(57)【要約】  本発明は、受信器を、通信システムのタイミング及びキャリア周波数に同期させるための方法及び装置に関する。前記受信器によって受信される信号(r[k])において、所定の可能な同期パターンのセットが検出され、前記受信信号における前記可能な同期パターンのセットのうちの検出されたパターンの発生を特定するタイミング及び構造情報（ＦＴ）が生成され、前記タイミング及び構造情報から異なる受信チャネルのチャネル係数推定値(CCE)が導かれ、前記導かれたチャネル係数推定値のうちの所定の値の比較に基づいて前記受信信号のキャリア周波数オフセット（ＦＯ）が決定される。それによって、セル間干渉が考慮され得るので、提案された同期方式は当該干渉を抑圧し得るか、又は更なるマクロダイバーシチゲインを実現し得る。１に等しくなる周波数再利用率でスペクトル的に効率の高いセルラネットワーク配置を可能にする非常にロバストな周波数推定結果がもたらされる。
2007506342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信システムのタイミング及びキャリア周波数に対して受信器を同期させるための同期装置であって、
ａ）前記受信器によって受信される信号において、所定の可能な同期パターンのセットを検出すると共に、前記受信信号において前記可能な同期パターンのセットのうちの検出されたパターンの発生を特定するタイミング及び構造情報を生成するための検出手段と、
ｂ）前記タイミング及び構造情報から異なる受信チャネルのチャネル係数推定値を導くためのチャネル推定手段と、
ｃ）前記導かれたチャネル係数推定値のうちの所定の値の比較に基づいて前記受信信号のキャリア周波数オフセットを決定するための決定手段と
を有する同期装置。
【請求項２】
前記可能な同期パターンの各々の一つは、対応する信号源を特定する請求項１に記載の装置。  
【請求項３】
前記検出手段は、関連する時間位置及び検出された同期パターンのシーケンス番号のリストを決定するように構成される請求項１に記載の装置。    
【請求項４】
前記検出手段は、前記タイミング及び構造情報を反映するシステム行列に前記リストを転送するように構成される請求項３に記載の装置。  
【請求項５】
前記検出手段は、所定のレベルよりも高いレベルで受信されている同期パターンを検出するように構成される請求項１に記載の装置。  
【請求項６】
前記検出手段は、検出された同期パターンのエコーの発生を識別するように構成される請求項１に記載の装置。    
【請求項７】
前記推定手段は、前記タイミング及び構造情報を使用して、検出された同期パターンの所定の部分から所定数のチャネル係数推定値を導き出すように構成される請求項１に記載の装置。      
【請求項８】
前記推定手段は、前記検出された同期パターンの各第一及び第二の半分から二つのチャネル係数推定値を導き出すように構成される請求項７に記載の装置。  
【請求項９】
前記決定手段は、所定のチャネル係数推定値の相関を決定すると共に、前記相関結果の間の位相差を決定するように構成される請求項１に記載の装置。  
【請求項１０】
前記決定手段は、前記位相差を決定する前に前記受信信号の所定数のフレームに渡って前記相関結果を平均化するように構成される請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記装置は、前記推定手段によって導き出される少なくとも一つの先行するチャネル係数推定値に基づいて前記受信信号におけるチャネルブロックの開始部を検出するための開始検出手段を更に有する請求項１に記載の装置。    
【請求項１２】
前記開始検出手段は、前記少なくとも一つの先行するチャネル係数推定値を、対応する現在チャネル係数推定値と相関させるように構成される請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記現在チャネル係数推定値は、前記受信信号のフレームの第一のタイムスロットにおけるミッドアンブルから得られるチャネルタップ推定値から導き出される請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
前記少なくとも一つの先行するチャネル係数推定値が、対応する検出同期パターンの第一の半分から得られる請求項１１に記載の装置。
【請求項１５】
前記開始検出手段は、改善された信頼度のための拡張相関窓を得るための相関アキュムレータユニットと、所定数のフレーム位相の最適値を決定するための最適フレーム検出手段と、前記決定された最適フレーム位相に位置されるように条件付けられる同期位相シーケンスを伴う閾値による仮定テストを実行するためのブロック開始部検出手段とを有し、これにより、誤警報がかなり低減され得る請求項１１に記載の装置。
【請求項１６】
通信システムのタイミング及びキャリア周波数に対して受信器を同期させるための方法であって、
ａ）前記受信器によって受信される信号における所定の可能な同期パターンのセットを検出するステップと、
ｂ）前記受信信号における前記可能な同期パターンの所定のセットのうちの前記検出されたパターンの発生を特定するタイミング及び構造情報を生成するステップと、
ｃ）前記タイミング及び構造情報から異なる受信チャネルのチャネル係数推定値を導くステップと、
