(57)【要約】【課題】  非同期移動通信システムで１段階セル探索を利用して效率的で信頼性ある初期周波数オフセットを推定する装置及び方法を提供する。【解決手段】  本発明の装置は、所定の基地局が自分のセル領域に属した一つ以上の端末機とデータを送受信し、前記端末機がデータ送受信が可能な前記基地局を識別するために初期セル探索を実行する移動通信システムで、前記初期セル探索のための初期周波数オフセットを推定する装置において、自動周波数制御器の追跡可能なループ帯域内で複数のパルス持続変調(ＰＤＭ)仮定を設定して保存するメモリーと、前記各パルス持続変調仮定に対して第１同期チャンネルを通じた１段階セル探索を実行し、前記セル探索結果を所定のメモリーに出力する１段階セル探索器と、前記複数のパルス持続変調仮定に対する各々のセル探索結果から初期周波数オフセット推定値を決定する初期周波数オフセット推定器とを含むことを特徴とする。【選択図】  図２
2005229606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端末機がデータ送受信が可能な基地局を識別するために初期セル探索を実行する移動通信システムで、前記端末機が初期周波数を設定する方法において、
予め設定された周波数仮定に対して第１同期チャンネルを通じた１段階セル探索を実行する過程と、
前記セル探索結果を保存する過程と、
前記予め設定された周波数仮定に対する各々のセル探索結果から初期周波数オフセット推定値を決定する過程と、
前記決定された初期周波数オフセット推定値を用いて周波数オフセットを推定する過程とを含むことを特徴とする非同期移動通信システムにおける初期周波数オフセット推定方法。
【請求項２】
前記予め設定された周波数仮定は、パルス持続変調値であり、前記パルス持続変調仮定は、前記自動周波数制御器のループ帯域内で同一な間隔で位置するように設定することを特徴とする請求項１記載の非同期移動通信システムで初期周波数オフセット推定方法。
【請求項３】
前記各パルス持続変調仮定に対する１段階セル探索結果は、最大エネルギー値であることを特徴とする請求項１記載の非同期移動通信システムにおける初期周波数オフセット推定方法。
【請求項４】
前記複数のパルス持続変調仮定に対する各々のセル探索結果から初期周波数オフセット推定値を決定する方法は、前記セル探索結果の中で最大エネルギー値を持つパルス持続変調仮定で決定することを特徴とする請求項１記載の非同期移動通信システムにおける初期周波数オフセット推定方法。
【請求項５】
前記複数のパルス持続変調仮定に対する各々のセル探索結果から初期周波数オフセット推定値を決定する方法は、前記セル探索結果の中で上位エネルギー値を持つ所定個数のパルス持続変調仮定を平均した値で決定することを特徴とする請求項１記載の非同期移動通信システムにおける初期周波数オフセット推定方法。
【請求項６】
前記決定された初期周波数オフセット推定値により周波数オフセットを推定した後、自動周波数制御器により周波数オフセットを推定することを特徴とする請求項１記載の非同期移動通信システムにおける初期周波数オフセット推定方法。
【請求項７】
端末機がデータ送受信が可能な基地局を識別するために初期セル探索を実行する移動通信システムで、初期周波数を設定する装置において、
予め決定された複数の周波数仮定を保存するメモリーと、
前記予め設定された各パルス持続変調仮定に対して第１同期チャンネルを通じた１段階セル探索を実行し、前記セル探索結果を所定のメモリーに出力する１段階セル探索器と、
前記複数のパルス持続変調仮定に対する各々のセル探索結果から初期周波数オフセット推定値を決定する初期周波数オフセット推定器とを含むことを特徴とする非同期移動通信システムにおける初期周波数オフセット推定装置。
【請求項８】
前記予め決定された周波数仮定は、パルス持続変調値であり、前記パルス持続変調仮定は、前記自動周波数制御器のループ帯域内で同一な間隔で位置するように設定することを特徴とする請求項７記載の非同期移動通信システムにおける初期周波数オフセット推定装置。
【請求項９】
前記各パルス持続変調仮定に対する１段階セル探索結果は、最大エネルギー値であることを特徴とする請求項７記載の非同期移動通信システムにおける初期周波数オフセット推定装置。
【請求項１０】
前記複数のパルス持続変調仮定に対する各々のセル探索結果から初期周波数オフセット推定値を決定する初期周波数オフセット推定器は、前記セル探索結果の中で最大エネルギー値を持つパルス持続変調仮定により初期周波数オフセット推定値を決定することを特徴とする請求項７記載の非同期移動通信システムにおける初期周波数オフセット推定装置。
【請求項１１】
前記複数のパルス持続変調仮定に対する各々のセル探索結果から初期周波数オフセット推定値を決定する初期周波数オフセット推定器は、前記セル探索結果の中で上位エネルギー値を持つ所定個数のパルス持続変調仮定を平均した値により決定することを特徴とする請求項７記載の非同期移動通信システムにおける初期周波数オフセット推定装置。
【請求項１２】
前記装置は、受信信号に対して共通パイロットチャンネルにより周波数オフセットを推定する自動周波数制御器をさらに含むことを特徴とする請求項７記載の非同期移動通信システムにおける初期周波数オフセット推定装置。
【請求項１３】
前記自動周波数制御器は、受信された信号と周波数オフセットが推定された信号間の周波数偏差を検出する周波数偏差検出器を含むことを特徴とする請求項１２記載の非同期移動通信システムにおける初期周波数オフセット推定装置。
【請求項１４】
