JP3305374B2 - 移動無線電話のための同期化方法 - Google Patents
移動無線電話のための同期化方法Info
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- Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
- Telephone Function (AREA)
- Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
- Nitrogen Condensed Heterocyclic Rings (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＧＳＭ−方式によって
動作し複数の固定局及び複数の移動無線電話を含めたセ
ルラー方式のデジタル移動無線電話網における移動無線
電話のための同期化方法に関する。
動作し複数の固定局及び複数の移動無線電話を含めたセ
ルラー方式のデジタル移動無線電話網における移動無線
電話のための同期化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】公知のデジタル移動無線電話網（ＧＳＭ
Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ）では、デジタル情報
を伝送する際の高い要求を満たすために移動無線電話の
同期化に対して比較的大きな出費が必要である。
Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ）では、デジタル情報
を伝送する際の高い要求を満たすために移動無線電話の
同期化に対して比較的大きな出費が必要である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、求め
られる要求の全てができるだけ僅かな技術的な出費で満
たされるような同期化方法を提供することである。
られる要求の全てができるだけ僅かな技術的な出費で満
たされるような同期化方法を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば上記課題
は、前記移動無線電話にて以下のステップ、初期同期化
ステップと、通常モード同期化ステップと、通常モード
中の同期化維持ステップが行われ、通常モード中の隣接
セルに対する移動無線電話の同期化の中で、前記初期同
期化は、周波数−粗同期化ステップと、フレーム−粗同
期化ステップと、周波数−微同期化ステップと、フレー
ム−微同期化ステップとに分けられるように行われ、こ
の場合前記周波数−粗同期化ステップでは、不十分な精
度の搬送波周波数のもとで周波数同期化がバーストに依
存せずに行われ、さらに求められた搬送波周波数が許容
範囲内にあるのかどうかが求められ、前記フレーム−粗
同期化ステップでは、周波数補正バーストの開始位置の
識別によってフレーム開始位置の近似的な検出が行わ
れ、前記数端数−微同期化ステップでは、周波数補正バ
ーストに対する位相−差分値形成が行われ、前記フレー
ム−微同期化ステップでは、正確なビットでのフレーム
同期化が行われており、前記通常モード−同期化ステッ
プは、周波数−微同期化によるフレーム同期化ステップ
とデータ信号前処理ステップに分けられて行われ、前記
前処理ステップでは、目下の周波数測定から求められた
周波数補正値を用いた周波数の補正が行われており、さ
らに前記同期化維持ステップは、フレーム−粗同期化ス
テップと、周波数−微同期化によるフレーム−微同期化
ステップからなるようにして解決される。
は、前記移動無線電話にて以下のステップ、初期同期化
ステップと、通常モード同期化ステップと、通常モード
中の同期化維持ステップが行われ、通常モード中の隣接
セルに対する移動無線電話の同期化の中で、前記初期同
期化は、周波数−粗同期化ステップと、フレーム−粗同
期化ステップと、周波数−微同期化ステップと、フレー
ム−微同期化ステップとに分けられるように行われ、こ
の場合前記周波数−粗同期化ステップでは、不十分な精
度の搬送波周波数のもとで周波数同期化がバーストに依
存せずに行われ、さらに求められた搬送波周波数が許容
範囲内にあるのかどうかが求められ、前記フレーム−粗
同期化ステップでは、周波数補正バーストの開始位置の
識別によってフレーム開始位置の近似的な検出が行わ
れ、前記数端数−微同期化ステップでは、周波数補正バ
ーストに対する位相−差分値形成が行われ、前記フレー
ム−微同期化ステップでは、正確なビットでのフレーム
同期化が行われており、前記通常モード−同期化ステッ
プは、周波数−微同期化によるフレーム同期化ステップ
とデータ信号前処理ステップに分けられて行われ、前記
前処理ステップでは、目下の周波数測定から求められた
周波数補正値を用いた周波数の補正が行われており、さ
らに前記同期化維持ステップは、フレーム−粗同期化ス
テップと、周波数−微同期化によるフレーム−微同期化
ステップからなるようにして解決される。
【０００５】これにより高精度で比較的僅かな出費で済
む同期化が実現され得るという利点が得られる。本発明
の有利な構成及び変形実施例は従属項に記載される。当
該方法は、同期化が連続する位相角の評価に基づく場合
に特に有利である。この連続する位相角はそれぞれ個々
のＩ−値（同相成分）とＱ−値（直交成分）の対から算
出される。それにより同期状態が非常に迅速に達成され
る。
む同期化が実現され得るという利点が得られる。本発明
の有利な構成及び変形実施例は従属項に記載される。当
該方法は、同期化が連続する位相角の評価に基づく場合
に特に有利である。この連続する位相角はそれぞれ個々
のＩ−値（同相成分）とＱ−値（直交成分）の対から算
出される。それにより同期状態が非常に迅速に達成され
る。
【０００６】
【実施例】次に本発明の実施例を図面に基づき詳細に説
明する。
明する。
【０００７】デジタル移動無線電話網ＧＳＭ（Ｇｒｏｕ
ｐｅ Ｓｐｅｃｉａｌ Ｍｏｂｉｌｅ，）では、無線伝
送路上への伝送が完全なデジタルで行われている。この
デジタル移動無線電話網は、ドイツ国内で使用されてい
るＤ−ネットワークの基礎となるものである。
ｐｅ Ｓｐｅｃｉａｌ Ｍｏｂｉｌｅ，）では、無線伝
送路上への伝送が完全なデジタルで行われている。この
デジタル移動無線電話網は、ドイツ国内で使用されてい