ｄ）前記導かれたチャネル係数推定値の所定の値の比較に基づいて前記受信信号のキャリア周波数オフセットを決定するステップと
を有する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信器を、通信システムのキャリア（搬送）周波数及びタイミングに同期させるための方法及び装置に関し、特に、ペイロードデータ送信のための時分割二重（TDD）との符号分割多元接続（CDMA）システムにおけるワイヤレス受信器の初期（最初の）同期に関する。    
【背景技術】
【０００２】
CDMAにおいて、各々のユーザに、自身の情報関係信号（information-bearing signal）を符号化するために使用する固有符号（コード）シーケンス（unique code sequence）が割り当てられる。ユーザの符号シーケンスを認識している受信器は、受信後、受信信号を符号化し、元の信号を再生する。所望のユーザの符号と他のユーザの符号との間の相互関係（cross-correlation）は小さくなるため、このことは可能である。符号信号のバンド幅は、情報関係信号のバンド幅よりもずっと大きくなるように選択されるため、符号化プロセスは、信号のスペクトラムを広く（拡大）すると共に拡散させ、それ故に拡散スペクトラム変調（spread-spectrum modulation）としても知られている。CDMA信号のレート（速度）は、チップレート（chip rate）と称されており、拡散符号信号が参照されるとき、一つのチップは一つのシンボルを意味する。CDMA信号の送信後、受信器は通常、局部的（ローカル）に生成された符号シーケンスを使用してCDMA信号を逆拡散（despread）させるために、コヒーレント（干渉性の）復調を使用する。逆拡散動作を実行することを可能にするため、受信器は、信号を拡散させるために使用される符号シーケンスを認識しなければならないだけでなく、受信信号の符号と局部的に生成された符号とが同期されなければならない。当該同期は受信の開始時に実現され、全信号が受信されるまで維持されなければならない。
【０００３】
時分割同期符号分割多元接続（TD-SCDMA）及びモバイル（TSM）のためのTD-SCDMAシステムは各々、製品は目下開発中であるが、モバイル通信のための第３世代（3G）及び第２．５世代（2.5G）規格になる。これらの規格は、高いデータレートで、オーディオ、ビデオ、及びディジタル音声（ボイス）のようなマルチメディアデータ及びテキストのブロードバンド（広帯域）のパケットによる送信をサポートする。両方の規格の物理層は広範囲で同じであり、ペイロードデータ送信のためにCDMA及びTDDに基づいている。当該送信規格は、フレーム、周波数、及びブロック同期においてターミナル（端末）デバイス又はユーザ装置（UE）を補助するために各々の基地局（BTS）が固有６４チップ同期シーケンスSYNCを送信することを特定する、
【０００４】
スペクトラム効率の場合、他のCDMAシステムにおいてなされるように、セルラ（携帯（移動）電話）の展開（配置）のための目標（ターゲット）は、１に等しくなる周波数再利用率（ファクタ）（frequency reuse factor）になる。これは、隣接するセルは同じキャリア周波数を使用し、それ故にUEにおいて相互に干渉する信号をもたらすことを意味する。BTSがフレーム同期されることはTD-SCDMAの一つの固有の特徴になるので、受信SYNC信号部分は、隣接するセルからわずかに時間シフトされた干渉SYNC信号によって破損させられ、それによって、簡単な最新の相関（相互関係）アルゴリズムから得られる周波数推定（見積）及びタイミング結果が劣化させられる。更なる面倒な問題として、全てのチャネルはマルチパス（多重経路）伝播の影響を受ける。
【０００５】
キャリア周波数は現在、相関技術によって単一のBTSのSYNCを利用することによって推定され、ホワイト雑音（ノイズ）（white noise）のある、すなわち干渉のない非分散チャネルにおいて最適に近くなる。しかしながら、簡単な相関は、非分散（すなわちマルチパス）チャネルにおいて劣化させられ、強い干渉で壊される。
【０００６】
Michele Morelli氏他による“UMTS-TDDコンポーネントのダウンリンクのための周波数推定（Frequency Estimation for the Downlink of the UMTS-TDD Component）”（ワイヤレス通信に関するIEEE会報、第554乃至557頁、第１巻、No.4、2002年10月）において、送信SYNC信号に基づいて最小二乗（least-square(LS)）チャネル推定（CE）を使用することによってマルチパスの問題を解決する推定器（エスティメータ（estimator））が提案されている。当該推定器はそれから、SYNCの異なる部分から推定される対応するチャネルタップの間の位相差から周波数推定値（量）を計算する。オーサー（作成者（author））が、TD-SCDMAのためでなく、3GPP（第３世代パートナシッププロジェクト）規格TS 25.223における高いチップレートTDDオプション（選択）のトレーニングシーケンスのために自身のアルゴリズムを記述しており、推定は、一つの信号BTSのみからのトレーニング信号に基づいている。