前記装置は、前記初期周波数オフセット推定器から決定された初期周波数オフセット推定値と前記周波数偏差検出器の出力値の中で選択して出力する制御部をさらに含むことを特徴とする請求項１３記載の非同期移動通信システムにおける初期周波数オフセット推定装置。
【請求項１５】
前記制御部は、前記初期周波数オフセット推定器から決定された初期周波数オフセット推定値により初期周波数オフセットが推定された以後、前記周波数偏差検出器の出力値を選択して自動周波数制御による周波数オフセット推定を実行することを特徴とする請求項１４記載の非同期移動通信システムにおける初期周波数オフセット推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非同期移動通信システムに関し、特に、初期周波数オフセットを推定する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常的に移動通信システムは、同期方式と非同期方式で区分することができる。一方、このように区分される方式の中で前記非同期方式はヨーロッパで採択している方式であり、前記同期方式はアメリカで採択している方式である。
【０００３】
また、最近は移動通信産業の急成長によって移動通信システムは通常的な音声サービスだけでなくデータ、画像などのサービスが可能な次世代移動通信システムが提示されており、これに対する標準化作業が行われている。
【０００４】
しかし、上述のように相違である方式により移動通信システムを具現しているアメリカとヨーロッパでは相違である形態への標準化作業を行っている。その中でヨーロッパで行われているヨーロッパ型次世代移動通信システムがＵＭＴＳ(Universal Mobile Telecommunication Systems)である。
【０００５】
一方、通常的に移動通信システムを構成する移動局が基地局を探索するためにはキャリア周波数に対する周波数オフセット推定及び補償が必須に要求され、このような周波数オフセット推定及び補償は基地局の探索時間と通話品質に莫大な影響を及ぶようになる。
【０００６】
ここで、前記周波数オフセットとは、基地局から受信されたキャリア周波数がチャンネル環境による多様な要因(例えば、基地局信号歪曲またはドップラー周波数)により変わって発生される周波数変動値を意味し、端末機は前記周波数オフセットを除去して端末機の送受信周波数と基地局の送受信周波数を一致させる周波数オフセット推定及び補償を実行するようになる。
【０００７】
例えば、キャリア周波数が２.１４ＧＨｚとする場合、端末機が受信するキャリア周波数Ｆｒは、前記送信側で生成したキャリア周波数２.１４ＧＨｚに所定の周波数オフセットΔfrが加えられて２.１４ＧＨｚ＋Δfrの信号になる。したがって、前記端末機は、前記周波数オフセットΔfrを推定して補償することにより受信信号を正常に修復することができるようになる。この時、前記周波数オフセットΔfrは、一般的に基地局での周波数歪曲(Δfdrift in BTS)とドップラー周波数(ΔfD)などの反映された値になる。
【０００８】
一般的に、移動通信端末機の周波数オフセット推定は、自動周波数制御器(Automatic Frequency Controller; 以下、‘ＡＦＣ’と称する)を通じて行われる。前記ＡＦＣの動作原理は、受信された信号Frと推定された所定の周波数オフセットΔflが反映されたキャリア周波数を比べてその差ほどを続いて補償することにより受信信号の周波数を補正するようになる。その具体的な具現方法は後述する。
【０００９】
一方、前記ＡＦＣが持つ二つの制約は、ループ帯域(loop bandwidth)が制限されて全ての周波数オフセットを追跡することができないという点と、セルスクラムブルリングコード及びタイミングが分からなければならないという点、即ち、セル探索が完了された後に動作が可能であるという点である。
【００１０】
しかし、非同期式移動通信システムでは、セルを獲得する以前にはセルスクラムブルリングコードがわからないから前記ＡＦＣを使うことができない。したがって、それのためにセル探索以前に周波数オフセットを推定する作業が必要であり、前記初期周波数オフセット推定の方法として同期式移動通信システムを支援する端末機で使われる温度による周波数推定方法を使うことができる。
【００１１】
以下、図１を参照して、従来技術による温度による初期周波数推定方法について説明する。
図１は、従来技術による非同期移動通信システムでの周波数オフセット推定装置を示す図である。 
図１を参照すると、前記周波数オフセット推定装置は、第１乗算機１０１、低域フィルター(Low Pass Filter; 以下、‘ＬＰＦ'と称する)１０３、アナログ/デジタル変換器(Analog to Digital Converter; 以下、‘ＡＤＣ’と称する)１０５、第２乗算機１０７、周波数偏差検出器(Frequency Difference Detector; 以下、‘ＦＤＤ'と称する)１０９、温度センサー１１１、メモリー１１３、制御部１１５、累算器(Accumulator)１１７、パルス持続変調器(Pulse Duration Modulator; 以下、‘ＰＤＭ'と称する)１１９、電圧制御発振器(Voltage Controlled Oscillator)１２１及び周波数倍数器１２３で構成できる。
【００１２】
前記アンテナを通じて受信された受信信号Frは、第１乗算機１０１を通じて周波数オフセットが反映された信号と掛けるようになり、前記第１乗算機１０１の出力信号は、ＬＰＦ１０３及びＡＤＣ１０５を経って第２乗算機１０７で共通パイロットチャンネル(Common Pilot CHannel; 以下、‘ＣＰＩＣＨ'と称する)信号と掛けられるようになる。
