距離とする二つの符号間の位相差に基づき、キャリア周波数偏移の粗推定値を得ることを特徴とする請求項９に記載のユーザー端末がキャリア周波数偏移を推定する方法。
【請求項１１】
前記ステップCにおいて、さらに、回数を設定したキャリア周波数偏移の推定を行った後、これを平均して、キャリア周波数偏移の推定値を得るステップが含まれることを特徴とする請求項１０に記載のユーザー端末がキャリア周波数偏移を推定する方法。
【請求項１２】
前記ステップCにおいて、前記合成信号の序列における間隔を設定距離とする二つの符号間の位相差の和を求め、位相角を計算して、キャリア周波数偏移の推定値を得ることを特徴とする請求項１０に記載のユーザー端末がキャリア周波数偏移を推定する方法。
【請求項１３】
少なくとも；
ユーザー端末が受信した信号に基づき、ユーザー端末が受信した信号の発信源である基地局数、および基地局が発信した信号のメインパス位置を確定するために用いており、前記基地局数と各信号のメインパス位置を合成モジュールにアウトプットする判断モジュールと、
信号のメインパス位置に基づき、前記基地局数に対応する各基地局の信号を合成するために用いており、合成後の信号をキャリア周波数偏移獲得モジュールにアウトプットする合成モジュールと、
受信した合成後の信号に基づき、キャリア周波数偏移の粗推定値を得るために用いるキャリア周波数偏移獲得モジュールと、
が含まれていることを特徴とするユーザー端末がキャリア周波数偏移の推定を行う装置。
【請求項１４】
前記基地局数が１を上回る場合は、前記装置には更に各基地局の信号をマルチパス合成するために用いており、マルチパス合成後の信号を、合成モジュールにアウトプットするマルチパス合成モジュールを含むことを特徴とする請求項１３に記載のユーザー端末がキャリア周波数偏移の推定を行う装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、符号分割多重接続（CDMA）移動通信技術に関して、特にユーザー端末が行なう時分割-同期符号分割多重接続（TD-SCDMA）のキャリア周波数偏移を推定する方法と装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
TD-SCDMAシステムにおいて、基地局と端末はいずれも公称キャリア周波数によってデータの発信と受信を行っている。デバイスレベルの制限を受けることから、実際の発信周波数、受信周波数と公称周波数との間には、常に一定の偏差が存在する。基地局側では、基地局が受ける温度、体積、消費電力、コストなどの制限が比較的小さいことから、オシレータの周波数精度は、基準の条件を満たすことができる。TD-SCDMAシステムは、基地局キャリア周波数誤差が0.05PPMを下回り、またユーザー側ではユーザー端末キャリア周波数の誤差が0.1PPMを下回ることを要求している。しかしユーザー端末では、温度、体積、消費電力、コストなどの制限を比較的多く受けることから、選択したオシレータの周波数精度は一般的に基準の条件を満たすことができない。このように、ユーザー端末は基地局が発信した既に分かっている同期下りパイロット信号（SYNC_DL）を用いてキャリア周波数偏移を推定すると同時に、キャリア周波数偏移の推定値を用いて自動周波数制御（AFC）を行い、ユーザー端末のキャリア周波数誤差がシステムの条件を満たすようにする必要がある。
【０００３】
現有するキャリア周波数偏移の推定プランでは、ユーザー端末はいずれも単一の基地局が発信したSYNC_DL信号のみを用いてキャリア周波数偏差を推定している。当該基地局は、一つのアンテナを用いて信号を発信することも、複数のアンテナを用いて信号を発信することもでき、各アンテナが発信するキャリア周波数はいずれも同一である。図１では、既存の技術において複数の基地局が行なっているキャリア周波数偏移推定システムの略図を示した。
【０００４】