【０００７】
ブロックの開始（スタート）は通常、出力が大きくなる場合にブロックの開始を示すいわゆる整合フィルタ（matched filter）において、特定された位相シーケンスとの検出SYNC相の相関によって検出される。通常、相関窓（コリレーションウィンドウ）は固定サイズを有しており、相関結果からブロック開始を決定するために閾値が使用される。
【０００８】
しかしながら、TD-SCDMAはCDMAシステムになるため、高い周波数効率は、長期的に１に等しくなる周波数再利用率を伴うBTSの配置（展開）を必要とするであろう。このことは、フレーム、周波数、及びブロック同期に対してもたらされる比較的短いSYNCトレーニングシーケンスによって十分に抑圧（抑制）されない強い共同同一チャネルセル間干渉（co-channel inter-cell interference）を意味する。全ての最新の周波数推定器は、セル間干渉の存在下で激しく劣化し、１に等しくなる再利用率でのセルラシステムにおける信頼できる（確実な）同期を可能にしないであろう。更に、ブロック同期のためのSYNC相検出は干渉の影響を受け得る。    
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は同期装置及び方法を提供することにあり、それによって、強い共同チャネルセル間干渉の場合でもロバストな同期が実現され得る。  
【課題を解決するための手段】
【００１０】
当該目的は、請求項１に記載の同期装置及び請求項１５に記載の同期方法によって達成され得る。
【００１１】
従って、異なる受信チャネルの可能な同期パターンを検出することによって、且つタイミング及び構造（体）情報を生成することによって、セル間干渉が考慮され得るので、提案された同期方式は当該干渉を抑圧し得るか、又は“干渉”BTSから更なるマクロダイバーシチゲイン（macro diversity gain）を実現し得る。エンジニアUEに対してブロックを構築する一つの不可欠な受信器になると共に、１に等しくなる周波数再利用率でスペクトル（分光）的に効率の高いセルラネットワーク配置を可能にする非常にロバストな周波数推定結果がもたらされる。
【００１２】
提案されているロバストな同期方式は、全ての当該BTSを識別し、最初の同期に対して有用な信号成分（コンポーネント）をもたらし得る。セル境界状態において、すなわち少なくとも二つのBTS信号が、同等の電力レベルで受信され、これにより、増大させられた信号対干渉比（signal-to-interference ratio）がもたらされるであろう。このことは、最初に記載の最新同期方式と対照的であり、目標（ターゲット）のBTSと異なるBTSが干渉雑音として処理される。提案されている周波数推定アルゴリズムは干渉BTSを、推定タスクのために当該干渉BTSを使用又は抑圧する知られている構造を備える信号として処理することによってセルラシナリオにおける利点をもたらす。従ってマクロダイバーシチゲインは、周波数推定のために実現されることが可能であり、それによって、セル境界部における最初の同期が可能な限り容易且つ高速に行われる。ネットワークを利用可能にするステップとハンドセットにおいてスイッチングするステップとの間の時間は低減され得る。
【００１３】
しかしながら、推定タスクの次元（ディメンショナリティ）が、提案されているタイミング及び構造情報の生成によって適応させられるため、単一のセルシナリオにおいてさえ、ロバストなチャネル係数推定（CCE）は有利になる。実際に予測された非ゼロチャネル係数（non-zero channel coefficient）の数にセットされるパラメータの対応する低減は、パラメータ推定においてより優れた雑音低減をもたらす。当該次元適合及び推定チャネル係数は連続している必要がなく、一つ且つ同じのものであるBTSからUEへのチャネル（BTS-to-UE channel）からもたらされる必要もないという事実は、固定サイズの推定窓における同じBTSからUEへのチャネルからの連続チャネルタップが推定される、最初に記載の従来技術と対照的である。
【００１４】
更に、提案されているタイミング及び構造情報の生成は、３乗で行列（マトリックス）反転のための作用に変換する、推定問題のより低い平均的な次元をもたらし得るので、平均的な計算負荷が低減される。
【００１５】
可能な同期パターンの各々が、対応する信号源（ソース）を特定してもよい。それから、セル間干渉が検出され得ると共に、干渉信号成分の利用及び抑圧に考慮され得る。
【００１６】
関連する時間位置及び検出された同期パターンのシーケンス番号のリストが、例えば検出手段によって決定されてもよい。決定されたリストは、タイミング及び構造情報を反映するシステム行列に転送（伝達）され得る。特に、所定のレベルよりも高いレベルで受信されている当該同期パターンのみが検出され得る。更に、検出機能又は手段が、検出された同期パターンのエコー（反響）の発生を識別するように構成され得る。
【００１７】
更に、所定の数のチャネル係数推定値（量）が、タイミング及び構造情報を使用して、検出された同期パターンの所定の部分から導き出されてもよい。例として、二つのチャネル係数推定値は、検出された同期パターンの各第一及び第二の半分から導き出されてもよい。