【００１３】
前記ＦＤＤ１０９は、前記第２乗算機１０７の出力信号をＩチャンネルシンボル及びＱチャンネルシンボルで区分し、現在のシンボル及び以前のシンボルに対する所定の演算(例えば、I(n)Q(n-1)-I(n-1)Q(n))を実行して周波数偏差を検出する。一般的に、前記演算を通じて検出された周波数偏差は、４個のシンボルに対する結果を反映(即ち、累算)して出力する。
【００１４】
前記制御部１１５は、前記ＦＤＤ１０９の出力値と前記メモリー１１３から読み出された値の中で選択して前記累算器１１７に出力する。上述のように、初期にはＡＦＣが正常に動作しないから前記ＦＤＤ１０９の出力値の代わりに前記メモリー１１３に保存された値を初期周波数オフセットで読み出して前記累算器１１７に出力する。 
【００１５】
より具体的に説明すると、従来技術による温度による周波数推定方法は、前記温度センサー１１１により温度を測定し、前記メモリー１１３に保存された温度と周波数オフセットの間の関係を保存しておいたテーブルから前記測定された温度に該当する周波数オフセットを読み出すことにより初期周波数オフセットを推定する。したがって、前記制御部１１５が前記温度センサー１１１から前記電圧制御発振器１２１の周辺の温度値の入力を受け、前記メモリー１１３に予め保存された温度と周波数オフセットの間の関係から前記測定された温度による周波数オフセットを読み出して前記累算器１１７に出力する。前記累算器１１７では現在入力された値を以前に保存された値に累算して前記ＰＤＭ１１９に出力する。前記ＰＤＭ１１９は、前記温度によって生成された初期周波数オフセットによるパルスを生成して前記電圧制御発振器１２１に出力する。
【００１６】
前記電圧制御発振器１２１は、前記ＰＤＭ１１９から出力されたパルス値によって所定の発振周波数を生成して出力する。前記電圧制御発振器１２１から出力された発振周波数は、周波数倍数器１２３で周波数倍数されてキャリア周波数(即ち、ＲＦ周波数)を出力する。前記周波数倍数器１２３の出力は、前記第１乗算機１０１で受信信号と掛けられるようになる。
【００１７】
前記のように、温度によって生成された初期周波数オフセットにより初期周波数オフセットが推定されると、次の周波数オフセット推定は上述したＡＦＣの動作により自動周波数制御が実行される。一方、前記初期周波数オフセット推定では、上述のようにＡＦＣが正常動作しないので前記制御部１１５が前記メモリー１１３から読み出した値を選択したが、前記初期周波数オフセット推定によりＡＦＣが正常動作する時からは前記制御部１１５が前記ＦＤＤ１０９の出力値を選択するようになる。即ち、前記ＡＦＣのループが続いて正常動作することによって受信された周波数が変わっても変更された周波数オフセットの推定が可能になる。
【００１８】
前記電圧制御発振器１２１では、恒温体による温度補償クリスタル発振器(oven controlled temperature compensated crystal oscillator; 以下、‘ＯＣＴＣＸＯ'と称する)または電圧制御温度補償クリスタル発振器(voltage controlled temperature compensated crystal oscillator; 以下、‘ＶＣＴＣＸＯ'と称する)などが基準周波数発生装置で使われている。
【００１９】
一方、非同期式移動通信システムでは、セル探索を完了する前に初期周波数オフセット推定方法として上述した同期式移動通信システムで使われる温度による周波数推定方法を使うことができる。上述のように、前記温度による周波数推定は、前記ＶＣＴＣＸＯが動作する周辺の温度を測定してもう作られている温度と周波数オフセットの間の関係を保存しておいたテーブルから前記測定された温度に該当する周波数オフセットを読み出すことにより初期周波数オフセットを推定する。
【００２０】
しかし、このような方法は、温度と周波数オフセットの間の関係を保存しておいたテーブルにより初期周波数オフセットを推定するから、前記温度と周波数オフセットの間の関係を保存する余分のメモリーが追加で必要で、各端末に使われるＶＣＴＣＸＯ別に固有のテーブルを設定する必要があり、前記ＶＣＴＣＸＯの使用時間が経過するによってテーブルを変更しなければならない短所がある。実際に、前記ＶＣＴＣＸＯの場合、同一な会社の同一なモデルでも各々の特性は相当な差を見せており、時間の経過によって特性が変化される問題点が発生している。 
【００２１】
また、前記のように、温度の影響を補償するためにテーブルに保存された値により初期周波数オフセットを推定しても、基地局が送信した周波数と端末機が基地局が送信した信号を受信するために発生した周波数の間の初期周波数オフセットは非常に大きい値で現われることがある。実際に、３ＧＰＰ(3rd Generation Partnership Project)非同期システムでドップラー周波数まで考慮すれば、初期キャリア周波数オフセットは７.５ｋＨｚ、システムクロック周波数オフセットは１００Ｈｚ程度になる。
【００２２】
このように、初期周波数オフセットが非常に大きい場合には、自動周波数制御装置、即ち、ＡＦＣが周波数オフセット補償に失敗する問題点があり、また、周波数オフセットを補償するまで相当な時間が要求される問題点がある。即ち、最初推定された周波数オフセットを持って３段階セル探索を実行した後、セル探索が失敗するようになれば、もう一度他の周波数オフセット値を温度と周波数オフセットの間の関係を保存しておいたテーブルから読み出して３段階セル探索を繰り返して正確な周波数オフセットを検出するようになることにより、周波数オフセットを補正するまでよほど多い時間が要求される。これは通話が不可能とか、通信品質が悪くなる原因になる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