るＤ−ネットワークの基礎となるものである。
【０００８】Ｄ−ネットワーク専用の受信周波数領域は
９３５〜９６０ＭＨｚまで広がっており、さらにこの領
域はそれぞれ２００ＫＨｚの帯域幅を有する１２４の受
信チャネルに分けられている。この場合周波数帯域毎に
８つの加入者チャネルが時分割多重−パターンで配置さ
れ、個々のタイムスロットがフレーム構成に従って配置
されている。
９３５〜９６０ＭＨｚまで広がっており、さらにこの領
域はそれぞれ２００ＫＨｚの帯域幅を有する１２４の受
信チャネルに分けられている。この場合周波数帯域毎に
８つの加入者チャネルが時分割多重−パターンで配置さ
れ、個々のタイムスロットがフレーム構成に従って配置
されている。
【０００９】移動無線電話に必要な同期化に対しては以
下の３つの異なる同期化ステップに分けられる。
下の３つの異なる同期化ステップに分けられる。
【００１０】すなわち、初期同期化ステップ（１）と、
通常動作の同期化ステップ（２）と、通常動作中の同期
化維持（Aufsynchronisation）ステップ（３）である。
通常動作の同期化ステップ（２）と、通常動作中の同期
化維持（Aufsynchronisation）ステップ（３）である。
【００１１】同期化方式は連続する位相角の評価に基づ
いている。この連続する位相角はそれぞれＩ−（同相）
成分とＱ−（直交）成分から算出されるものである。Ｄ
−ネットワークに用いられている変調方式はＧＭＳＫ−
（Gaussian Minimum Shift Keying）方式である。この
方式ではガウス分布状のパルス応答特性を有する直線性
フィルタにより連続した移行が変調周波数の間で生じ、
それによって伝送帯域幅の節約が生ぜしめられる。
いている。この連続する位相角はそれぞれＩ−（同相）
成分とＱ−（直交）成分から算出されるものである。Ｄ
−ネットワークに用いられている変調方式はＧＭＳＫ−
（Gaussian Minimum Shift Keying）方式である。この
方式ではガウス分布状のパルス応答特性を有する直線性
フィルタにより連続した移行が変調周波数の間で生じ、
それによって伝送帯域幅の節約が生ぜしめられる。
【００１２】図１に示されているように、ＴＤＭＡ（Ti
me Division Multiplex Access）−フレーム１０は、タ
イムスロット１１を８つ有している。（ＧＳＭ−Recome
ndation ＧＳＭ５．０２参照）同期過程を詳しく述べ
る前に、図２のブロック回路図に基づいて移動無線電話
の受信部回路分岐の基本的な構成を説明する。
me Division Multiplex Access）−フレーム１０は、タ
イムスロット１１を８つ有している。（ＧＳＭ−Recome
ndation ＧＳＭ５．０２参照）同期過程を詳しく述べ
る前に、図２のブロック回路図に基づいて移動無線電話
の受信部回路分岐の基本的な構成を説明する。
【００１３】ブロック回路図中の符号２０は無線アンテ
ナである。この無線アンテナ２０は高周波受信部２１の
入力側に接続されている。この高周波受信部２１にはベ
ースバンド変換器２２が接続されている。このベースバ
ンド変換器２２はＩないしＱ−信号電圧のための２つの
出力側２３，２４を有している。この２つの出力側２
３，２４はアナログ／デジタル変換器２５の相応する入
力側にそれぞれ接続されている。このアナログ／デジタ
ル変換器２５はシリアル出力側２６を有している。この
出力側２６は等化器ユニット２７の入力側に接続されて
いる。この等化器ユニット２７は、同期プロセッサ２８
と等化復調プロセッサ２９とから成っている。等化器ユ
ニット２７にはデジタル信号処理ユニット３０が接続し
ている。中央制御ユニット３１は段２１，２２，２５，
２７，及び３０と相互間での接続を行う。
ナである。この無線アンテナ２０は高周波受信部２１の
入力側に接続されている。この高周波受信部２１にはベ
ースバンド変換器２２が接続されている。このベースバ
ンド変換器２２はＩないしＱ−信号電圧のための２つの
出力側２３，２４を有している。この２つの出力側２
３，２４はアナログ／デジタル変換器２５の相応する入
力側にそれぞれ接続されている。このアナログ／デジタ
ル変換器２５はシリアル出力側２６を有している。この
出力側２６は等化器ユニット２７の入力側に接続されて
いる。この等化器ユニット２７は、同期プロセッサ２８
と等化復調プロセッサ２９とから成っている。等化器ユ
ニット２７にはデジタル信号処理ユニット３０が接続し
ている。中央制御ユニット３１は段２１，２２，２５，
２７，及び３０と相互間での接続を行う。
【００１４】図２に示された移動無線電話の作用は次の
通りである。すなわち高周波受信部２１で行われる受信
信号の多段の高周波変換と、ベースバンド変換器２２に
よるベースバンドへの変換の後で、Ｉ及びＱ−成分が２
７０．８３３ｋＨｚでサンプリングされ、さらにアナロ
グ／デジタル変換器２５において８ビットで量子化され
る。引き続く全ての同期化ルーチンはＩ及びＱ−成分か
ら算出される位相角の処理に基づく。
通りである。すなわち高周波受信部２１で行われる受信
信号の多段の高周波変換と、ベースバンド変換器２２に
よるベースバンドへの変換の後で、Ｉ及びＱ−成分が２
７０．８３３ｋＨｚでサンプリングされ、さらにアナロ
グ／デジタル変換器２５において８ビットで量子化され
る。引き続く全ての同期化ルーチンはＩ及びＱ−成分か
ら算出される位相角の処理に基づく。
【００１５】どの同期化過程をそれぞれ実行させるべき
かは、中央制御ユニット３１から同期プロセッサ２８に
設定される。制御ユニットは同期プロセッサから当該結
果を呼び出し、その結果を判断し、さらに例えば周波数
処理部のような相応のコンポーネントへの調整量を伝送
する。
かは、中央制御ユニット３１から同期プロセッサ２８に
設定される。制御ユニットは同期プロセッサから当該結
果を呼び出し、その結果を判断し、さらに例えば周波数
処理部のような相応のコンポーネントへの調整量を伝送
する。
【００１６】移動無線電話と固定局との間の基本的な接
続形成に使われる初期同期化（１）には以下に述べる４
つのステップ、すなわち周波数粗同期化ステップ（１.
１）フレーム粗同期化ステップ（１.２）周波数微同期
化ステップ（１.３）フレーム微同期化ステップ（１.
４）が含まれている。
続形成に使われる初期同期化（１）には以下に述べる４
つのステップ、すなわち周波数粗同期化ステップ（１.
