(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ伝送装置を同期するための方法であって、
データ信号をデータバースト（Ｂ）のデータ流の形態で、第１の局（ＢＳ）と第２の局（ＭＳ）との間で伝送し、
それぞれのデータバースト（Ｂ）と関連して基準信号を送信する形式の方法において、
ｉ）第１のステップで、第１の基準信号を第２の局（ＭＳ）から第１の局（ＢＳ）へ送信し、
ｉｉ）第２のステップで、第１の局（ＢＳ）においてチャネル推定（ＫＳ）を、前記第２の局（ＭＳ）から受信された基準信号に基づいて実行し、
ｉｉｉ）第３のステップで、第１の局（ＢＳ）はチャネル推定に基づいてプレエンファシスされたデータバースト（Ｂ）を第２の局（ＭＳ）に送信し、
ｉｖ）第４のステップで、第１の局（ＢＳ）はチャネル推定に基づいて変更した第２の基準信号を第２の局（ＭＳ）に送信し、そして
ｖ）第５のステップで、第２の局（ＭＳ）はデータバーストの同期を、第２の基準信号に基づいて実行する、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
複数の異なる第２の局（ＭＳ）が存在しており、
各第２の局（ＭＳ）に対して個別の第１および第２の基準信号を送信する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
第２の基準信号を第１の局（ＢＳ）でのプレエンファシスのために、最も強力なチャネルパルス応答成分の位相角だけ負方向に位相回転し、第１の基準信号の伝搬時間だけ早期方向に時間シフトする、請求項２記載の方法。
【請求項４】
第１の局は基地局であり、第２の局はＴＤＤ移動無線システムの移動局である、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
伝送をＣＤＭＡ方式によって実行する、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
複数のデータ流をＣＤＭＡ方式に相応して同時に伝送する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
データバースト（Ｂ）は少なくとも２つのデータブロック（ＤＢ１，ＤＢ２）を有しており、
当該データブロックの間には１つのブロックが配置されており、
外部ロックは基準信号（ＲＳ）に対して使用される、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか１項記載の方法を実施するための、データ伝送装置の同期装置において、
第１の局（ＢＳ）に設けられた基準信号変形装置（ＲＭ）と、第２の局（ＭＳ）に設けられた同期装置とを有し、
前記基準信号変形装置（ＲＭ）は、第２の基準信号の送信時間および送信位相を、チャネル推定の結果に相応して変形し、
前記同期装置は、データバースト（Ｂ）を第１の局（ＢＳ）から受信された変形基準信号に相応して同期する、
ことを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
従来の技術
本発明は、データ伝送装置の同期方法に関するものであり、このデータ伝送装置ではデータ信号がデータバーストのデータ流の形態で第１ステーションと第２ステーションとの間で伝送され、このときそれぞれのデータバーストと関連して基準信号が送信される。本発明は同様に、データ伝送装置を同期するための相応の装置に関連する。
【０００２】
基本的には基準信号の伝送を必要とする伝送モードを使用する任意のデータ伝送形式に適用することができるが、本発明並びにその基礎となる問題をセルラー方式ＣＤＭＡデータ伝送システム（ＣＤＭＡ＝Code Division Multiple Access）に関連して説明する。
【０００３】
コード多重アクセス（ＣＤＭＡ＝Code Division Multiple Access）によって、複数のデータ流が同時に１つの共通の周波数バンドを介して伝送される。ここで伝送すべきデータ流のシンボルはいわゆる拡散コードにより変調される。
【０００４】