本発明は、上述したような従来技術の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、非同期移動通信システムで１段階セル探索を利用して效率的で信頼性ある初期周波数オフセットを推定する装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
前記目的を達成するための本発明による方法は、所定の基地局が自分のセル領域に属した一つ以上の端末機とデータを送受信し、前記端末機がデータ送受信が可能な前記基地局を識別するために初期セル探索を実行する移動通信システムで、前記端末機が前記初期セル探索のための初期周波数を設定する方法において、自動周波数制御器の追跡可能なループ帯域内で複数のパルス持続変調(ＰＤＭ)仮定(hypothesis)を設定する過程と、前記各パルス持続変調仮定に対して第１同期チャンネルを通じた１段階セル探索を実行し、前記セル探索結果を保存する過程と、前記複数のパルス持続変調仮定に対する各々のセル探索結果から初期周波数オフセット推定値を決定する過程と、前記決定された初期周波数オフセット推定値により周波数オフセットを推定する過程とを含むことを特徴とする。
【００２５】
前記目的を達成するための本発明の装置は、所定の基地局が自分のセル領域に属した一つ以上の端末機とデータを送受信し、前記端末機がデータ送受信が可能な前記基地局を識別するために初期セル探索を実行する移動通信システムで、前記初期セル探索のための初期周波数を設定する装置において、自動周波数制御器の追跡可能なループ帯域内で予め決定された複数の周波数仮定を保存するメモリーと、前記あらかじめ設定された各パルス持続変調仮定に対して第１同期チャンネルを通じた１段階セル探索を実行し、前記セル探索結果を所定のメモリーに出力する１段階セル探索器と、前記複数のパルス持続変調仮定に対する各々のセル探索結果から初期周波数オフセット推定値を決定する初期周波数オフセット推定器とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明は、移動通信システムを支援する端末機の初期セル探索のための初期周波数オフセットを推定する時、ＴＣＸＯの個別特性が反映された迅速で正確な推定値を持つ長所がある。
また、前記本発明による初期周波数オフセット推定を実行することにおいて、１段階セル探索のために具備された装置を活用することができるので余分のハードウェアが不必要になる長所がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、添付の図面を参照して本発明による好ましい実施例について詳しく説明する。 本発明の説明において、関連公知機能あるいは構成に対する具体的な説明は本発明の要旨を明確にするために省略する。
実施例１
本発明は、非同期式移動通信システムでセル探索のために使われる第１同期チャンネル(Primary-Sync CHannel; 以下、‘Ｐ−ＳＣＨ'と称する)を利用してより效果的で信頼性ある初期周波数オフセット推定方法を提供する。したがって、現在のチャンネル状態を正確に反映することができるので従来の温度測定による初期周波数オフセット推定方式に比べて信頼性ある初期周波数オフセット推定を具現する。また、温度−周波数オフセットとの関係を保存する別のテーブルが不必要で、ＶＣＴＣＸＯの不安定性による特性変化とかかわらず信頼性ある初期周波数オフセット推定ができるようにする。
【００２８】
非同期式移動通信システムを支援する端末機は、セル獲得(即ち、基地局区別)のために１段階セル探索(step1 cell search)、２段階セル探索(step2 cell search)、３段階セル探索(step3 cell search)などの３段階セル探索を実行する。前記１段階セル探索はＰ−ＳＣＨを利用してスロット同期を獲得し、前記２段階セル探索は第２同期チャンネル(Secondary-Sync CHannel; 以下、‘Ｓ−ＳＣＨ'と称する)により基地局グループコードに関する情報とフレーム同期を獲得し、前記３段階セル探索は共通パイロットチャンネル(Common Pilot CHannel; 以下、‘ＣＰＩＣＨ'と称する)を利用して最終的に基地局コードを獲得するようになる。
【００２９】
本発明は、前記Ｐ−ＳＣＨを利用して１段階セル探索を実行する１段階セル探索器を利用して初期周波数オフセットを推定するので追加的なハードウェアが不必要で、もう作られたハードウェアを組み合わせて運用することができるという長所がある。
【００３０】
以下、図２を参照して本発明の実施例による１段階セル探索を利用して初期周波数オフセットを推定する周波数オフセット推定方法について説明する。
図２は、本発明の実施例による１段階セル探索を利用した初期周波数オフセット推定装置を示す図である。
図２を参照すると、前記本発明の実施例による周波数オフセット推定装置は、第１乗算機２０１、低域フィルター(ＬＰＦ)２０３、アナログ/デジタル変換器(ＡＤＣ)２０５、第２乗算機２０７、１段階セル探索器２０９、メモリー２１１、初期周波数オフセット推定器２１３、第３乗算機２１５、周波数偏差検出器(ＦＤＤ)２１７、制御部２１９、累算器２２１、パルス持続変調器(ＰＤＭ)２２３、電圧制御発振器２２５及び周波数倍数器２２７で構成される。