【００１８】
周波数オフセットの決定は、所定のチャネル係数推定値の相関の決定及びチャネル係数推定値の間の位相差の決定に基づいていてもよい。任意選択的に、相関結果は、位相差を決定する前に受信信号の所定の数のフレームに渡って平均化されてもよい。
【００１９】
更なる手段又は機能において、チャネルブロックの開始部が、少なくとも一つの先行して導き出されるチャネル係数推定値に基づいて受信信号において検出されてもよい。例として、このことは、少なくとも一つの先行するチャネル係数推定値を、対応する現在のチャネル係数推定値と互いに関係付けることによって実現されてもよい。現在のチャネル係数推定値が、例えば、受信信号のフレームの第一のタイムスロット（すなわちTS0）におけるミッドアンブルから得られるチャネルタップ推定値から導き出されてもよい。少なくとも一つの先行するチャネル係数推定値が、対応する検出同期パターンの第一の半分から得られてもよい。
【００２０】
提案されているブロック同期機能は、同期位相推定値を生成するため、周波数推定の間に導き出されるチャネル係数推定値を使用し得るが、全ての他の好適な同期位相推定値で動作してもよい。ブロック開始部を探索するための標準技術と異なり、当該機能は、改善された信頼度のための拡張する相関窓を実現するモジュロ４複素相関アキュムレータ（累算器）ユニット（modulo-4 complex correlation accumulator unit）に基づいていてもよい。当該アキュムレータに基づいて、同期装置（シンクロナイザ）はブロック同期のための二つの段階を実現する。まず最初に当該同期装置は、ブロック開始部が、４倍になるフレーム数に一致するため、四つの無線（ラジオ）フレーム相（すなわち４フレーム律（リズム））のうちの最適なものを見つけ出す。最後のブロックの開始部検出はそれから、最適なフレーム相にもたらされるように条件付けられる両方の特定されたSYNC相シーケンスでの閾値による（thr2）仮定テストを特徴としており、これにより、誤警報（アラーム）が決定的に低減される。
【００２１】
ブロック同期装置は別個に使用され得るか、又はロバストなSYNC相変調推定値を得るために周波数推定の間に計算されるチャネル係数推定値を利用してもよい。
【００２２】
更なる有利な変形例が従属請求項において規定される。
【００２３】
本発明は、この場合添付図面に関して好ましい実施例に基づいて記載されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
好ましい実施例がこの場合、基幹内周波数ＢＴＳ（intra-frequency BTS）のフレーム同期セルラ（携帯電話）展開を伴うＣＤＭＡシステムのための周波数効率の高いリユーズワン機能（frequency-efficient reuse-one capability）を備える電力効率の高いＵＥ受信器ユニットに基づいて記載される。提案されているロバストな同期方式は、ＵＥの同期ユニットが周波数効率の高いリユーズイコールツーワン（frequency-efficient reuse-equal-to-one）再利用率１の条件（ケース）を処理することを可能にする。特に、初期（先頭）セル探索（イニシャルセルサーチ（initial cell search））及びTD-SCDMA又はTSMスタンダード（標準仕様）によるセルラモバイル通信におけるＵＥの同期を改善すると共に促進するロバストな周波数及びブロック開始推定器（スタートオブブロックエスティメータ（start-of-block estimator））が記載されるであろう。両方の方式によって利用されるべきトレーニングシーケンス（training sequence）は、TD-SCDMA、例えば３ＧＰＰ規格TS 25.223において規定されている低チップレートＴＤＤオプション（low chip rate TDD option）：ユニバーサルモバイル通信システム（Universal Mobile Communications System (UMTS)）；拡散及び変調（ＴＤＤ）のために、又は中国ワイヤレス通信（China Wireless Telecommunication Standard (CWTS)）規格TSM 05.02：３Ｇセルラ電気通信システム；モバイルのためのTD-SCDMAシステム（TD-SCDMA System for Mobile (TSM)）；無線路上の多重化及び多元接続（Multiplexing and Multiple Access on the Radio Path）におけるＴＳＭシステムのために標準化されている。
【００２５】
ＵＥは、受信信号部分に最ももたらされやすいＳＹＮＣシーケンス番号を識別すると共に当該部分を時間通りに検出することが可能でなければならない。シーケンス番号検出及び周波数推定のためのアルゴリズムは、（厳格な）マルチパス伝搬（multipath propagation）を伴うシナリオで動作しなければならない。１に等しい周波数再利用率でＴＳＭ  ＢＴＳを展開するために、ＵＥは、同じキャリア周波数を使用する隣接セル又はセクタからの同一チャネル（コチャネル）ＳＹＮＣ符号干渉（co-channel SYNC code interference）を処理し得るべきである。