TD-SCDMAシステムでは、専用の下りパイロットタイムスロット（DwPTS）を設けており、基地局は各フレームのDwPTSでSYNC_DL信号を発信する。SYNC_DLを構成する信号のSYNC_DL符号は、同一のキャリア周波数を使用する隣接エリアを区分するために用いる。同一のキャリア周波数を用いる隣接エリアは、SYNC_DL符号によって区分される、と言うこともできる。基準では、SYNC_DL符号は32組、各組のSYNC_DL符号の長さは64チップ（chips）と規定している。エリア初期検索を行なう時、ユーザー端末はある特定の周波数ポイントで現在駐留を希望するエリアが使用しているSYNC_DL符号を検索し、下り回線の同期を完成させる。その後、当該SYNC_DL符号に基づきキャリア周波数偏移を推定すると同時に、これによって得たキャリア周波数偏移推定値に基づき、キャリア周波数偏移がシステムの条件を満たすよう、キャリア周波数を調整する。
【０００５】
システムがSYNC_DL信号を用いてキャリア周波数偏移の推定と粗調整を行い、調整後のユーザー端末キャリア周波数偏移が1kHzを下回る必要があると仮定する。その場合、対応する周波数ポイントにおいて、ユーザー端末が単一基地局の発信するSYNC_DL信号のみを受信した、または現在駐留を希望するエリアのSYNC_DL信号がその他同一周波数エリアのSYNC_DL信号を大きく上回る時、たとえば信号出力比が6dB以上である場合、現有するキャリア周波数偏移の推定方法、および調整方法を用いて、調整後のユーザー端末キャリア周波数偏移がシステムの条件を満たすようにすることができる。ただし、ユーザー端末が同時に受信した同一周波数エリアのSYNC_DL信号出力の差異が小さい場合、その内一つのエリアの発信したSYNC_DL信号が、他のエリアの発信するSYNC_DL信号の干渉となる場合がある。たとえばエリア周辺部でユーザー端末が受信した複数のSYNC_DL信号の出力比が3dB以内である場合、現有するキャリア周波数偏移の推定方法、および調整方法では、ユーザー端末のキャリア周波数偏移がシステムの条件を満たすことができないケースが、10〜20%前後の確率で存在する。
【０００６】
TD-SCDMAシステムでは、SYNC_DL信号の長さが比較的短く、わずか64chips（50μs）であることから、SYNC_DL信号を用いて行うキャリア周波数偏移の推定と粗調整では、調整後のキャリア周波数偏移が依然として比較的大きくなり、例えば1kHz以下である。図１が示すようなユーザー端末が複数の基地局の発信したSYNC_DL信号を同時に受信し、かつSYNC_DL信号出力比の差異が小さい、例えば3dB以内という状況では、現有するキャリア周波数偏移の推定方法を採用した場合、即ち受信した現在駐留を希望するエリア（基地局）のSYNC_DL信号、つまり出力が最大となるSYNC_DL信号を利用してキャリア周波数偏移を推定した場合は、AFCの後にユーザー端末のキャリア周波数偏移を1kHz以下とすることができないケースが、10〜20%前後の確率で存在する。このような状況では、ユーザー端末のエリア初期検索を完成することができず、エリア初期検索の成功確率に影響する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以上に鑑み、本発明ではユーザー端末がキャリア周波数偏移を推定する方法を提示することを一つの目的とする。また、ユーザー端末がキャリア周波数偏移を推定する装置を提示して、ユーザー端末のキャリア周波数偏移をシステムの条件を満たすようにし、エリア初期検索の成功率を高めることを、本発明のもう一つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の目的を達成するため、本発明はユーザー端末がキャリア周波数偏移を推定する方法を提示する。当該方法には、以下の手順を含む。
【０００９】
A.ユーザー端末が受信した一つ以上の信号の発信源である基地局数、および各信号のメインパス位置を確定する。
B.手順Aで得た信号のメインパス位置に基づき、ここで述べた基地局数に対応する各基地局の信号を合成する。
C.手順Bで述べた合成後の信号に基づき、キャリア周波数偏移の粗推定値を計算する。
【００１０】
手順Aで述べたユーザー端末が受信した一つ以上の信号の発信源である基地局数の確定には、以下の手順を含む。
A1.ユーザー端末が受信した各信号の出力ピーク値を計算すると同時に、設定した最大基地局数の各出力ピーク値を降順に選んで序列する。