種々異なるコードにより同時に伝送されたデータ流は相互に妨害し合う。マルチパス伝播は順次送信されたデータシンボルの重畳を引き起こす（内部シンボル干渉、ＩＳＩ）。ＣＤＭＡ符号化およびマルチパス伝播はマルチアクセス干渉（ＭＡＩ）の原因である。
【０００５】
干渉は例えば受信機において、チャネルのパルス応答が既知である場合には除去される。このことは K.D.Kammeter: "Nachrichtenuebertragung", 2.Aufl., Reihe Informationstechnik, Teubner, Stuttgart, 1996,および A.Klein, G.K.Kaleh & P.W.Barier: "Zero Forcing and Minimum Mean-Square-Error Equalization for Multiuser Detection in Code Division Multiple Access Channels", IEEE Trans. Vehic. Tech., Bd.45 (1996),276-287 に示されている。チャネルパルス応答は例えば受信機において受信された基準信号から推定することができる。
【０００６】
しかし干渉は、送信機においてチャネルパルス応答が既知である場合には送信機でも除去することができる。この場合、チャネルパルス応答を受信機ではなく送信機で推定しなければならない。従って基準信号を受信機から送信機へ伝送しなければならない。
【０００７】
とりわけＩＳＩとＭＡＩは送信機において共通のイコライジング（同時逆ひずみ、ＪＰ）により除去される。
【０００８】
送信されたデータを受信機により検知することができるようにするため、とりわけ受信機は送信機に同期しなければならない。このことは通常、共に伝送された基準信号を受信機で評価することにより行われる（例えば B.Sklar, "Digital Communications", Prentice Hall Int. Inc., Englewood Cliffs, 1988参照）。
【０００９】
受信機で干渉除去を行う伝送システムと送信機で干渉除去を行うシステムとは相互に組み合わせることもできる。これは、Bosch: "Mixed Use of Joint Predistortion and Joint Detection in the UTRA TDD Mode", ETSI Tdoc SMG2 UMTS-L1 205/98 から公知である。
【００１０】
図３は、ＣＤＭＡデータ伝送システム、とりわけセルラー方式ＣＤＭＡデータ伝送システムでの通常のデータバースト構造を示す。この伝送システムは時間デュプレクス（ＴＤＤ）で動作する。
【００１１】
図３でＢはデータバースト、ｔは時間、ＤＢ１は第１データブロック、ＤＢ２は第２データブロック、そしてＲＳは基準信号データブロックを表す。
【００１２】
図４は、公知のＣＤＭＡデータ伝送システムでの高周波（ＨＦ）処理を概略的に示す。図４ａは復路区間であり、図４ｂは往路区間である。
【００１３】
図４でＢＳは基地局、ＭＳは移動局、ＥＨＦはそれぞれの受信機ＨＦ段、ＳＨＦはそれぞれの送信機ＨＦ段、ＲＳは復路区間、ＶＳは往路区間を表す。
【００１４】
復路区間では拡散されたデータ信号と基準信号が例えば図３に示されたデータバーストＢを介して基地局へチャネル推定のために伝送される。
【００１５】
往路区間ＶＳでは拡散されたデータ信号がまずプレエンファシス装置ＶＥでプレエンファシスされる。このときチャネル推定の結果が復路区間で使用され、移動局に伝送される。基準信号はプレエンファシスなしで往路区間を伝送される。
【００１６】
図５は、図４のＣＤＭＡデータ伝送システムに対してプレエンファシスを行うＴＤＤモードの際の時間経過を示す。
【００１７】
まず移動局ＭＳは、基準信号データブロックＲＳを備えるデータバーストを基地局ＢＳに送信する。基地局はこれをチャネル推定に使用する。チャネル推定の結果に基づいて、プレエンファシス装置ＶＥはプレエンファシスを実行し、相応にプレエンファシスされ拡散されたデータ信号をデータバーストＢの形態で移動局に送信する。
【００１８】