１）フレーム粗同期化ステップ（１.２）周波数微同期
化ステップ（１.３）フレーム微同期化ステップ（１.
４）が含まれている。
【００１７】周波数粗調整及び周波数粗同期化ステップ
（１.１） 周波数粗同期化ないし周波数粗調整は、少なくとも搬送
波周波数の精度が十分でない場合に行われる。その際、
周波数粗同期化ないし周波数粗調整はバーストに依存し
ていないので、高周波受信部２１を介した搬送波周波数
の検出後の最初の周波数評価に利用することができる。
この結果からは次のような情報、すなわち検出された搬
送波の周波数が許容範囲ＴＢ内にあるのか、あるいは許
容範囲ＴＢ外にあるのかがわかる（図３参照）。最大許
容範囲は絶対位相特性経過によって設定される。この絶
対位相特性経過は一方で論理値０の永続的なビット列Ｉ
からなり、他方で固定の測定時間に関連する論理値０と
１の交番するビット列ＩＩから生成されるものである。
許容範囲は可変であり、これによって任意のデータ流に
対する範囲が制限される場合の周波数評価の精度が高ま
る（図３参照）。搬送波周波数の精度が十分な場合は、
バーストに依存しない周波数粗調整は省くことができ
る。この場合初期同期化ステップに対しては以下に詳し
く述べる同期化のステップ（１.２）、ステップ（１.
３）あるいはステップ（１.４）で十分である。
（１.１） 周波数粗同期化ないし周波数粗調整は、少なくとも搬送
波周波数の精度が十分でない場合に行われる。その際、
周波数粗同期化ないし周波数粗調整はバーストに依存し
ていないので、高周波受信部２１を介した搬送波周波数
の検出後の最初の周波数評価に利用することができる。
この結果からは次のような情報、すなわち検出された搬
送波の周波数が許容範囲ＴＢ内にあるのか、あるいは許
容範囲ＴＢ外にあるのかがわかる（図３参照）。最大許
容範囲は絶対位相特性経過によって設定される。この絶
対位相特性経過は一方で論理値０の永続的なビット列Ｉ
からなり、他方で固定の測定時間に関連する論理値０と
１の交番するビット列ＩＩから生成されるものである。
許容範囲は可変であり、これによって任意のデータ流に
対する範囲が制限される場合の周波数評価の精度が高ま
る（図３参照）。搬送波周波数の精度が十分な場合は、
バーストに依存しない周波数粗調整は省くことができ
る。この場合初期同期化ステップに対しては以下に詳し
く述べる同期化のステップ（１.２）、ステップ（１.
３）あるいはステップ（１.４）で十分である。
【００１８】フレーム粗調整及びフレーム粗同期化ステ
ップ（１.２） 次の同期化過程、すなわちフレーム粗調整ステップ
（１.２）においては、フレーム開始部を近似的に検出
することが必要である。これに対しては図１に示されて
いるような周波数補正バースト１２が用いられる。この
周波数補正バースト１２は１４２のいわゆる“固定ビッ
ト”が含まれており、ＧＳＭ標準において定義されてい
る。この場合例えば全ての１４２の固定ビットはゼロに
セットされる。その際隣接する２つのゼロの間には、そ
れぞれ９０゜の位相跳躍が現れる。このことは、（補間
を介して）全周波数補正バーストに亘り、直線に沿った
０〜１４２×９０゜の連続的な位相上昇につながる。そ
のようなゼロばかりの連続した位相上昇からなる周波数
補正バーストは、音声信号やデータ信号に対しては通常
ではなく、それ故にフレーム同期化に対して利用可能で
ある。このような予め定められる周波数補正バーストの
位相経過は、探索の際には容易に検出可能である。この
ようにしてフレーム粗同期化は実現できる。このフレー
ム同期化の精度は、ほぼ±４０クロックの範囲にある。
周波数補正バースト１２（１４２の固定ビット）の特徴
は、位相特性経過に対しＮ・２πの位相跳躍（位相回
転）の考慮と補正のもとで、定格周波数でのサンプリン
グ値対（Ｉ，Ｑ）毎にそれぞれ９０度の連続した位相上
昇を意味する。位相回転を考慮しなければ、０〜２πの
範囲で算出される位相角は、π／２の位相差を隣接する
２つの位相値間で有するものとなる。これによって、周
波数補正バースト１２の開始を識別する探索の際の簡単
な基準が得られる。
ップ（１.２） 次の同期化過程、すなわちフレーム粗調整ステップ
（１.２）においては、フレーム開始部を近似的に検出
することが必要である。これに対しては図１に示されて
いるような周波数補正バースト１２が用いられる。この
周波数補正バースト１２は１４２のいわゆる“固定ビッ
ト”が含まれており、ＧＳＭ標準において定義されてい
る。この場合例えば全ての１４２の固定ビットはゼロに
セットされる。その際隣接する２つのゼロの間には、そ
れぞれ９０゜の位相跳躍が現れる。このことは、（補間
を介して）全周波数補正バーストに亘り、直線に沿った
０〜１４２×９０゜の連続的な位相上昇につながる。そ
のようなゼロばかりの連続した位相上昇からなる周波数
補正バーストは、音声信号やデータ信号に対しては通常
ではなく、それ故にフレーム同期化に対して利用可能で
ある。このような予め定められる周波数補正バーストの
位相経過は、探索の際には容易に検出可能である。この
ようにしてフレーム粗同期化は実現できる。このフレー
ム同期化の精度は、ほぼ±４０クロックの範囲にある。
周波数補正バースト１２（１４２の固定ビット）の特徴
は、位相特性経過に対しＮ・２πの位相跳躍（位相回
転）の考慮と補正のもとで、定格周波数でのサンプリン
グ値対（Ｉ，Ｑ）毎にそれぞれ９０度の連続した位相上
昇を意味する。位相回転を考慮しなければ、０〜２πの
範囲で算出される位相角は、π／２の位相差を隣接する
２つの位相値間で有するものとなる。これによって、周
波数補正バースト１２の開始を識別する探索の際の簡単
な基準が得られる。
【００１９】周波数−微調整及びフレーム−微同期化ス
テップ（１.３） フレーム開始の検出が行われた後で移動無線電話の発振
器周波数が高精度（０．１ｐｐｍ）で基地局の発振器周
波数と一致されなければならない（ＧＳＭ５．１０）。
そのために周波数補正バースト１２が用いられる。この
周波数補正バースト１２はタイムスロットの経過に対し