【００３１】
従来の温度測定による初期周波数オフセット推定装置は、温度と周波数オフセットとの関係を表すテーブルを利用して初期周波数オフセットを推定したが、本発明の実施例による初期周波数オフセット推定装置は、複数のＰＤＭ仮定(ＰＤＭ Hypo)を設定し、前記各ＰＤＭ仮定に対する１段階セル探索を通じて最大ピークエネルギー値が検出されるＰＤＭに対する周波数オフセットを初期周波数オフセットで推定するようになる。即ち、発振周波数を生成するために具備される温度補償クリスタル発振器(ＴＣＸＯ)の制御電圧を提供するＰＤＭの値を所定の間隔で分割し、各ＰＤＭ値に対して１段階セル探索を実行した結果から初期周波数オフセットを推定するようになる。
【００３２】
前記所定個数のＰＤＭ仮定値は、所定のメモリー２１１に保存され、各ＰＤＭ仮定に対して１段階セル探索が実行される。一方、前記各ＰＤＭ仮定に対する１段階セル探索結果は、前記メモリー２１１または別のメモリーに保存され、説明の便宜上、前記メモリー２１１に保存されることで説明する。前記初期周波数オフセット推定器２１３では、メモリー２１１に保存された前記全てのＰＤＭ仮定に対する１段階セル探索結果から最適のＰＤＭ値を決定することにより初期周波数オフセットを推定する。前記１段階セル探索結果から最適のＰＤＭ値を決定する方法は多様に具現可能で詳細的な方法は後述する。
【００３３】
まず、各ＰＤＭ仮定に対して１段階セル探索を実行する方法についてより具体的に説明する。
上述のように、所定個数のＰＤＭ仮定は、前記所定のメモリー２１１に保存され、前記各々のＰＤＭ仮定に対する１段階セル探索が順次に実行される。前記制御部２１９が前記メモリー２１１に保存された一つのＰＤＭ仮定に対するデータ値を読み出すと、前記読み出されたＰＤＭ仮定に対するデータ値は前記累算器２２１に入力される。
【００３４】
前記制御部２１９が前記ＦＤＤ２１７の入力を累算器２２１に入力する時には、現在入力された値を以前に保存された値に加算して前記ＰＤＭ２２３に出力し、前記制御部２１９が前記メモリー２１１から読み出されたＰＤＭ仮定を累算器２２１に入力する時は、読み出されたＰＤＭ仮定を前記ＰＤＭ２２３へバイパス(bypass)する。前記ＰＤＭ２２３は、前記読み出されたＰＤＭ仮定に対するデータ値によるパルスを生成して前記電圧制御発振器２２５に出力する。
【００３５】
前記電圧制御発振器２２５は、入力電圧値によって所定の発振周波数を生成する装置として、前記ＰＤＭ２２３から出力されたパルス値によって所定の発振周波数を生成して出力する。前記電圧制御発振器２２５から出力された発振周波数は、周波数倍数器２２７で周波数倍数されてキャリア周波数(即ち、ＲＦ周波数)を出力する。前記周波数倍数器２２７の出力は、前記第１乗算機２０１で受信信号と掛けられるようになる。
【００３６】
前記アンテナを通じて受信された受信信号Frは、前記第１乗算機２０１を通じて前記ＰＤＭ仮定により生成された信号と掛けられ、前記第１乗算機２０１の出力信号は、ＬＰＦ２０３及びＡＤＣ２０５を経って第２乗算機２０７でＰ−ＳＣＨ信号と掛けられる。
【００３７】
前記第２乗算機２０７の出力信号は、１段階セル探索器２０９に入力され、前記１段階セル探索器２０９で１段階セル探索手続きが実行される。前記１段階セル探索器２０９の動作手続きは、３ＧＰＰ標準スペックに明示されており、一般的にＰＥＧＣ(Pruned Efficient Golay Correlator)の形態で構成されている。
【００３８】
前記１段階セル探索器２０９により前記一つのＰＤＭ仮定に対する１段階セル探索が完了されると、前記セル探索結果でピークエネルギー値が前記メモリー２１１に保存される。
【００３９】
前記のような方法により全てのＰＤＭ仮定に対する１段階セル探索が完了されると、各ＰＤＭ仮定に対するピークエネルギー値が前記メモリー２１１に保存され、前記初期周波数オフセット推定器２１３は、前記メモリー２１１に保存された各ＰＤＭ仮定に対するピークエネルギー値を比べて最大ピークエネルギー値を持つＰＤＭ仮定または一定個数の上位ピークエネルギー値を持つＰＤＭ仮定に対する平均値を初期周波数オフセット推定値で決定する。
【００４０】
前記ＰＤＭ仮定に対する１段階セル探索結果から初期周波数オフセット推定値を決定する方法は、その具現方法によってさまざまな変形が可能で具体的な方法は後述する。
【００４１】
前記制御部２１９は、前記初期周波数オフセット推定器２１３で決定された初期周波数オフセット推定値の入力を受けて前記累算器２２１に出力する。
前記累算器２２１は、前記メモリー２１１から読み出された最大ピークエネルギー値を持つＰＤＭ仮定を前記ＰＤＭ２２３にバイパスする。
前記ＰＤＭ２２３は、前記本発明の実施例によって決定された初期周波数オフセットによるパルスを生成して前記電圧制御発振器２２５に出力する。
【００４２】
前記電圧制御発振器２２５は、入力電圧値によって所定の発振周波数を生成する装置として、前記ＰＤＭ２２３から出力されたパルス値によって所定の発振周波数を生成して出力する。前記電圧制御発振器２２５から出力された発振周波数は、周波数倍数器２２７で周波数倍数されてキャリア周波数(即ち、ＲＦ周波数)を出力する。前記周波数倍数器２２７の出力は、前記第１乗算機２０１で受信信号と掛けられるようになる。
【００４３】