A2.手順A1で序列することで得た最大出力ピーク値と後続の出力ピーク値との比率は、設定閾値と比較することにより、ユーザー端末が受信した一つ以上の信号発信源である基地局数を確定する。
【００１１】
ここで述べた信号とは、同期下りパイロット信号である。ここで述べる手順A1には、以下の手順を含む。
A11.当地の同期下りパイロット符号と受信した同期下りパイロット信号の重相関シフトを行い、ユーザー端末が受信した同期下りパイロット信号の出力値を得る。
A12.各同期下りパイロット符号に対応する出力ピーク値を確定する。
【００１２】
ここで述べた手順A11と手順A12の間には、更に以下の手順を含む。1フレームを上回る各フレームの出力値を選び、同時に各フレームに対してここで述べた出力値を平均する。
【００１３】
ここで述べた手順A2には、以下の手順を含む。
A21.降順に序列した出力ピーク値に番号を付けると同時に、現在の序列番号をここで述べた最大基地局数と設定する。
A22.最大出力ピーク値と現在の序列番号に対応する出力ピーク値との比率が、設定閾値を上回るか否かを判断する。上回る場合、ユーザー端末が受信した信号の発信源である基地局数を現在の序列番号の値とする。上回らない場合、現在の序列番号から1を減じるとともに、手順A22に戻ってこれを実行する。
【００１４】
ここで述べた手順Aの前は、更に以下の手順を含む。一つの下りパイロットタイムスロットの開始位置で同期下りパイロット信号を受信し、128個のチップのベクトルデータを読み取る。
【００１５】
手順Aで述べた基地局数が１を上回る場合、ここで述べる手順Bの前には更に以下の手順を含む。各基地局の信号に対してマルチパス合成を行う。
【００１６】
ここで述べた各基地局の信号に対して行うマルチパス合成には、以下の手順を含む。
出力ピーク値前の予め定めた数値のポイントから始めて、予め定めた数値の2倍に、ここで述べた同期下りパイロット符号の長さポイントを加えた、同期下りパイロット信号のデータを読み取る。
遅延時間の異なるマルチパス同期下りパイロット信号の符号間位相差異と、遅延パスの位相差異を取り除いた後、最大比合成を行う。
【００１７】
手順Bの、ここで述べた基地局数に対応する基地局の信号を合成するとは、ここで述べた基地局数に対応する各基地局の信号に等利得合成、または加重合成を行い、合成した信号の序列を得ることである。
【００１８】
ここで述べた手順Cとは、ここで述べた合成信号の序列における間隔を設定距離とする二つの符号間の位相差に基づき、キャリア周波数偏移の粗推定値を得ることである。
【００１９】
ここで述べた手順Cには、さらに以下の手順を含む。回数を設定したキャリア周波数偏移の推定を行った後、これを平均して、キャリア周波数偏移の推定値を得る。
【００２０】
ここで述べた手順Cとは、ここで述べた合成信号の序列における間隔を設定距離とする二つの符号間の位相差の和を求め、位相角を計算して、キャリア周波数偏移の推定値を得ることである。
【００２１】
本発明は、更にユーザー端末がキャリア周波数偏移を推定する装置を提示する。当該装置には少なくとも、以下を含む。
【００２２】
判断モジュール。ユーザー端末が受信した信号に基づき、ユーザー端末が受信した信号の発信源である基地局数、および各基地局から発信された信号のメインパス位置を確定するために用いる。同時に、ここで述べた基地局数と各信号のメインパス位置を、合成モジュールにアウトプットする。
【００２３】
合成モジュール。信号のメインパス位置に基づき、ここで述べた基地局数に対応する各基地局の信号を合成するために用いる。同時に、合成後の信号をキャリア周波数偏移獲得モジュールにアウトプットする。
【００２４】
キャリア周波数偏移獲得モジュール。受信した合成後の信号に基づき、キャリア周波数偏移の粗推定値を得るために用いる。
【００２５】
ここで述べた基地局数が１を上回る場合、ここで述べる装置にはさらにマルチパス合成モジュールを含む。これは、各基地局の信号にマルチパス合成を行い、マルチパス合成後の信号を合成モジュールにアウトプットするために用いる。
【００２６】
本発明が提示するプランによって、ユーザー端末が同時に複数（一つを上回る）基地局の発信したSYNC_DL信号を受信し、かつSYNC_DL信号の出力差が小さい状況において、ユーザー端末のキャリア周波数偏移がAFCの実施後にシステムの条件を満たすようにし、エリア初期検索の成功率を高めることができる。