純然たる正弦波信号に相応しており、サンプリング値対
ごとの連続するその位相特性経過は、定格周波数におい
てそれぞれπ／２だけ高くなる。
テップ（１.３） フレーム開始の検出が行われた後で移動無線電話の発振
器周波数が高精度（０．１ｐｐｍ）で基地局の発振器周
波数と一致されなければならない（ＧＳＭ５．１０）。
そのために周波数補正バースト１２が用いられる。この
周波数補正バースト１２はタイムスロットの経過に対し
純然たる正弦波信号に相応しており、サンプリング値対
ごとの連続するその位相特性経過は、定格周波数におい
てそれぞれπ／２だけ高くなる。
【００２０】周波数検出の際には、目下の位相値がＩ，
Ｑ−サンプリング値対から求められ、目下の位相値とそ
れに並行して計算される基準位相値との間の差分が形成
する。また線形回帰による位相差分値の最小化によれ
ば、周波数オフセットに比例した尺度が得られる。周波
数補正バースト１２は、座標系の原点を通る直線に沿っ
て連続的な位相経過を有しており、この場合はビット毎
にそれぞれ９０゜高まる。補間によって得られた線形的
位相経過は、ここにおいて移動無線電話の発振器周波数
から生成された位相経過と比較される。基地局の発振器
周波数と移動電話の発振器周波数が一致しなかった場合
には、移動電話の発振器周波数から得られた位相経過が
その急峻性ないし傾きにおいて周波数補正バーストの位
相経過からずれていることがわかる。つまりこのような
２つの線形的位相経過の急峻性（傾斜）の相違は、２つ
の発振器周波数の間の周波数オフセット（ずれ）に対す
る目安となる。従って基地局から与えられた周波数補正
バーストの位相経過を用いることにより（詳細には移動
電話の発振器周波数の位相経過の急峻度（傾き）を基地
局の発振器周波数の位相経過の急峻度（傾き）に追従制
御させることにより）、移動電話の発振器周波数を、基
地局の発振器周波数に追従制御させることが可能とな
る。
Ｑ−サンプリング値対から求められ、目下の位相値とそ
れに並行して計算される基準位相値との間の差分が形成
する。また線形回帰による位相差分値の最小化によれ
ば、周波数オフセットに比例した尺度が得られる。周波
数補正バースト１２は、座標系の原点を通る直線に沿っ
て連続的な位相経過を有しており、この場合はビット毎
にそれぞれ９０゜高まる。補間によって得られた線形的
位相経過は、ここにおいて移動無線電話の発振器周波数
から生成された位相経過と比較される。基地局の発振器
周波数と移動電話の発振器周波数が一致しなかった場合
には、移動電話の発振器周波数から得られた位相経過が
その急峻性ないし傾きにおいて周波数補正バーストの位
相経過からずれていることがわかる。つまりこのような
２つの線形的位相経過の急峻性（傾斜）の相違は、２つ
の発振器周波数の間の周波数オフセット（ずれ）に対す
る目安となる。従って基地局から与えられた周波数補正
バーストの位相経過を用いることにより（詳細には移動
電話の発振器周波数の位相経過の急峻度（傾き）を基地
局の発振器周波数の位相経過の急峻度（傾き）に追従制
御させることにより）、移動電話の発振器周波数を、基
地局の発振器周波数に追従制御させることが可能とな
る。
【００２１】フレーム−微調整及びフレーム−同期化ス
テップ（１.４） フレーム−微調整ないし正確なビットのフレーム−同期
化は、同期化−バースト１３（図１）内のトレーニング
シーケンスの識別と評価を介して行われる。周波数補正
バーストを介したフレーム粗調整が行われた後では、約
±４０クロックの精度にあるフレーム同期化が存在す
る。フレーム微調整は、ここにおいて図１による同期化
バースト１３を用いて行われる。この同期化バーストに
はトレーニングシーケンスが含まれている。フレーム微
調整は、ビット精度を目的とする。トレーニングシーケ
ンスは図１によれば、０と１のシーケンスからなる６４
ビットを有しており、それらの位相経過は、図４（Ａ）
に示されているように理論的に対称である。２つの順次
連続する０か１がそれぞれ＋９０゜の位相上昇につなが
るのに対して、隣接する０と１のもとでは−９０゜の位
相差が生じる。従ってトレーニングシーケンスにおける
０と１の適切な配置構成によって、図４（Ａ）に示され
たような（補間的）トレーニングシーケンスの対称的位
相経過が実現される。このトレーニングシーケンスは、
同期化バースト内で正確なビットのフレーム調整となり
得る１つのパターンを表わす。この場合の同期化バース
トも１４２ビットの長さであり、このトレーニングシー
ケンスないしパターンシーケンスの識別に対しては、パ
ターン相関手法が適用可能である。この相関手法では、
フレーム粗調整の際に残った約±４０クロックの不精度
が考慮され、図４の（Ａ）によるトレーニングシーケン
スの理論的に算出される位相経過の１つの窓が同期化バ
ーストを介して、図４の（Ｂ）による測定されたトレー
ニングシーケンスから算出された位相経過と共にずらさ
れる。このような相関手法は、信号処理の分野で十分に
公知なものである。この場合最大の相関値は、図４Ａに
よる理論的に算出された位相経過を有する窓が、図４Ｂ
による測定されたトレーニングシーケンスから算出され
た位相経過で完全にカバーされる場合に、得られる。こ
のようにしてトレーニングシーケンスの位置が同期化バ
ースト内で正確なビットで確定される。同期化バースト
の構造とそれに伴うその長さは固定的に与えられるもの
なので、同期化バーストの開始が正確なビットで確定さ
れ、それによってフレーム微調整が実現されるものとな
る。
テップ（１.４） フレーム−微調整ないし正確なビットのフレーム−同期
化は、同期化−バースト１３（図１）内のトレーニング
シーケンスの識別と評価を介して行われる。周波数補正
バーストを介したフレーム粗調整が行われた後では、約
±４０クロックの精度にあるフレーム同期化が存在す
る。フレーム微調整は、ここにおいて図１による同期化
バースト１３を用いて行われる。この同期化バーストに
はトレーニングシーケンスが含まれている。フレーム微
調整は、ビット精度を目的とする。トレーニングシーケ