【００２６】
図１は、ＵＥと三つのＢＴＳとの間のデータチャネルによってもたらされるマルチセル干渉を伴う通信状態又はシナリオを示す。ＵＥは、ＢＴＳ１上で同期しようと試みる一方、ＢＴＳ２及びＢＴＳ３は、同一又は隣接チャネル干渉体としての役割を果たし、ＢＴＳ１、２、及び３からＵＥへの三つの有効チャネルは全て、建築物又は山岳のような異なる種類の障害物における反射によってもたらされるマルチパス伝搬の影響を受ける。それ故に、隣接するセルに関する情報が、プロトコルレイヤから信号送出されることが可能であり、受信信号における利用可能なＢＴＳ信号を識別するときに有用になり得る。
【００２７】
ＢＴＳのＲＦ（無線）周波数は、0.05ppm、すなわち2GHzのキャリア周波数において100Hzの最大相対誤差で非常に正確になるべきである。120km/hの最大媒体速度の場合、最大ドップラシフトは約230Hzに制限される。結果として、異なる同一チャネルＢＴＳからのキャリア周波数は、他のより精度の高い周波数オフセット推定段がこの１に後続する場合、通常、1kHzの出力誤差を目標にする初期周波数オフセット推定のために広く同一になることが仮定され得る。より高いドップラ周波数又はIFOE出力に対するより好ましい精度要求仕様に対して、推定プロセスは、目標（ターゲット）ＢＴＳのみからの信号成分に集中するように修正されてもよく、単に他の成分を抑圧（阻止）してもよい。
【００２８】
以下、B ＢＴＳはＵＥに対してかなりの電力の相互に異なるＳＹＮＣ信号成分をもたらすことが仮定される。特定の無線フレームのダウンリンクパイロットタイムスロット（downlink pilot time slot (DwPTS)）の間にＢＴＳ番号bからＵＥにおいて予測（期待）される有効トレーニング信号（effective training signal）は、
【数１】
2007506342.tif 000003
によってもたらされる。ここで、kは離散サンプルインデックス（添数）（discrete sample index）であり、Mはオーバサンプリングファクタである。M>1になる場合、当該シーケンスは、送信及び受信フィルタリングの影響を含むべきであり、それから、フィルタ過渡現象を吸収するため、わずかに時間インタバルを左部及び右部に延ばすことも有利になるであろう。当該トレーニングインタバルの外側でゼロが送られる。
【００２９】
ＢＴＳ  bから受信されるマルチパス成分の数はNbによって表され、当該ＢＴＳからのマルチパス遅延の並べ替えられた（ソート（sort）された）リストが
【数２】
2007506342.tif 000004
によってもたらされる。ＢＴＳ bに対する関連チャネル係数は、
【数３】
2007506342.tif 000005
によってもたらされる。当該ＢＴＳから受信される全電力は
【数４】
2007506342.tif 000006
になる。
【数５】
2007506342.tif 000007
と仮定され得るので、それぞれＢＴＳ
１は“所望される（desired）”ＢＴＳになる一方、他は、より低い全電力を備える“妨害（interfering）”ＢＴＳになる。キャリア周波数オフセットをνと仮定すると、離散時間k（チップインタバルTcの場合、サンプリングインタバルTs=Tc/M）における受信信号は、
【数６】
2007506342.tif 000008
として記述され得る。ここで複素値pbは、考慮されたフレームにおいて基地局bによってもたらされる知られていないＳＹＮＣ位相変調（|pb|=1）になる。ＢＴＳはフレーム同期されるが、必ずしもブロック同期されないため、異なるＢＴＳからのＳＹＮＣの位相変調（phase modulation）は異なることが可能である。n[k]は、隣接チャネル干渉（adjacent channel interference）及びガウス雑音（Gaussian noise）から構成される付加的な雑音であり、非抑圧同一チャネル干渉がもたらされている限り、同一チャネル影響が通常支配的（優勢）になるため、隣接チャネル干渉は無視され得る。
【００３０】
図２は、提案されている周波数推定機能を備える同期ユニット１０の概略ブロック図を示す。
【００３１】
同期ユニット１０は、受信信号が供給されると共に、関連するマルチパス遅延、すなわち当該特定のＳＹＮＣシーケンス（数列）に対するエコー（反射（反響）波（echo））の位置と共にかなりの電力レベルで受信される全ての当該ＳＹＮＣシーケンスを識別するように構成されるユニット２０又は検出機能を有する。これは、例えば多重フレーム（multiple frame）に渡る任意選択的な平均化（アベレージング（averaging））及びＳＹＮＣシーケンスとの相関によって達成され得る。結果は、ＳＹＮＣシーケンス番号及び関連する時間位置、例えばフレームタイミングＦＴについての情報をもたらす対の有限リストになる。可能なＳＹＮＣシーケンス番号のセットを突き止めるため、プロトコルレイヤＰＬからのいかなる利用可能な情報も、有利なことに、可能なＳＹＮＣシーケンス番号のセットを規定するように任意選択的に使用されてもよい。当該リストはそれから、受信信号についての全てのタイミング及び構造情報を反映するシステム行列に変換される。当該プロシージャは、それ故に“信号構成及びタイミング推定”と称され得る。