図６は、同じ往路区間および復路区間で公知のＪＰ方式を実行する場合の送信時点シフトを示す。図６ａは復路区間を示し、図６ｂは往路区間を示す。
【００１９】
一般的に言って、公知のＪＰ方式はデータの正確な送信時点を往路区間において、復路区間ＲＳのチャネル推定に依存して制御する。チャネル推定が非常に早期のチャネルパルス応答を含んでいる場合は、遅れて送信される。伝送区間が往路方向と復路方向とで同じ場合、このメカニズムは同期追従を受信機（ここでは移動局ＭＳ）に残しておく。なぜなら信号が伝送チャネル遅延に依存しないで同じ時点で受信機に到達するからである。
【００２０】
図６ａにはプレエンファシスの際に使用された、復路区間ＲＳのチャネル推定の時間関係が示されており、図６ｂには、往路区間ＶＳの関係が示されている。
【００２１】
図６ａから分かるように、移動局ＭＳは基準信号を伴うデータバーストＢを所定の時点で復路区間ＲＳを介して基地局ＢＳに送信する。ここで基準信号はΔｔ（伝搬時間遅延）だけの遅延と、角度Δφだけの位相回転を受ける。
【００２２】
ここからチャネル推定ＫＳが作成され、これが再びプレエンファシスＶＥのためのプレエンファシスパラメータを検出するのに使用される。往路方向で伝送すべき信号は同様に時間Δｔだけの遅延と、角度Δφだけの位相回転を受ける。しかしプレエンファシスは、Δｔの進みとΔφの負位相回転によってこれを補償する。これにより同時にデータの同期がデータバーストＢで達成される。
【００２３】
伝送区間は往路方向でも復路方向でもそれぞれ、送信機と受信機で使用されるＨＦ部を有している。そのために往路区間ＶＳと復路区間ＲＳとで異なる遅延時間が生じる。往路区間ＶＳと復路区間ＲＳの遅延時間は、付加的にチャネルが変化する際（例えば受信機と送信機が相互に移動する）に異なる。なぜなら往路区間と復路区間とは時間的に順次連続して使用されるからである。対応区間の遅延時間は公知のＪＰ方式によってだけ考慮されるから、送信区間の遅延時間を付加的に同期メカニズムによって受信機で考慮しなければならない。
【００２４】
図７は、往路区間と下し区間とで伝搬時間差がある場合の、公知のＪＰ方式での送信時点シフトを示すものである。図７ａは復路区間を、図７ｂは往路区間を、同期化が使用されない場合で示す。
【００２５】
図７ａによれば、復路区間での遅延はΔｔｇ、復路区間での位相回転はΔφｇである。往路区間ＶＳでは遅延と位相回転とが異なっている。すなわちΔｔｓないしΔφｓであり、これらのデータは時間インターバル−Δｔ＝Δｔｇ−Δｔｓだけ同期がずれている。
【００２６】
公知のＪＰ方式の送信時点シフトは、基準信号に基づき同期メカニズムによって自動的に考慮される。これは、プレエンファシスのためにフィルタが使用され、このフィルタが基準信号にも適用される場合である。
【００２７】
しかしこのことの欠点は、フィルタに基づかない、一般的なＪＰ方式を使用できないことである。しかし一般的ＪＰ方式は、フィルタに基づくＪＰ方式よりも良好な伝送品質を提供することができる。
【００２８】
プレエンファシスされた基準信号に基づかない通常の同期メカニズムは、ＪＰ方式の送信時点シフトを考慮しない。
【００２９】
図８は、往路区間と復路区間とで伝搬時間差がある場合の、公知のＪＰ方式での同期を示す。図８ａは復路区間を、図８ｂは往路区間を示す。
【００３０】
図８から、データ信号はプレエンファシスにより時間シフトされて送信されるが、プレエンファシスされない基準信号は時間シフトされないことが分かる。プレエンファシスされない基準信号に基づく同期ＲＥＳＹは従って、データに対して所望の同期時点ではなく、Δｔｓだけ同期がずれている。
【００３１】
発明の利点
本発明の基礎となる技術思想は、基準信号を往路方向で、復路方向でのチャネル推定を考慮して変化し、第２の局で同期のために使用することである。
【００３２】
請求項１の構成を有する本発明の方法、ないし請求項８による相応の装置は、同期獲得（受信機のスイッチオン後の最初の同期）並びに同期追従が、一般的に任意のＪＰ方式を使用して簡単に実現されるという利点を有する。
【００３３】
伝搬時間差はとりわけ往路区間と復路区間とで異なる高周波処理により考慮され、往路区間と復路区間との間の伝搬時間差はＴＤＤ伝送チャネル（例えば受信機と送信機が相互に移動する場合）の変化によって考慮される。