ンスは図１によれば、０と１のシーケンスからなる６４
ビットを有しており、それらの位相経過は、図４（Ａ）
に示されているように理論的に対称である。２つの順次
連続する０か１がそれぞれ＋９０゜の位相上昇につなが
るのに対して、隣接する０と１のもとでは−９０゜の位
相差が生じる。従ってトレーニングシーケンスにおける
０と１の適切な配置構成によって、図４（Ａ）に示され
たような（補間的）トレーニングシーケンスの対称的位
相経過が実現される。このトレーニングシーケンスは、
同期化バースト内で正確なビットのフレーム調整となり
得る１つのパターンを表わす。この場合の同期化バース
トも１４２ビットの長さであり、このトレーニングシー
ケンスないしパターンシーケンスの識別に対しては、パ
ターン相関手法が適用可能である。この相関手法では、
フレーム粗調整の際に残った約±４０クロックの不精度
が考慮され、図４の（Ａ）によるトレーニングシーケン
スの理論的に算出される位相経過の１つの窓が同期化バ
ーストを介して、図４の（Ｂ）による測定されたトレー
ニングシーケンスから算出された位相経過と共にずらさ
れる。このような相関手法は、信号処理の分野で十分に
公知なものである。この場合最大の相関値は、図４Ａに
よる理論的に算出された位相経過を有する窓が、図４Ｂ
による測定されたトレーニングシーケンスから算出され
た位相経過で完全にカバーされる場合に、得られる。こ
のようにしてトレーニングシーケンスの位置が同期化バ
ースト内で正確なビットで確定される。同期化バースト
の構造とそれに伴うその長さは固定的に与えられるもの
なので、同期化バーストの開始が正確なビットで確定さ
れ、それによってフレーム微調整が実現されるものとな
る。
【００２２】図４には同期化−バースト１３内のトレー
ニングシーケンスの位相経過が次のように示されてい
る。すなわち、Ａ 理論的に算出された位相経過、Ｂ
測定された位相経過（アナログ／デジタル変換器２５の
出力側において測定されたＩ−サンプリング値及びＱ−
サンプリング値と、これらのサンプリング値から算出さ
れた位相経過）である。
ニングシーケンスの位相経過が次のように示されてい
る。すなわち、Ａ 理論的に算出された位相経過、Ｂ
測定された位相経過（アナログ／デジタル変換器２５の
出力側において測定されたＩ−サンプリング値及びＱ−
サンプリング値と、これらのサンプリング値から算出さ
れた位相経過）である。
【００２３】通常動作−同期化ステップ（２） 通常動作−同期化は以下の２つのステップ、微同期化に
よるフレーム同期化ステップ（２.１）、データ信号前
処理ステップ（２.２）、によって行われる。
よるフレーム同期化ステップ（２.１）、データ信号前
処理ステップ（２.２）、によって行われる。
【００２４】通常−バースト１４（図１）内のトレーニ
ングシーケンスの評価によりフレーム同期性及び周波数
同期性を絶えず監視及び維持することにより、誤りのな
いデコード化が保証される。通常動作モード、すなわち
例えば会話状態の間では、初期同期化のもとで形成され
たフレーム同期が維持されなければならない。この場合
移動電話の移動によっては、例えばドップラー効果など
によりフレームの初期同期化からのずれが生じる。ここ
において実施されている通常動作モードでの同期化は、
前述したフレーム微調整と同じように行われている。通
常動作モードでは、同期化バーストの代わりに、図１に
示されているような通常バースト１４が伝送される。こ
れは有効データ伝送のために用いられる。これは図１に
示されているように２６ビットのトレーニングシーケン
スを有しているが、これは同期化バースト内のトレーニ
ングシーケンスよりは少ない。前述したような相関手法
を用いることによって、トレーニングシーケンスの位置
と通常バーストの開始が求められる。周波数のオフセッ
トは、ここでも前述したステップ（１.３）のもとで行
ったのと同じように、測定されたトレーニングシーケン
スの位相経過と、所定のトレーニングシーケンスの位相
経過もしくは移動電話の発振器周波数の位相経過の上昇
性（傾き）の比較によって求めることができる。
ングシーケンスの評価によりフレーム同期性及び周波数
同期性を絶えず監視及び維持することにより、誤りのな
いデコード化が保証される。通常動作モード、すなわち
例えば会話状態の間では、初期同期化のもとで形成され
たフレーム同期が維持されなければならない。この場合
移動電話の移動によっては、例えばドップラー効果など
によりフレームの初期同期化からのずれが生じる。ここ
において実施されている通常動作モードでの同期化は、
前述したフレーム微調整と同じように行われている。通
常動作モードでは、同期化バーストの代わりに、図１に
示されているような通常バースト１４が伝送される。こ
れは有効データ伝送のために用いられる。これは図１に
示されているように２６ビットのトレーニングシーケン
スを有しているが、これは同期化バースト内のトレーニ
ングシーケンスよりは少ない。前述したような相関手法
を用いることによって、トレーニングシーケンスの位置
と通常バーストの開始が求められる。周波数のオフセッ
トは、ここでも前述したステップ（１.３）のもとで行
ったのと同じように、測定されたトレーニングシーケン
スの位相経過と、所定のトレーニングシーケンスの位相
経過もしくは移動電話の発振器周波数の位相経過の上昇
性（傾き）の比較によって求めることができる。
【００２５】データ前処理ステップ（２.２） 通常動作モードにおいて周波数オフセット（ずれ）が識
別されると、このオフセットは、一方では移動無線電話
の発振器周波数の追従制御によって消去される。周波数
オフセットによって引き起こされたエラーは、受信の際
の歪み補正（等化）によって補償することも可能であ
る。また移動電話の発振器周波数の追従制御の他にさら
に周波数オフセットを、これによって引き起こされる受
信エラーの歪み補正（等化）の前の補償に利用してもよ
い（但しこの場合には周波数オフセットのデータが必要
である）。周波数オフセットは、前述のステップ（２.