【００３２】
更に、TD-SCDMAのための最良の実施形態（ベストモード）において、検出ユニット２０において生成されるシステム行列からの情報を利用することによって、それぞれＳＹＮＣシーケンスの第一の半分及び第二の半分からの二つのチャネル係数推定（channel coefficient estimation (CCE)）の計算を含み得るチャネル係数推定のために構成されるチャネル推定機能部又はユニット３０に受信信号は供給される。代わりに、二つよりも多くのＣＣＥが得られ得る。周波数推定に加えて、ＣＣＥは、図５に関して後に記載されるように、セル選択及びブロック開始の検出のために任意選択的に使用され得る。
【００３３】
１つ且つ同じＢＴＳからＵＥへのチャネル（ＢＴＳツーＵＥチャネル（BTS-to-UE channel））の連続係数の固定数、すなわち固定サイズの推定窓（fixed-size estimation window）の推定値が得られる冒頭に記載の従来技術と逆に、本チャネル推定ユニット３０は、異なるＢＴＳツーＵＥチャネルから任意の不連続チャネル係数の適応数を推定するずっとより柔軟性の高い（フレキシブル）ＣＣＥをもたらす。
【００３４】
得られたＣＣＥは、周波数オフセットＦＯが、例えばＣＣＥの相関をとると共に相関結果の位相角を計算することによって実現され得るＣＣＥの間の位相差計算によって推定される周波数決定又は推定ユニット４０に供給される。精度要求仕様及びＵＥ速度（velocity）に依存して、所望されるＢＴＳ以外からのチャネル係数は、周波数推定のためのマクロダイバーシチゲイン（macro diversity gain）を得るために利用され得るか、又は抑圧され得るかの何れかとなる。更に、位相角計算の前に多重フレームに渡って相関結果を平均化することは有利になる。
【００３５】
図３は、フレーム及び周波数同期のために使用されるべきTD-SCDMA無線フレームのフレーム構造体の部分の詳細を示す。無線フレームの存続期間は5ms（6400チップ）であり、当該フレームは、フレーム及び周波数同期のために使用されるべき特殊部分と七つのデータタイムスロット（TS0乃至TS7）とから構成される。当該フレームの構造及び第一のデータタイムスロットＴＳ０の、ミッドアンブルＭＡ（図４において図示）の後のチップに対応するデータ部分２（Ｄ２）と、ＴＳ１の、ミッドアンブルＭＡの前のチップに対応するデータ部分１（Ｄ１）との間のフレームにおける位置が図３において示されている。ダウンリンクパイロットタイムスロットDwPTSの間に、ＢＴＳは、例えば最大相関の位置を見つけることによって、フレーム同期を可能にするために優れた相関特性を有する６４チップ長の知られているＳＹＮＣシーケンスのセットから１を送信する。例えばＳＹＮＣシーケンス内のチップからチップへの相回転（phase rotation）を推定することによって、ＳＹＮＣシーケンスから周波数同期も可能である。隣接するＢＴＳは、相互干渉を最小化するために、異なるＳＹＮＣシーケンスを使用するべきである。
【００３６】
放送制御チャネル（broadcast control channel (BCCH)）ブロックが４８無線フレーム（240ms）毎に発生し、当該事象（イベント）は検出される必要があり、ＢＣＣＨは、初期セル探索の間、重要なネットワーク情報を得るために読み出される必要がある。ＢＣＣＨを見つけるためのプロシージャはブロック同期と称され、このため、全ＳＹＮＣシーケンスは、フレームからフレームに変化する位相値を備えるＢＴＳによって位相変調される。ＳＹＮＣに対する位相基準（phase reference）は、同じフレームの先行するＴＳ０におけるミッドアンブルＭＡである。位相の推定値は、後続するＳＹＮＣと共にミッドアンブルＭＡを観測することによってＵＥにおいて得られる。両者は同じＢＴＳから受信される。四つの連続ＳＹＮＣ相の二つの異なるセットが特定され、これによりＢＣＣＨブロックの開始及び非開始がそれぞれ示される。
【００３７】
図４は、更に図３に示されている部分の左部に対するTD-SCDMA無線フレームの各詳細を示す。当該TD-SCDMA無線フレームの部分は、ブロック開始検出のために必要とされるＳＹＮＣ相検出のために使用されるべきＳＹＮＣ及びＴＳ０のミッドアンブルＭＡを有する。図３及び４は、異なる伝搬時間に起因して異なるＢＴＳからＵＥにおいて受信されるＳＹＮＣシーケンスの中程度の相互時間シフト（moderate mutual time shifts of）に対処するため、十分なゼロチップ、すなわちＳＹＮＣの周りの保護期間ＧＰ１、ＧＰ２、及びｇが存在することを示している。234mの伝搬経路長差（propagation path length difference）は１チップに対応する。
【００３８】
周波数推定に基づく提案されている同期方式は、とにかく両方の標準規格における動作の推奨モードになるセルラＢＴＳのフレーム同期動作に依っているので、一般的な適用範囲が保証される。
【００３９】
以下の数学的な記述は、二つのＣＣＥを備える特定モードに関するので、ＳＹＮＣ信号の第一及び第二の半分における受信サンプルは
【数７】
2007506342.tif 000009
によってもたらされる。ここで、