【００３４】
従属請求項には本発明のそれぞれの対象の有利な改善形態が示されている。
【００３５】
有利な改善形態によれば、複数の異なる第２の局が存在しており、各第２の局に対して個別の第１および第２の基準信号が送信される。
【００３６】
別の有利な改善形態によれば、第２の基準信号が第１の局で、最も強力なチャネルパルス応答成分の位相角度だけ負方向に位相回転され、第１の基準信号の伝搬時間だけ早期に時間シフトされる。
【００３７】
別の有利な改善形態によれば、第１の局は基地局、第２の局はＴＤＤ移動無線システムの移動局である。
【００３８】
別の有利な改善形態によれば、伝送はＣＤＭＡ方式によって実行される。
【００３９】
別の有利な改善形態によれば、複数のデータ流がＣＤＭＡ方式に相応して同時に伝送される。
【００４０】
別の有利な改善形態では、データバーストは少なくとも２つのデータブロックを有し、これらデータブロック間に１つのブロックが配置されており、このブロックが基準信号のために使用される。
【００４１】
図面
図１は、ＪＰ方式において往路区間と復路区間とに伝搬時間差がある場合の同期を説明する図である。ここで図１ａは往路区間を図１ｂ、ｃは復路区間を本発明の実施例として示す。
【００４２】
図２は、本発明の別の実施例を説明するための、データ伝送装置の同期装置のブロック回路図である。
【００４３】
図３は、ＣＤＭＡデータ伝送システムでの通常のデータバースト構造を示す。
【００４４】
図４は、公知のＣＤＭＡデータ伝送システムでの高周波（ＨＦ）処理を概略的に示すものであり、図４ａは復路区間、図４ｂは往路区間を示す。
【００４５】
図５は、図４のＣＤＭＡデータ伝送システムに対してプレエンファシスを行うＴＤＤモードの際の時間経過を示す。
【００４６】
図６は、公知のＪＰ方式において往路区間と復路区間とが同じ場合の送信時点シフトを示すものであり、図６ａは復路区間、図６ｂは往路区間を示す。
【００４７】
図７は、公知のＪＰ方式において往路区間と復路区間とで伝搬時間差がある場合の送信時点シフトを示すものであり、図７ａは復路区間、図７ｂは往路区間を示す。
【００４８】
図８は、公知のＪＰ方式において往路区間と復路区間とで伝搬時間差がある場合の同期を示すものであり、図８ａは復路区間、図８ｂ、ｃは往路区間を示す。
【００４９】
実施例の説明
図面中、同じ参照符号は同じ素子または機能的に同じ素子を表す。
【００５０】
図１は、ＪＰ方式において往路区間と復路区間とで伝搬時間差がある場合の同期を示す。図１ａは復路区間、図１ｂ、ｃは往路区間を本発明の実施例として示す。
【００５１】
この実施例ではセルラー方式ＣＤＭＡ移動無線システムが取り扱われる。バースト毎のデータ伝送が、復路区間でのチャネル推定と往路区間でのプレエンファシスとによりＴＤＤモードで行われる。データバーストＢ（図３参照）は同期のための基準信号を含んでおり、この基準信号はユーザないし移動局ＭＳ当たりに１つである。
【００５２】
ユーザの基準信号は、そのチャネル応答が対抗区間で比較的に遅く測定されればされるほど早期に伝送される。移動局ＭＳへの送信前に、基準信号は最も強力なチャネルパルス応答成分の位相角だけ負方向に位相回転される。このために基地局は前もってチャネルを第１の基準信号によって推定する。詳細には以下のステップが実行される：
ｉ）第１のステップで第１の基準信号が移動局ＭＳから基地局ＢＳへ送信される。
【００５３】
ｉｉ）第２のステップで基地局ＢＳでは、チャネル推定ＫＳが移動局ＭＳから受信された基準信号に基づいて実行される。
【００５４】
ｉｉｉ）第３のステップで基地局ＢＳはチャネル推定に基づいてプレエンファシスされたデータバーストＢを移動局ＭＳへ送信する。
【００５５】
ｉｖ）第４のステップで基地局ＢＳはチャネルステイに基づいて変更された第２の基準信号を移動局ＭＳに送信する。
【００５６】
ｖ）第５のステップで移動局ＭＳはデータバーストＢの同期を、第２の基準信号に基づいて実行する。
【００５７】
移動局での検出の前に、受信された信号が送信区間で最も強力なチャネルパルス応答成分の位相角だけ負方向に位相回転される。このことにより、往路区間と復路区間での種々異なる位相回転が補償される。