１）のもとでの微同期化によるフレーム同期化のもとで
既に求められている。このことはひいては、歪み補正
（等化）のもとでの所要コストを低減させ、さらに周波
数オフセットに起因するエラーをもはや歪み補正（等
化）によって消去する必要がないことに結び付く。デー
タ前処理は、目下のデータの周波数補正によって行われ
る。この場合中央制御ユニット３１によって目下の周波
数測定から周波数−補正値が求められ、これが目下のデ
ータの周波数補正のために同期プロセッサ２８に供給さ
れる。この前処理により等化器に瞬時のデータが既に周
波数補正されて供給されるので、デコード化の確実性が
向上する。データ信号−前処理により２００Ｈｚ以上の
周波数偏移（これはドップラー効果と発振器に帰因し得
る）での誤りのないデコード化に対する制限が完全に除
去されるものとなる。
別されると、このオフセットは、一方では移動無線電話
の発振器周波数の追従制御によって消去される。周波数
オフセットによって引き起こされたエラーは、受信の際
の歪み補正（等化）によって補償することも可能であ
る。また移動電話の発振器周波数の追従制御の他にさら
に周波数オフセットを、これによって引き起こされる受
信エラーの歪み補正（等化）の前の補償に利用してもよ
い（但しこの場合には周波数オフセットのデータが必要
である）。周波数オフセットは、前述のステップ（２.
１）のもとでの微同期化によるフレーム同期化のもとで
既に求められている。このことはひいては、歪み補正
（等化）のもとでの所要コストを低減させ、さらに周波
数オフセットに起因するエラーをもはや歪み補正（等
化）によって消去する必要がないことに結び付く。デー
タ前処理は、目下のデータの周波数補正によって行われ
る。この場合中央制御ユニット３１によって目下の周波
数測定から周波数−補正値が求められ、これが目下のデ
ータの周波数補正のために同期プロセッサ２８に供給さ
れる。この前処理により等化器に瞬時のデータが既に周
波数補正されて供給されるので、デコード化の確実性が
向上する。データ信号−前処理により２００Ｈｚ以上の
周波数偏移（これはドップラー効果と発振器に帰因し得
る）での誤りのないデコード化に対する制限が完全に除
去されるものとなる。
【００２６】同期化維持＝境界域における同期化（Aufs
ynchronisation）ステップ（３） 同期化維持（Aufsynchronisation，これは移動無線電話
の、通常動作モード中の周囲の隣接セルへの同期化の意
味である）も同様に以下の２つのステップ、 フレーム−粗同期化ステップ（３.１） 周波数−微同期化によるフレーム微同期化ステップ
（３.２） によって行われる。
ynchronisation）ステップ（３） 同期化維持（Aufsynchronisation，これは移動無線電話
の、通常動作モード中の周囲の隣接セルへの同期化の意
味である）も同様に以下の２つのステップ、 フレーム−粗同期化ステップ（３.１） 周波数−微同期化によるフレーム微同期化ステップ
（３.２） によって行われる。
【００２７】同期化維持（Aufsynchronsation）では初
期同期化の特殊な例が処理される。この場合基本的に次
のことが保証される。すなわち無線セルを離脱する場合
に目下のセルの基地局によって接続形成の継続状態が確
実に保証される。この場合通常動作モード、例えば会話
状態の間に、フレーム粗同期化と、周波数微同期化によ
るフレーム微同期化が、隣接セルに対して前記初期同期
化の場合と同じように行われる。初期同期化の特殊例と
は、フレーム粗同期化と、周波数微同期化によるフレー
ム微同期化のことである。
期同期化の特殊な例が処理される。この場合基本的に次
のことが保証される。すなわち無線セルを離脱する場合
に目下のセルの基地局によって接続形成の継続状態が確
実に保証される。この場合通常動作モード、例えば会話
状態の間に、フレーム粗同期化と、周波数微同期化によ
るフレーム微同期化が、隣接セルに対して前記初期同期
化の場合と同じように行われる。初期同期化の特殊例と
は、フレーム粗同期化と、周波数微同期化によるフレー
ム微同期化のことである。
【００２８】移動無線電話が１つの無線セルから隣接す
る無線セルに切り換わる場合に同期化の離調が起こるこ
とがないようにするために、通常動作ではバックグラン
ド的なプロセスとして−同期化維持（Aufsynchronisati
on）が行われる。この同期化維持は、会話状態と、目下
のセルで実現されているデータ交換のフレーム及び周波
数同期化の維持に対して専ら低い優先度を有している。
それにより、通常動作モードでは使用されない計算能力
のみが要求されるだけであり、そのためバックグランド
的なものとして低い優先度のもとで実行される。隣接セ
ルに対する同期化維持のもとでのフレーム及び周波数同
期化は、この場合同期化バースト１３と、前記ステップ
（１.２）、（１.３）、（１.４）、（２.１）で説明し
た手法を用いて行うことができる。
る無線セルに切り換わる場合に同期化の離調が起こるこ
とがないようにするために、通常動作ではバックグラン
ド的なプロセスとして−同期化維持（Aufsynchronisati
on）が行われる。この同期化維持は、会話状態と、目下
のセルで実現されているデータ交換のフレーム及び周波
数同期化の維持に対して専ら低い優先度を有している。
それにより、通常動作モードでは使用されない計算能力
のみが要求されるだけであり、そのためバックグランド
的なものとして低い優先度のもとで実行される。隣接セ
ルに対する同期化維持のもとでのフレーム及び周波数同
期化は、この場合同期化バースト１３と、前記ステップ
（１.２）、（１.３）、（１.４）、（２.１）で説明し
た手法を用いて行うことができる。
【００２９】
【発明の効果】本発明によれば、比較的僅かな技術的出
費で高精度な同期化が実現されるという効果が奏され
る。
費で高精度な同期化が実現されるという効果が奏され
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＴＤＭＡ−フレームのデータ構造を表した概略
図である。
図である。
【図２】移動局の受信ユニットと等化器ユニットのブロ
ック回路図である。
ック回路図である。
【図３】ビット列とサンプリングクロックに依存する２
つの位相特性の経過を表した図である。
つの位相特性の経過を表した図である。
【図４】同期化−バーストからのトレーニングシーケン
スの論理的に求められた位相経過（Ａ）と測定された位
相経過（Ｂ）とを表した図である。
スの論理的に求められた位相経過（Ａ）と測定された位
相経過（Ｂ）とを表した図である。
１０ フレーム １１ タイムスロット １２ 周波数補正バースト １３ 同期化バースト １４ 通常バースト ２０ アンテナ ２１ 高周波受信部 ２２ ベースバンド変換器 ２３ Ｉ−値（同相成分） ２４ Ｑ−値（直交成分） ２５ Ａ／Ｄ変換器 ２６ シリアル出力側 ２７ 等化器ユニット ２８ 同期プロセッサ ２９ 等化復調プロセッサ ３０ デジタル信号処理回路 ３１ 中央制御ユニット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヘルマン ノイナー ドイツ連邦共和国 ベルリン 42 テン プラーツァイレ ３ (56)参考文献 特開 平３−153145（ＪＰ，Ａ) 特表 平１−503268（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04B 7/24 - 7/26 H04Q 7/00 - 7/38
Claims (13)
- 【請求項１】 ＧＳＭ−方式によって動作し複数の固定
局及び複数の移動無線電話を含んだ、セルラー方式のデ
ィジタル移動無線電話網における移動無線電話のための
同期化方法において、 前記移動無線電話にて以下のステップ、 初期同期化ステップ（１）と、 通常モード同期化ステップ（２）と、 通常モード中の同期化維持（Aufsynchronisation）ステ