【数８】
2007506342.tif 000010
であり、
【数９】
2007506342.tif 000011
は全ＢＴＳから受信される最も左のチャネル係数の時間インデックスである。二つのシステム行列は
【数１０】
2007506342.tif 000012
によってもたらされ、知られている部分的なＳＹＮＣシーケンスベクトル
【数１１】
2007506342.tif 000013
及び
【数１２】
2007506342.tif 000014
から列に関して構成される。
【００４０】
チャネル係数（及び知られていないＳＹＮＣ相変調部）を備える二つのベクトルは、
【数１３】
2007506342.tif 000015
及び
【数１４】
2007506342.tif 000016
によってもたらされる。対角相回転行列（マトリックス）（diagonal phase rotation matrix）：
【数１５】
2007506342.tif 000017
は、周波数オフセットのために増大する相回転をモデル化しているが、この場合単位行列（identity matrix）によって近似され、二つの（最小二乗）LS CCEは
【数１６】
2007506342.tif 000018
のように得られ得る。
【００４１】
代わりに、最小二乗平均誤差（minimum mean-squared error (MMSE)）が
【数１７】
2007506342.tif 000019
によって得られ得る。ここで
【数１８】
2007506342.tif 000020
は雑音共分散行列（noise covariance matrix）であるが、初期同期の間、この時点で利用可能な雑音電力推定値を有することは困難であろう。更に、オーバサンプリングが使用される場合、雑音は有色化されるであろう。チャネル係数推定は、通常、接続（ジョイント）データ検出TD-SCDMA受信器（joint data detection TD-SCDMA receivers）においてもたらされるゼロフォーシングブロック線形等化器（zero-forcing block linear equalizer (ZF-BLE)）のサブルーチンの完全な再利用によって接続状態（オンライン）で実行され得る。当該ルーチンはＩＦＯＥの間、アイドル（空転）状態（idle）になるので、これらのリソース（資源（resource））は同期のために使用され得る。ＩＦＯＥにおける行列のディメンションは、完全な再利用のためにZF-BLEと適合するように選択され得る。
【００４２】
推定のために全信号成分を利用する完全マクロダイバーシチ周波数推定値は、ベクトル内積（inner vector product）（すなわちＣＣＥの相関）の位相角を介して
【数１９】
2007506342.tif 000021
として得られる。
【００４３】
ＳＹＮＣシーケンスの知られていない一つ又は複数の位相変調値は、複素共役第一ＣＣＥに第二ＣＣＥを乗算することによって打ち消される（キャンセルされる）ことは注意される。異なるＢＴＳからの伝搬経路に対する当該相互ドップラシフトが、高い媒体速度のために過度に大きくなる場合、ＩＦＯＥも部分内積（partial inner product）：
【数２０】
2007506342.tif 000022
から推定され得る。ここでチャネル係数は１つ且つ同じ目標ＢＴＳのみに属する。行列
【数２１】
2007506342.tif 000023
は、値{0,1}のみのセットからもたらされる対角成分（diagonal entry）を備える適切な対角遮蔽（マスキング）行列（diagonal masking matrix）になる。当該遮蔽推定器（masked estimator）の場合、他のＢＴＳからの干渉は抑圧されるが、これらの信号の寄与から周波数推定に対するゼロマクロダイバーシチゲインが実現される。
【００４４】
周波数オフセット推定が完全に終了させられた後、当該プロシージャから得られるほぼ干渉のない（near-interference-free）ＣＣＥが、最も強い（すなわち最大電力和Pbを備える）ＢＴＳを確実に検出するためにも使用され得る。これは
【数２２】
2007506342.tif 000024
を実行することによってなされ得る。代わりの複雑さの低い可能な式は
【数２３】
2007506342.tif 000025
になる。
【００４５】
更に、得られたＣＣＥは、TD-SCDMAにおけるＢＣＣＨマルチフレーム又はブロック構造体の始めをマークする（印を付ける）ために使用されるＳＹＮＣシーケンスの位相変調値を検出するために使用され得る。
【００４６】
以下、更なる任意選択的なブロック開始検出ユニット又は機能部が、図５に関して記載される。
【００４７】
図５は、ハードウエア又はソフトウエアで実現され得るブロック開始検出ユニット（start-of-block detection unit）の概略ブロック図を示す。
【００４８】
ＳＹＮＣ相検出の場合、先行する周波数推定からのＣＣＥは、ＴＳ０においてミッドアンブルから得られる各チャネルタップ推定値と自身を相関させるために使用されることが可能であり、ＳＹＮＣに対する位相基準になる。軟（ソフト）決定（soft decision (SD)）が
【数２４】
2007506342.tif 000026