【００２７】
本発明が提示するキャリア周波数偏移の推定方法は、特に移動するユーザーが受信した複数の基地局のSYNC_DL信号強度と信号対干渉比（Signal-to-Interference Ratio：SIR）が接近している状況、即ち移動するユーザーが幾つかのエリアが境を接する地点にいる状況に適用し、本発明が提示するキャリア周波数偏移の推定方法によって、エリア初期検索の成功率を大きく向上させることができる。移動中のユーザーが受信した単一基地局のSYNC_DL信号が非常に強く、その他基地局のSYNC_DL信号が相対的に弱い場合にも、本発明が提示するキャリア周波数偏移の推定方法によって、キャリア周波数偏移調整の精度を向上することができる。通常、一つの基地局のSYNC_DL信号を利用するケースと比べれば、複数の基地局のSYNC_DL信号強度と信号対干渉比が接近するほど、本発明ではキャリア周波数偏移調整の精度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本分野の一般的な技術者が本発明を実施し、理解する際の便宜を図るため、それぞれの添付図を参照し、また実施例を通して、本発明のユーザー端末がTD-SCDMAキャリア周波数偏移を獲得する方法と装置を、以下で説明する。
【００２９】
図２は本発明のユーザー端末がキャリア周波数偏移の推定を行う際のフロー図を示し、図３は図２中でユーザー端末が同時に受信した複数の同一周波数基地局のSYNC_DL信号、および各基地局からのメインパス到達時刻を確定する手順201の比較的詳細なフロー図を示す。
【００３０】
第一段階、手順201で、ユーザー端末が同時に受信した複数の同一周波数基地局のSYNC_DL信号、および各基地局からのメインパス到達時刻を確定する。
【００３１】
手順201の具体的な実行フローは図３を参照のこと。手順301でユーザー端末がDwPTSの同期を完了した後、DwPTSの開始位置から128chipsのデータrの読み取りを開始する。その内第k個目のエレメントを、ｒkで表示する。k=0,1,…,127。
【００３２】
その後、手順302で32組の当地SYNC_DL符号を用いて、それぞれDwPTSで受信したデータrとの重相関シフトを行ない、0〜63からシフトする。即ち、それぞれの位置ポイントの相関出力値を計算する。
【００３３】
手順303では、K（K＞1）フレームの相関出力値を平均する。フェージングなどが原因となり、前のフレーム信号と次のフレーム信号とで、ユーザー端末に到達した時の出力に差異が生じることがあり、ユーザー端末ができる限り正確なデータを得られることを保証するため、いくつかのフレームデータを余分に採って相関出力を計算した後、その平均値を取る。
【００３４】
その後、手順304で、32組のSYNC_DL符号の中から各組SYNC_DL符号に対応する平均相関出力ピーク値を探し出し、SYNC_DL符号によって、これに対応するSYNC_DL信号の到着時刻、即ちSYNC_DL符号に対応するSYNC_DL信号のメインパスの到達時刻を確定する。SYNC_DL符号とデータrの重相関シフトを計算することにより、相関出力ピーク値、即ち受信信号が対応するSYNC_DL符号と同期するに至ったことを表す値を得ることができる。
【００３５】
手順305では、上述の平均相関出力ピーク値を降順に並べる。その内、前Nmax個の平均相関出力ピーク値を選び、Pmax(n)、n=1,2,…,Nmaxと記す。Nmaxは、ユーザー端末が同時に受信した異なる基地局のSYNC_DL信号の最大基地局数であり、予め設定する数値とすることができる。
【００３６】
手順306では、ユーザー端末がSYNC_DL信号を受信した時、ユーザー端末自身が同時にいくつの基地局が発信したSYNC_DL信号を受信したのかがわからないため、設定閾値に基づいて同時に受信した異なる基地局のSYNC_DL信号の基地局数Nを確定する必要があることから、設定閾値Vtを設ける。まず、第Nmax番目の平均相関出力ピーク値が条件を満たすか否かを判断し、条件を満たす場合、即ち
【数１】
2007501548.tif 000003