ップ（３）が行われ、 通常モード中の隣接セルに対する移動無線電話の同期化
の中で、 前記初期同期化は、 周波数−粗同期化ステップ（１.１）と、 フレーム−粗同期化ステップ（１.２）と、 周波数−微同期化ステップ（１.３）と、 フレーム−微同期化ステップ（１.４）とに分けられる
ように行われ、この場合前記周波数−粗同期化ステップ
（１,１）では、不十分な精度の搬送波周波数のもとで
周波数同期化がバーストに依存せずに行われ、さらに求
められた搬送波周波数が許容範囲内にあるのかどうかが
求められ、 前記フレーム−粗同期化ステップ（１,２）では、周波
数補正バースト（１２）の開始位置の識別によってフレ
ーム開始位置の近似的な検出が行われ、 前記数端数−微同期化ステップ（１.３）では、周波数
補正バーストに対する位相−差分値形成が行われ、 前記フレーム−微同期化ステップ（１.４）では、正確
なビットでのフレーム同期化が行われており、 前記通常モード−同期化ステップ（２）は、 周波数−微同期化によるフレーム同期化ステップ（２.
１）とデータ信号前処理ステップ（２.２）に分けられ
て行われ、 前記前処理ステップ（２.２）では、目下の周波数測定
から求められた周波数補正値を用いた周波数の補正が行
われており、 さらに前記同期化維持（Aufsynchronisation）ステップ
は、 フレーム−粗同期化ステップ（３.１）と、 周波数−微同期化によるフレーム−微同期化ステップ
（３.２）からなることを特徴とする、移動無線電話の
ための同期化方法。 - 【請求項２】 前記同期化は連続する位相角の評価に基
づいており、該位相角はそれぞれ個々のＩ−値，Ｑ−値
の対から算出される請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 前記周波数粗同期化の精度は位相許容範
囲（Ｔｂ）により可変である請求項１記載の方法。 - 【請求項４】 最大位相許容範囲が２進数列００００…
（上方の位相限界値）と、２進数列０１０１…（下方の
位相限界値）に相応する位相角により与えられている請
求項１から３までのいずれか１項記載の方法。 - 【請求項５】 前記フレーム−粗同期化を、周波数補正
バースト（１２）の評価によって行う請求項１から４ま
でのいずれか１項記載の方法。 - 【請求項６】 前記周波数−微同期化のために前記周波
数補正バースト（１２）は次のように評価される、すな
わち隣接する位相値の位相差値から線形回帰により周波
数エラーに比例する制御量が形成されるように、評価さ
れる請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。 - 【請求項７】 前記フレーム−微同期化を、同期化バー
スト（１３）の拡張−トレーニングシーケンスの識別及
び評価により行う請求項１から６までのいずれか１項記
載の方法。 - 【請求項８】 前記拡張−トレーニングシーケンスの識
別を、パターン相関手法（Musterkorrelationsverfahre
n）によって行う請求項７記載の方法。 - 【請求項９】 前記通常モード−同期化を、通常バース
ト（１４）内のトレーニングシーケンスの識別及び評価
により行う請求項１から６までのいずれか１項記載の方
法。 - 【請求項１０】 隣接する位相値の位相差値から線形回
帰により周波数エラーに比例する制御量が中央制御ユニ
ット（３）に対して形成されるように、前記フレーム−
同期化をパターン相関手法によって行い、さらに前記周
波数−同期化を周波数−補正バーストの評価によって行
う請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。 - 【請求項１１】 通常動作中の周囲の隣接セルへの同期
化維持（Aufsynchronisation）をフレーム−粗同期化に
よって行い、その後周波数−微同期化によるフレーム−
微同期化を同期化バースト（１３）の識別及び評価によ
って行う、請求項１から１０までのいずれか１項記載の
方法。 - 【請求項１２】 前記同期化維持（Aufsynchronisatio
n）は、移動無線電話の、通常動作モード中の隣接セル
のフレームと周波数に対するバックグランド的なプロセ
スとして行われる、請求項１から１１までのいずれか１
項記載の方法。 - 【請求項１３】 Ｉ，Ｑ−サンプリング値の信号前処理
が、周波数−オフセットを取り除くために行われる、請
求項１から１２までのいずれか１項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4136147A DE4136147A1 (de) | 1991-11-02 | 1991-11-02 | Synchronisationsverfahren fuer ein mobilfunktelefon |
| DE4136147.4 | 1991-11-02 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05268136A JPH05268136A (ja) | 1993-10-15 |
| JP3305374B2 true JP3305374B2 (ja) | 2002-07-22 |
Family
ID=6443964
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29237492A Expired - Lifetime JP3305374B2 (ja) | 1991-11-02 | 1992-10-30 | 移動無線電話のための同期化方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0540808B1 (ja) |
| JP (1) | JP3305374B2 (ja) |
| AT (1) | ATE195619T1 (ja) |
| DE (2) | DE4136147A1 (ja) |
| DK (1) | DK0540808T3 (ja) |
| ES (1) | ES2149763T3 (ja) |
| FI (1) | FI106164B (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2707063B1 (ja) * | 1993-06-25 | 1995-09-22 | Alcatel Mobile Comm France | |
| DE4332999C2 (de) * | 1993-09-28 | 1997-05-28 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen eines Systemaktes in Basisstationen eines mehrzellularen, drahtlosen Fernsprechsystems |
| FR2710805B1 (fr) * | 1993-09-29 | 1995-11-10 | Alcatel Mobile Comm France | Structure de burst de remplissage dans un système cellulaire de radiocommunications numériques utilisant le principe de l'AMRT, et station de base pour l'élaboration d'une telle structure. |
| JPH07212334A (ja) * | 1994-01-13 | 1995-08-11 | Fujitsu Ltd | バースト伝送装置及びバースト伝送システム |
| FR2719429B1 (fr) * | 1994-04-27 | 1996-05-31 | Alcatel Mobile Comm France | Procédé de synchronisation accélérée d'un terminal mobile dans un réseau de radiocommunication. |