前記のように本発明の実施例によって生成された初期周波数オフセットにより初期周波数オフセットが推定されると、次の周波数オフセット推定は上述したＡＦＣの動作により自動周波数制御が実行される。即ち、前記第１乗算機２０１で受信された信号と推定された信号間の演算による出力値から正確な周波数オフセットを推定するために、前記第１乗算機２０１の出力信号はＬＰＦ２０３、ＡＤＣ２０５、第３乗算機２１５、ＦＤＤ２１７を通すようになる。
【００４４】
一方、前記初期周波数オフセット推定では、上述のようにＡＦＣが正常動作しないので前記制御部２１９が前記初期周波数オフセット推定器２１３から読み出した値を選択したが、前記初期周波数オフセット推定によりＡＦＣが正常動作する時からは前記制御部２１９が前記ＦＤＤ２１７の出力値を選択するようになる。即ち、前記ＡＦＣのループが続いて正常動作することによって受信された周波数が変わっても変更された周波数オフセットの推定が可能になる。
【００４５】
以下、図３を参照して前記本発明の具現のために使われる１段階セル探索器２０９の構成についてより具体的に説明する。
一方、後述する前記１段階セル探索器の構成は、本発明の理解を助けるために具体化して説明したことで、本発明を限定することではない。したがって、図３に図示された各機能ブロックが效率的な１段階セル探索のために変形可能なことは自明である。本発明の特徴は、前記１段階セル探索器の出力値を利用して初期周波数オフセット推定値を決定することにある。
【００４６】
図３は、本発明の実施例による非同期移動通信システムで使われる１段階セル探索器の構成を示す図である。
まず、前記１段階セル探索器２０９は、端末機に受信される信号と前記端末機で生成したＰ−ＳＣＨ信号との相関値を一スロット内の一定間隔、例えば、１/２Ｃｈｉｐ間隔の全ての仮定地点で検出する。前記検出した相関値の中でピーク(peak)ながら予め設定した臨界値以上の相関値を持つ複数個のスロットタイミングを検出する。
【００４７】
前記１段階セル探索器２０９にＩ−チャンネル成分とＱ−チャンネル成分で構成されたＰ−ＳＣＨ信号が入力されると、前記入力されたＰ−ＳＣＨ信号はデシメーター(decimator)３１１に入力される。ここで、前記Ｐ−ＳＣＨ信号はチップ当たり２Ｓ(S=0,1,2,....)個ずつ前記デシメーター３１１に入力される。前記デシメーター３１１は前記チップ当たり２Ｓ(S=0,1,2,....)個ずつ入力される前記第１同期チャンネル信号を２Ｍ(M<S)個を選択して並列に出力する。前記デシメーター３１１から並列出力したＰ−ＳＣＨ信号は各々相関器３１３、３１５、３１７、３１９に入力される。ここで、前記相関器の個数は前記デシメーター３１１から出力する２Ｍ(M<S)個にＩ−チャンネル成分及びＱ−チャンネル成分個数ほど必要となる。
【００４８】
前記相関器の中で相関器３１３、３１５は、前記Ｐ−ＳＣＨ信号のオンタイム(On Time)Ｉ−チャンネル、オンタイムＱ−チャンネル信号成分に対して前記１段階セル探索器２０９で生成するＰ−ＳＣＨコードとの相関値を検出し、相関器３１７、３１９は前記Ｐ−ＳＣＨ信号のレートタイム(Late Time)Ｉ−チャンネル、レートタイムＱ−チャンネル信号成分に対して前記Ｐ−ＳＣＨコードとの相関値を検出する。
【００４９】
ここで、相関器３１３、３１５、３１７、３１９は、ＰＥＧＣ(Pruned Efficient Golay Correlator)として入力されるＩ−チャンネル信号またはＱ−チャンネル信号と前記Ｐ−ＳＣＨコードとの相関値(correlationvalue)を求めて毎チップ(chip)ごとに出力する。前記ＰＥＧＣは整合フィルター(matched filter)形態として、フィルター深み(filter depth)は２５６チップであり、これはＰ−ＳＣＨのシンボルサイズが２５６チップであるからである。前記ＰＥＧＣは１スロットの受信データに２５６チップほどのデータをさらに受ければ、最大値を持つタイミングとそのエネルギーを知らせるようになる。
【００５０】
前記Ｐ−ＳＣＨ信号のオンタイムＩ−チャンネル、オンタイムＱ−チャンネル信号成分に該当する相関値を検出する相関器３１３、３１５から出力する相関値は、前記Ｐ−ＳＣＨのオンタイムＩ−チャンネル、オンタイムＱ−チャンネル信号成分に対する相関エネルギーを検出するエネルギー計算機(Energy Calculator)３２１に出力される。
【００５１】
そして、前記Ｐ−ＳＣＨ信号のレートタイムＩ−チャンネル、レートタイムＱ−チャンネル信号成分に該当する相関値を検出する相関器３１７、３１９から出力する相関値は、前記Ｐ−ＳＣＨのレートタイムＩ−チャンネル、レートタイムＱ−チャンネル信号成分に対する相関エネルギーを検出するエネルギー計算機３２３に出力される。
【００５２】
前記エネルギー計算機３２１は、前記相関器３１３、３１５から出力される前記Ｐ−ＳＣＨ 信号のオンタイムＩ−チャンネル、オンタイムＱ−チャンネル信号成分に対する相関値を入力して二乗した後に加算してその相関エネルギーを計算して並列/直列変換器(P/S Convertor)３２５に出力する。
【００５３】
そして、前記エネルギー計算機３２３は、前記相関器３１７、３１９から出力される前記Ｐ−ＳＣＨ信号のレートタイムＩ−チャンネル、レートタイムＱ−チャンネル信号成分に対する相関値を入力して二乗した後に加算してその相関エネルギーを計算して前記並列/直列変換器３２５に出力する。
【００５４】
前記並列/直列変換器３２５は、前記エネルギー計算機３２１、３２３から出力した前記Ｐ−ＳＣＨ信号のオンタイムＩ−チャンネル成分とＱ−チャンネル成分及びレートタイムＩ−チャンネル成分とＱ−チャンネル成分に対する相関エネルギーを入力して順に直列変換して出力する。ここで、前記直列/並列変換器３２５に入力される前記相関エネルギーはＴｃ/２Ｍ間隔で入力され、前記入力される相関エネルギー、即ち、２Ｍ個の相関エネルギーを順に出力するようになる。