である場合は、N=Nmaxとなる。条件を満たさないときは、引き続き第Nmax−1番目の平均相関出力値が条件を満たすか否かを判断し、条件を満たす場合、即ち
【数２】
2007501548.tif 000004
である場合は、N＝Nmax−１となる。これも条件を満たさないときは、ユーザー端末が同時に受信した異なる基地局のSYNC_DL信号の基地局数量N、1＜N＜Nmaxが確定するまで、順に類推してゆく。N個の基地局中の各基地局と対応するSYNC_DL符号のコードおよびピーク値の位置は、それぞれSync_IDn、Peaknとして記録し、その内、n=1,2,…,Nとする。
【００３７】
本発明の実施例では、Nmax=3、VT=4を採用する。
【００３８】
第二段階、手順202で、受信した各基地局のSYNC_DL信号に対して、それぞれマルチパス合成を行なう。
【００３９】
コードがSync_IDnとなるSYNC_DL符号に対して、複素数値演算を行なう。算出した複素数値SYNC_DL符号はsnと記す。その内、第k番目のエレメントはsn,k、k=0,1,…,63とする。受信した信号のDwPTSのなかで、Peaknの前M個目のchipから開始し、読み取った64＋2M点のデータを、ベクトルeと記す。その内k個目のエレメントをek+i、k=0,1,…,63、i=0,1,…,2Mとする。
eとsnで重相関シフトを行ない、cornを得る。
【数３】
2007501548.tif 000005
その後、各パスのSYNC_DL信号を合成して、ベクトルUnを得る。
【数４】
2007501548.tif 000006
その内、s*n,kはsn,kの共役を表し、cor*n,jは、corn,jの共役を表す。
【００４０】
当該公式の物理的意義は、遅延時間の異なるマルチパスSYNC_DL信号に対し、符号間の位相差異と遅延パスの位相差異を取り除いた後に最大比合成を行なうことにある。その内、受信信号eにsnを乗じた共役は、除去した符号間の位相差異に相当し、cornを乗じた共役は、除去した遅延パスの位相差異に等しい。
【００４１】
次に、図４を用いて手順202、即ち受信した単一基地局のSYNC_DL信号に対してマルチパス合成を行う処理過程について、図４で示すように更に詳しい説明を行なう。
【００４２】
手順401では、DwPTSで受信したSYNC_DL信号のうち、Peaknより前の第M個目のchipから64＋2M点のデータを読み取り、即ちメインパス位置の前第M個目のchipから開始し、64＋2M点の受信したデータを読み取り、64＋2M点の複素数値データの序列、e(k＋i)、k=0,1,…,63、i=0,1,…2Mを得て、ベクトルeと記す。64はSYNC_DL符号の長さである。
【００４３】
手順402では、コードがSync_IDnとなるSYNC_DL符号に対して複素数値演算を行ない、複素数値SYNC_DL符号を得る。即ち、当地の複素数値SYNC_DL符号の配列s(k)、k=0,1,…,63であり、snと記す。
【００４４】
その後、手順406で、配列s(k)の各エレメントに対して共役を取り、s*(k)を得る。
【００４５】
e(k+i)には位相偏移が含まれることから、前後の位相変位を取り除くため、手順403で、d(0,k)=e(k)、k=0,1,…,63とする。手順404では、d(1,k)=e(k＋1)、k=0,1,…,63とする。……手順405では、d(2M,k)=e(k+2M)、k=0,1,…,63とする。即ちd(i,k)=e(i+k)=ei+kとなる。
【００４６】
手順407では、手順403〜手順405で得た序列d(i,k)(i=0,1,…,2M、k=0,1,…,63)中の対応するエレメントと、手順406で得た序列s＊(k)中の対応するエレメントを、それぞれ掛け合わせる。
【００４７】
手順408では、手順407で得た序列における全てのエレメントの和を求めると同時に、共役を取る。このため、手順403〜手順408は、eとs*nの重相関シフトを行い、cornを得る。即ち、
【数５】
2007501548.tif 000007
ここでのei+kは、即ち上述のd(i,k)とe(i+k)である。
【００４８】