【００５８】
第２の基準信号は往路区間ＶＳで時間Δｔｇだけ時間的に早期に送信され、この時間Δｔｇだけ復路区間のチャネルパルス応答は復路チャネルによって遅延される。
【００５９】
送信の前に基準信号は、往路区間の最も強力なチャネルパルス応答成分の位相角Δφｇだけ負方向に位相回転される。基地局は、そのチャネル推定の最も強力な成分に同期する。同期フェーズは次のようにして考慮される。すなわち、受信された信号が検出の前に、送信区間の最も強力なチャネルパルス応答成分の位相角だけ負方向に位相回転されることにより考慮される。
【００６０】
この実施形態とは別に、データ信号および基準信号を時間的に連続して送信することもできる。時間的関係をより良好に比較できるようにするため、図１には信号が上下に、同時に示されている。
【００６１】
図２は、本発明の別の実施例を説明するための、データ伝送装置の同期装置のブロック回路図である。ここでは、復路区間でのチャネル推定と、プレエンファシスされた信号の送信と、プレエンファシスされた基準信号の同期が行われる。
【００６２】
図２にはすでに説明した参照符号に加えて、変調器ＭＯＤ、基準信号変形装置ＲＭ、マルチプレクサＭＵＸ、高周波部ＨＦ、および送信モードと受信モードとを切り換えるための切換装置ＳＥが示されている。
【００６３】
図２に示された装置では、チャネル推定器ＫＳによって実行されるチャネル推定が、プレエンファシス装置ＶＥによるプレエンファシスについてだけではなく、基準信号の形成ないし変形についても考慮される。このことは図１に詳細に図示されている。
【００６４】
従って基地局ＢＳからは往路区間を介して移動局ＭＳにそれぞれチャネル推定に相応する基準信号が送信される。このことは移動局ＭＳでの同期のために簡単な手段を提供する。なぜならそこでは、データ信号の送信と変形された基準信号の送信との間の時間関係が既知だからである。
【００６５】
本発明を有利な実施例に基づいて説明するが、本発明のこの実施例に制限されるものではなく、多種多様に変形可能である。
【００６６】
とりわけ本発明の方法は、基準信号の伝送が必要である伝送モードを使用するすべてのデータ伝送システムに適用することができ、ＣＤＭＡデータ伝送システムに制限されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、ＪＰ方式において往路区間と復路区間とに伝搬時間差がある場合の同期を説明する図である。ここで図１ａは往路区間を図１ｂ、ｃは復路区間を本発明の実施例として示す。
【図２】  図２は、本発明の別の実施例を説明するための、データ伝送装置の同期装置のブロック回路図である。
【図３】  図３は、ＣＤＭＡデータ伝送システムでの通常のデータバースト構造を示す。
【図４】  図４は、公知のＣＤＭＡデータ伝送システムでの高周波（ＨＦ）処理を概略的に示すものであり、図４ａは復路区間、図４ｂは往路区間を示す。
【図５】  図５は、図４のＣＤＭＡデータ伝送システムに対してプレエンファシスを行うＴＤＤモードの際の時間経過を示す。
【図６】  図６は、公知のＪＰ方式において往路区間と復路区間とが同じ場合の送信時点シフトを示すものであり、図６ａは復路区間、図６ｂは往路区間を示す。
【図７】  図７は、公知のＪＰ方式において往路区間と復路区間とで伝搬時間差がある場合の送信時点シフトを示すものであり、図７ａは復路区間、図７ｂは往路区間を示す。
【図８】  図８は、公知のＪＰ方式において往路区間と復路区間とで伝搬時間差がある場合の同期を示すものであり、図８ａは復路区間、図８ｂ、ｃは往路区間を示す。
【図１】
0004605737.tif 000002
【図２】
0004605737.tif 000003
【図３】
0004605737.tif 000004
【図４】
0004605737.tif 000005
【図５】
0004605737.tif 000006
【図６】
0004605737.tif 000007
【図７】
0004605737.tif 000008
【図８】
0004605737.tif 000009