【００５５】
前記並列/直列変換器３２５から出力される２Ｍ個の相関エネルギーは累算器３２７に入力される。前記累算器３２７は、前記並列/直列変換器３２５から出力される相関エネルギーを該当仮定地点に対する累積相関エネルギーに予め決まった回数ほど累算する。前記累算器３２７が前記累算動作を完了すれば、その累算完了された相関エネルギーをピーク検出器(peaks detector)３２９に出力する。
【００５６】
それでは、前記ピーク検出器３２９は、前記累算器３２７から出力した２５６０×２Ｍ個の仮定地点に対する累積相関エネルギーの中でピークながら最大のエネルギーを持つＫ１個の累積相関エネルギーを検出する。そして、制御器(図示せず)は前記ピーク検出器３２９で検出したＫ１個の累積相関エネルギーを予め設定した臨界値と比べて前記臨界値以上である累積相関エネルギーが一つでも存在すれば１段階セル探索が完了されたと判断する。
【００５７】
したがって、上述のように既設定された複数のＰＤＭ仮定各々に対して前記１段階セル探索を実行して各ＰＤＭ仮定に対するピーク値を保存するようになる。また、前記保存されたピーク値から初期周波数オフセットを推定するようになる。
【００５８】
以下、図４を参照して前記ＰＤＭ仮定を設定する方法について具体的に説明する。
一方、前記ＰＤＭ仮定を設定する方法もいろいろ変形された方法で具現することができ、全体ＰＤＭ区間を所定間隔で分けて前記ＰＤＭ仮定を設定するのが望ましい。
図４は、本発明の実施例によるＰＤＭ仮定を設定する方法を示す図である。
例えば、前記ＰＤＭがＮビット(bit)で構成されており、その値が２の補数(2's complement)を持つと仮定する。このような場合、前記ＰＤＭは−２Ｎ−１〜2Ｎ−１−１の値を持つようになる。即ち、前記ＰＤＭが９ビットならＰＤＭは−２５６〜２５５の値を持つようになる。
【００５９】
前記ＰＤＭ仮定を設定するために、まず、ＰＤＭ間隔(space)を求める。前記ＰＤＭ間隔は、実験または模擬試験(simulation)を通じてセルスクラムブルリングコードを獲得した以後、セル探索が完了した後の周波数オフセット推定に使われるＡＦＣのループ帯域、即ち、ＡＦＣハードウェア自体的に追跡することができるＰＤＭ範囲より小さいか同一になるように設定する。これは、前記初期周波数オフセット推定値がＡＦＣハードウェアで使われるはずだからハードウェア追跡範囲より小さく間隔を設定することが望ましい。この時、前記設定されたＰＤＭ間隔をＳだと仮定する。
【００６０】
その後、前記ＰＤＭ仮定(ＰＨ)を求めるようになる。前記ＰＤＭ仮定とは、初期周波数オフセット推定試験のために前記図２の制御部２１９がメモリー２１１から読み出するようになる値を意味する。
【００６１】
一方, 使用するＰＤＭ仮定は前記ＰＤＭ領域内で予め設定したＳ値により計算される。したがって、前記ＰＤＭ仮定の総個数Ｌは[２Ｎ/Ｓ]個になる。ここで、前記[.]はガウス記号として小数点以下を捨てることを意味する。例えば、９ビットＰＤＭを使って間隔Ｓ＝２０と仮定すれば、Ｌ＝[５１２/２０]＝２５になる。即ち、２５個のＰＤＭ仮定が存在するようになる。
【００６２】
次に、前で求めたＬ個のＰＤＭ仮定各々に対して前記図２及び図３で上述した１段階セル探索を実行する。前記１段階セル探索の結果として前記各ＰＤＭ仮定に対して最大エネルギーと該当ＰＤＭ仮定がメモリー２１１に保存される。この時、前記全ての仮定に対するエネルギーを保存することもでき、メモリーの效率的な利用のために前記エネルギーの大きさが上位Ｍ個に含まれることのみを保存するように具現することもできる。このようにすれば、いつも上位Ｍ個のＰＤＭ仮定とそのエネルギーをメモリーに保存するように維持される。
【００６３】
前記Ｌ個の全てのＰＤＭ仮定に対して１段階セル探索を実行した後、前記１段階探索結果エネルギーを基準でＭ個のＰＤＭ仮定が決定される。このように決まった前記Ｍ個のＰＤＭ仮定に対して平均を取った値を初期周波数オフセット推定値で使うことができる。前記のようにＰＤＭ仮定を平均する理由は、発生できる誤差を減らすためである。もちろん、前記ＰＤＭ仮定の中で一番最大エネルギーを持つ仮定を初期周波数オフセット推定値で使う方法で具現することができることは自明である。
【００６４】
一方、前記でＬ個のＰＤＭ仮定に対して１段階セル探索を実行する時、前記ＰＤＭ仮定を決定する順序はさまざまな方法で具現することができる。例えば、一番小さなＰＤＭ仮定から最大のＰＤＭ仮定の順序に前記１段階セル探索を実行するか、反対に最大のＰＤＭ仮定から一番小さなＰＤＭ仮定の順序に実行することができる。また、前記ＰＤＭ仮定の中で複数の仮定を無作為に抽出して実行するように具現することも可能である。
【００６５】
しかし、常温で正常なＴＣＸＯを駆動する周波数オフセットは、通常０である確率が一番大きいので最初のＰＤＭ仮定を０で設定し、その次の仮定を前記０から遠くなるように設定するように具現することがより效率的である。
【００６６】
即ち、最初のＰＤＭ仮定であるＰＨ(０)＝０で設定し、２番目の仮定は前記ＰＨ(０)から陽(＋)の方向にＳほど増加した所で設定してＰＨ(１)＝Ｓになるようにし、３番目の仮定はＰＨ(０)から陰(−)の方向にＳほど移動した所で設定してＰＨ(２)＝−Ｓになるようにし、ＰＨ(３)＝２Ｓ、ＰＨ(４)＝−２Ｓ、・・・などで設定することが望ましい。
【００６７】