手順409で、全ての重相関シフト結果と序列内の全てのエレメントを掛け合わせた後、手順410で、全ての2M+1個の配列を加える。即ち、各パスのSYNC_DL信号に対してマルチパス合成を行い、ベクトルUnを計算する。
【数６】
2007501548.tif 000008
【００４９】
上述したMの値を取るには、受信信号の遅延拡散とノイズの影響を総合的に考慮しなければならない。本発明の実施例では、M＝4を取る。
【００５０】
第三段階、手順203で、各基地局のマルチパス合成後SYNC_DL信号に対して合成を行なう。
【００５１】
各基地局のマルチパス合成後のSYNC_DL信号に対して、合成を行なう。即ち、異なるSYNC_DL符号に対する計算結果を合成する。等利得合成を採用することができる。
【数７】
2007501548.tif 000009
加重合成を採用してもよい。
【数８】
2007501548.tif 000010
加重係数Pnは、以下の式で得ることができる。
【数９】
2007501548.tif 000011
【００５２】
各基地局のSYNC_DL信号には相関性があり、ノイズには相関性がないことから、マルチパス合成後の各基地局SYNC_DL信号を合成することで、ユーザー端末が受信したSYNC_DL信号を充分に利用して、有用な信号のSN比（または信号対干渉比）を高めることができる。
【００５３】
理論公式に基づき、各基地局のSYNC_DL信号の合成後の配列は、ほぼ以下の形式で表すことができる。
【数１０】
2007501548.tif 000012
そのうち、Ukは合成後のSYNC_DL信号の序列における、第k番目の符号の値で、k=0,1,…,63とする。
Akは、第k番目の符号のうち有用な合成後SYNC_DL信号の幅である。
exp(x)は、複素数xを求める指数演算である。
Δfはキャリア周波数偏移である。当該Δfは精確な理論値とする。
Tcは各chipのパルス幅である。
φ0は、ユーザー端末が受信したSYNC_DL信号の初期位相で、範囲は0〜2πの間とする。
Nkは第k番目の符号における複素数値ノイズ、または干渉ノイズである。
【００５４】
第四段階、手順204で、合成後の信号を利用してキャリア周波数偏移の粗推定値を計算する。
【００５５】
手順203で述べた理論公式を基礎とし、Ukを表す式によって、合成後のSYNC_DL信号の序列は、符号間の位相変化率とキャリア周波数偏移Δfに関係することがわかる。このため、合成後のSYNC_DL信号の配列を用いてキャリア周波数偏移を大まかに推定することができる。本発明の実施例の一つでは、
【数１１】
2007501548.tif 000013
となる。
その内、Δｆ∧はキャリア周波数偏移の粗推定値、Tcは各chipのパルス幅、angle(x)は複素数xを求める位相角であり、PとLで取った値はP+L＜64、かつP＞1、L＞1を満たすものとする。
【００５６】
上述の公式は、間隔をLとする二つの符号間の位相差を用いてキャリア周波数偏移を推定することを示す。その後、ノイズ（または干渉）の影響を減らすため、P回の推定値を平均する。
本発明におけるもう一つの実施例では、
【数１２】
2007501548.tif 000014
となる。
その内、Δｆ∧はキャリア周波数偏移の粗推定値、Tcは各chipのパルス幅、angle(x)は複素数xを求める位相角であり、PとLで取った値はP+L＜64、かつP＞1，L＞1を満たすものとする。
【００５７】
何度も位相角を求める計算量を減らすため、上述の公式はまず間隔をLとする二つの符号間の位相差異の和を求めた後、位相角の計算を行い、これによりキャリア周波数偏移を推定することを表している。
【００５８】
上述の公式で得たΔｆ∧に基づき、ユーザー端末の受信出力がf0となる場合、基地局の発信出力周波数はfc=f0+Δｆ∧となる。これにより基地局の発信出力を獲得し、ユーザー端末の受信出力と基地局の受信出力の一致を維持することができる。
【００５９】
二つの隣接する符号間の位相差は比較的接近していることから、二つを乗じた後、位相角の角度はジッタが比較的大きくなる。このため、間隔をLと設定した二つの符号の間を掛け合わせて、位相角のジッタが大きくなり過ぎることを避ける。
【００６０】
本発明の実施例の中では、P=L=32を取る。
【００６１】