| US5701589A (en) * | 1994-05-20 | 1997-12-23 | Motorola, Inc. | Method for adjusting reference frequencies in a communication system |
| DE4420283A1 (de) * | 1994-06-10 | 1995-12-14 | Ant Nachrichtentech | Verfahren zur Trägerfrequenzsynchronisation |
| US5606560A (en) * | 1994-09-23 | 1997-02-25 | Motorola, Inc. | Between a base station and a portable device |
| FR2728422A1 (fr) * | 1994-12-14 | 1996-06-21 | Trt Telecom Radio Electr | Systeme de radio-communication permettant de gerer des retards de transmission variables |
| DE19542390A1 (de) * | 1995-11-14 | 1997-05-15 | R & S Bick Mobilfunk Gmbh | Funknetz |
| US6046990A (en) * | 1995-11-15 | 2000-04-04 | Ericsson, Inc. | High-penetration transmission method for a radiocommunication system |
| US6314081B1 (en) * | 1996-01-18 | 2001-11-06 | Ericsson Inc. | High power short message service using dedicated carrier frequency |
| KR100193837B1 (ko) * | 1996-08-24 | 1999-06-15 | 윤종용 | 시분할다윈접속 디지탈 이동통신 시스템의 주파수 교정 버스트 검출방법 |
| DE19639309B4 (de) * | 1996-09-25 | 2013-12-05 | Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg | Verfahren zum Bestimmen der zeitlichen Lage einer Synchronisationsfolge in einem empfangenen Datenstrom mittels Rahmensynchronisation |
| US5838745A (en) * | 1996-10-09 | 1998-11-17 | Ericsson Inc. | Synchronization method, and associated circuitry, for improved synchronization of a receiver with a transmitter using nonlinear transformation metrics |
| DE19647819A1 (de) * | 1996-11-19 | 1998-05-20 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zur Herstellung einer Funkverbindung und Mobilstation zur Durchführung des Verfahrens |
| FR2756697B1 (fr) * | 1996-11-29 | 1999-01-29 | Matra Cap Systems Sa | Procede et poste mobile de radio-communication, a multiplexage temporel |
| DE19723497A1 (de) * | 1997-06-05 | 1998-12-10 | Rohde & Schwarz | Funknetz |
| DE19733118C2 (de) * | 1997-07-31 | 1999-07-08 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung des Empfangs von Datenpaketen in einer Mobilstation |
| EP1018282B1 (de) * | 1997-09-25 | 2006-06-14 | Siemens Aktiengesellschaft | Optimierte nachbarkanalsuche und timeslotzuweisung für mehrfachzeitschlitz-mobilstationen |
| DE19747457C2 (de) | 1997-10-27 | 2000-04-06 | Siemens Ag | Verfahren und Anordnung zur Übertragung von Daten über eine Funkschnittstelle in einem Funk-Kommunikationssystem |
| SE517547C2 (sv) | 1998-06-08 | 2002-06-18 | Ericsson Telefon Ab L M | Signalsynkronisering vid signalkvalitetsmätning |
| USRE47895E1 (en) | 1999-03-08 | 2020-03-03 | Ipcom Gmbh & Co. Kg | Method of allocating access rights to a telecommunications channel to subscriber stations of a telecommunications network and subscriber station |
| DE10001854A1 (de) * | 2000-01-18 | 2001-08-02 | Infineon Technologies Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung der Trägerfrequenz von Basisstationen im mobilen Empfänger eines mit W-CDMA arbeitenden zellularen Mobilfunksystems |
| DE10147139A1 (de) * | 2001-09-25 | 2003-04-24 | Siemens Ag | Verfahren und Funk-Kommunikationssystem zur Synchronisation von Teilnehmerstationen |
| DE10328077B3 (de) * | 2003-06-23 | 2005-05-04 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zur Synchronisation eines Empfängers in einem Mobilfunksystem auf ein Empfangssignal |
| JP2012502582A (ja) * | 2008-09-12 | 2012-01-26 | クゥアルコム・インコーポレイテッド | 通信リンクのために使用するトレーニングシーケンスコードのセットはどれかをモバイルデバイスに対してシグナリングするための方法及び装置 |
Family Cites Families (4)
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