一方、前記各ＰＤＭ仮定に対して１段階セル探索を実行する時、ハードウェアによる非同期累積(ＨＮ回)とソフトウェアによる非同期累積(ＳＮ)を実行することにより一層信頼性ある結果を得ることができる。
【００６８】
以下、本発明の実施例によって前記初期周波数オフセット推定のために必要となる時間を算出すれば次のようである。
前記ＰＥＧＣを一回動作させる時にかかる時間は(２５６０＋２５６)チップ、即ち、２８２６チップである。前記ハードウェアでＨＮ回非同期累積を実行すればＨＮ＊２８２６チップが所要され、ソフトウェアでＳＮ回非同期累積を実行すればＳＮ＊ＨＮ＊２８２６チップが所要される。総Ｌ個のＰＤＭ仮定に対して同一な手続きを実行するので総所要時間はＬ＊ＳＮ＊ＨＮ＊２８２６チップになり、ここで、ソフトウェア処理時間(processing time)ほど加算されるようになる。例えば、９ビットＰＤＭを使って空間Ｓ＝２０である時、上述した式によりＬ＝２５になり、ＳＮ＝２、ＨＮ＝１０とする時、必要となる時間は１４１３０００チップになる。前記チップ区間を時間に換算すればおおよそ３７０ｍｓになる。また、ここで前記ソフトウェア処理時間を勘案すればおおよそ４００ｍｓになる。実際の具現ではおおよそ４００〜４２０ｍｓが必要となった。
【００６９】
以下、図５を参照して本発明による初期周波数オフセット推定方法について説明する。
図５は、本発明の実施例による１段階セル探索を利用した初期周波数オフセット推定方法を示す流れ図である。
【００７０】
まず、前記図４で上述した方法のように所定個数(例えば、Ｌ個)のＰＤＭ仮定を生成する(Ｓ５０１)。この時、前記生成されたＰＤＭ仮定は前記図２のメモリー２１１に保存できる。
【００７１】
その後、各ＰＤＭ仮定に対して前記図２及び図３で上述した方法により１段階セル探索を実行する(Ｓ５０３)。前記各ＰＤＭ仮定に対する１段階セル探索結果はさらにメモリーに保存され(Ｓ５０５)、上述のように、メモリー使用の效率のために最大エネルギーを持つ所定個数ほどのＰＤＭ仮定のみを保存するように具現することもできる。
【００７２】
前記全てのＰＤＭ仮定に対して１段階セル探索が終了されると、前記保存された１段階セル探索結果値、即ち、ピークエネルギーから初期周波数オフセット推定値を決定する(Ｓ５０７)。この時、前記初期周波数オフセット推定値は最大ピークエネルギーを持つＰＤＭ仮定で決定することもでき、上位ピークエネルギーを持つ所定個数のＰＤＭ仮定を平均して決定するように具現することもできる。
【００７３】
前記決定された初期周波数オフセット推定値により周波数オフセットを推定するようになると(Ｓ５０９)、これは上述した図２の制御部２１９で初期周波数オフセット推定器２１３の結果値を選択することにより実行される。
【００７４】
一方、前記初期周波数オフセット推定値により周波数オフセットが推定された後には、ＡＦＣによる周波数オフセット推定が可能になって以後の周波数オフセット推定は前記ＡＦＣにより周波数オフセット推定が実行される(Ｓ５１１)。この時、図２に示したように、前記ＡＦＣによる周波数オフセット推定は、ＦＤＤ２１７の出力値を選択して累算器２２１に出力することにより具現される。
【００７５】
一方、本発明の実施例による初期周波数オフセット推定方法により周波数オフセット推定が正常に実行されない場合には、前記ＡＦＣによる周波数オフセット推定を実行することが難しいので、前記本発明の実施例による初期周波数オフセット推定方法を繰り返して実行するように具現することも可能である。
【００７６】
本発明は、本発明の技数的思想から逸脱することなく、他の種々の形態で実施することができる。前述の実施例は、あくまでも、本発明の技数内容を明らかにするものであって、そのような具体例のみに限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と特許請求の範囲内で、いろいろと変更して実施することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】従来技術による非同期移動通信システムでの周波数オフセット推定装置を示す図である。
【図２】本発明の実施例による１段階セル探索を利用した初期周波数オフセット推定装置を示す図である。
【図３】本発明の実施例による非同期移動通信システムで使われる１段階セル探索器の構成を示す図である。
【図４】本発明の実施例によるＰＤＭ仮定を設定する方法を示す図である。
【図５】本発明の実施例による１段階セル探索を利用した初期周波数オフセット推定方法を示す流れ図である。
【符号の説明】
【００７８】
２０１      第１乗算機
２０３      低域フィルター
２０５      アナログ/デジタル変換器(ＡＤＣ)
２０７      第２乗算機
２０９      １段階セル探索器
２１１      メモリー
２１３      初期周波数オフセット推定器
２１５      第３乗算機
２１７      周波数偏差検出器(ＦＤＤ)
２１９      制御部
２２１      累算器
２２３      パルス持続変調器(ＰＤＭ)
２２５      電圧制御発振器
２２７      周波数倍数器
３１１      デシメーター
３１３,３１５,３１７,３１９      相関器
３２１,３２３      エネルギー計算機
３２５      並列/直列変換器
３２７      累算器
３２９      ピーク検出器
【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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