によってもたらされるように決定されてもよく、又は軟（ソフト）位相決定（soft phase
decision (SPD)）が
【数２５】
2007506342.tif 000027
によってもたらされるように決定されてもよい。ここで
【数２６】
2007506342.tif 000028
は、ＢＴＳ bから、ＴＳ０のミッドアンブルから得られるＵＥへのチャネル経路のためのチャネル推定値である一方、
【数２７】
2007506342.tif 000029
は、周波数推定の間に得られるＳＹＮＣシーケンスの第一の半分からのＣＣＥである。チャネル推定誤差及び残留周波数オフセットの存在下で、後者のＳＹＮＣ相検出器は通常、より良好な結果をもたらす。フェージングチャネルにおける最良の結果のために、ＳＹＮＣシーケンスの第一の半分から得られるＣＣＥは、二つのチャネル推定値の間の最短距離に対して使用される。
【００４９】
前記又は他の好適に取り出されたＳＹＮＣ相値p[f]は、図５に記載のブロック開始検出ユニットの相関ユニット５０に入力される。ここで
【数２８】
2007506342.tif 000030
は、ＢＣＣＨが、次の四つの無線フレームにおいて見つけられ得ないことを示すＳＹＮＣ相シーケンスである一方、
【数２９】
2007506342.tif 000031
は、ＢＣＣＨブロックの存在を信号送出するＳＹＮＣ相シーケンスである。相関ユニット５０は、受信相シーケンスを二つの仮定に合わせるために二つのフィルタを有する。相関ユニット５０の二つの出力は各加算器（アダー（adder））機能部に供給され、そこで当該出力は、リセット値ゼロから開始すると共に、ＢＣＣＨブロックが開始させられることが決定される前にまず最初に下の４−フレームリズム（最良のフレーム位相）の情報を確実に得るために、拡張相関窓を実現するモジュロ−４複素相関アキュムレータ（累算器）（modulo-4 complex correlation accumulator）６０に加算される。残留周波数誤差を伴うロバストな動作のために、各計量ブロック（metric block）７０２及び８０２は、複素相関の二乗（平方）量を求める。代わりに、周波数同期が完全になされた場合、実部が使用され得る。
【００５０】
最適（最良）フレーム位相検出ユニット８０において、４−フレームリズム決定の十分な確実（信頼）性を検査するために第一の閾値thr1が使用される。更に、ブロック開始検出ユニット７０において、ブロック開始仮定と非ブロック開始仮定との間で識別するために第二の閾値thr2が使用される。論理積（ＡＮＤ）ゲート９０を介して、ブロック開始のための決定出力sbが、現在検出されている４−フレームリズム、第一の閾値thr1の達成、及び第二の閾値thr2の達成に従って条件付けられる。決定出力sbは、複素相関アキュムレータ６０のスイッチングユニットを制御するために使用される。このスイッチングユニットは、複素相関アキュムレータ６０の入力信号を決定する。ブロック開始決定ユニットのサブユニットは、受信信号のフレームクロックによって制御される。
【００５１】
既に記憶されているように、図５に示されているブロック図はハードウエアで実現され得るが、各々のサブブロックが、信号プロセッサ等を制御するサブルーチンに対応し得るソフトウエアでも実現され得る。
【００５２】
一度好適なＳＹＮＣ相推定が利用可能になるとフレーム同期動作は動作原理に対して必要ないため、ブロック同期方式が常に適用され得る。フレーム同期されるネットワークにおいて、及びブロック同期化器（block synchronizer）への入力部のための位相推定値を生成するために、提案されている周波数推定の間に計算されるチャネル係数推定値を利用することによって最良の性能が達成される。
【００５３】
本願が上記特定の実施例に限定されることはないが、受信チャネル及び／又は信号源を示す受信同期パターンに基づくいかなる同期ユニット又はプロシージャにおいても使用され得ることは注意される。特に、同期方式の全ての記憶の要素は、ハードウエア回路、又は代わりに若しくは組み合わせで、信号処理デバイスを制御するソフトウエアルーチンとして実現され得る。従って好ましい実施例は請求項の範囲内で変動してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】マルチセル干渉を伴う通信シナリオの概略図を示す。
【図２】好ましい実施例による同期装置の概略ブロック図を示す。
【図３】好ましい実施例における同期のために使用されるTD-SCDMA無線フレーム構造体の部分を示す図を示す。
【図４】好ましい実施例によるブロック開始（start-of-block）検出のために使用されるTD-SCDMA無線フレーム構造体の他の部分を示す図を示す。
【図５】好ましい実施例によるブロック開始検出の概略ブロック図を示す。
【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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2007506342.tif 000038
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