図２で実行する手順に対応し、本発明では更にユーザー端末がキャリア周波数偏移を推定する装置を提示する。当該装置には、判断モジュールと、合成モジュールと偏移獲得モジュールとを含む。その内、判断モジュールは、ユーザー端末が受信したSYNC_DL信号、および各基地局からのSYNC_DL信号のメインパス位置に基づき、ユーザー端末が受信したSYNC_DL信号の発信源である基地局数を確定するために用いる。また、当該基地局数と各信号のメインパス位置を、合成モジュールにアウトプットする。合成モジュールは、信号のメインパス位置に基づき、各基地局のSYNC_DL信号にマルチパス合成を行うために用いる。同時に、各基地局のマルチパス合成後のSYNC_DL信号を合成する。合成した各基地局SYNC_DL信号の数は、即ち判断モジュールが確定した基地局数である。また合成後のSYNC_DL信号をキャリア周波数偏移獲得モジュールにアウトプットする。キャリア周波数偏移獲得モジュールは、受信した合成後のSYNC_DL信号に基づき、ユーザー端末のキャリア周波数偏移を推定するために用いる。当該装置には、更に、各基地局の信号をマルチパス合成するために用いるマルチパス合成モジュールを含むことができ、マルチパス合成後の信号を合成モジュールにアウトプットする。
図５は、本発明実施例のシミュレーション結果を示している。このシミュレーションでは、ユーザー端末(UE)が同時に三つの同一周波数基地局のSYNC_DL信号を受信し、受信した三つの基地局の相対出力をそれぞれ0dB、-0.5dB、-1dB、対応するSN比をそれぞれ3dB、2.5dB、2dBと仮定する。三つの基地局のキャリア周波数と公称周波数との誤差は、（-100Hz，100Hz）の範囲内で均一に分布する。UEが受信した三つのSYNC_DL信号の相対パス遅延時間は、（0〜4chip）の範囲内で均一に分布し、遅延時間の解像度は1/8chipである。UEの初期キャリア周波数偏移は、（-10kHz，10kHz）の範囲内で均一に分布する。チャネル条件は、加法的白色ガウス雑音(AWGN)チャネルとする。
【００６２】
本発明が提示する方法を用いて、UEキャリア周波数偏移の粗調整を行う。パラメータは、以下を選択する。K=4、VT=4、M=4。シミュレーション結果は、図５を参照のこと。Nmax=1は、単一基地局のSYNC_DL信号だけを用いて、キャリア周波数偏移を推定することを示し、Nmax=2は、最多で二つ、Nmax=3は最多で三つの同一周波数基地局のSYNC_DL信号を用いて、キャリア周波数偏移を推定することを示す。図５から、UEが三つの同一周波数基地局が発信したSYNC_DL信号を同時に受信し、かつ各基地局の発信出力の相対的な差異が大きくない時に、単一基地局のSYNC_DL信号（Nmax=1）だけでキャリア周波数偏移を推定すると、AFCの後でも、依然として27％程度の確率でキャリア周波数偏移が1kHzを上回ることがわかる。これに対し、三つの同一周波数基地局のSYNC_DL信号（Nmax=3）を用いてキャリア周波数偏移を推定する場合、AFCの後にはキャリア周波数偏移は基本的に1kHz以下となることを保証できると同時に、キャリア周波数偏移を調整する精度も大きく向上する。
【００６３】
総じて、ここで述べたものは、本発明の比較的良好な実施例であり、本発明の保護範囲を限定するために用いるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】現有技術における、複数の基地局があるケースでキャリア周波数偏移を推定するシステムの略図を示す。
【図２】本発明のユーザー端末がキャリア周波数偏移の推定を行うフロー図を示す。
【図３】図２中でユーザー端末が同時に受信した複数の同一周波数基地局のSYNC_DL信号、および各基地局からのメインパス到達時刻を確定する手順の比較的詳細なフロー図を示す。
【図４】受信した単一基地局のSYNC_DL信号に対して行うマルチパス合成のフロー原理図を示す。
【図５】本発明の実施例のシミュレーション結果を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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