JP2003218739A

JP2003218739A - タイミング捕捉・オフセット補正方法及び装置

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Publication number: JP2003218739A
Application number: JP2001287422A
Authority: JP
Inventors: Majid Boloorian; マジド・バルーリアン
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2000-09-20
Filing date: 2001-09-20
Publication date: 2003-07-31
Anticipated expiration: 2021-09-20
Also published as: EP1191704A3; EP1191704B1; CN1345138A; GB2367211A; DE60110873T2; DE60110873D1; GB2367211B; GB0023116D0; US20020061054A1; EP1191704A2; US6950458B2; JP4701572B2; CN1163007C

Abstract

(57)【要約】【課題】初期セル検索の期間、周波数オフセットを補
正するタイミング捕捉・オフセット補正方法及び装置を
提供する。【解決手段】サンプリング・ユニット６０からのサン
プリング・データは、周波数オフセット補償推定ユニッ
ト６４に供給され、受信データと局部的に格納した同期
符号との、少なくとも２つの異なる相関を求める。最強
の相関ピークを与える相関を判定するとともに、ユニッ
ト６４が正常であれば、オフセット補償を生成し、それ
を基準発振器５６に適用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、直接スペクトル
拡散通信（ＤＳＳ）システムにおいてスロット・タイミ
ングを捕捉し、周波数オフセットの補正を行うタイミン
グ捕捉・オフセット補正方法及び装置に係り、特に、現
在提案されている世界移動通信システム（ＵＭＴＳ）の
ような広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ）ネットワ
ークに適用できるスロット・タイミング捕捉、及びオフ
セット補正を行うタイミング捕捉・オフセット補正方法
及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】セルラ通信システムでは、ネットワーク
基地局からの送信タイミングや周波数の精度は、極めて
安定した、高精度の基準発振器に依存する。ＵＭＴＳ(U
niversal Mobile Telecommunication System)のような
システムや他の移動電話システムには、一定数の、相対
的に少ない数のネットワーク基地局があるため、基準発
振器及びネットワーク基地局も相対的に高価となり、高
精度のものとなる。例えば、標準的な精度は０．０５ｐ
ｐｍであり、さらに高精度な発振器も使用できる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般的
に、かかるシステムには、ネットワーク基地局と通信を
行う、さらに多くの移動局が存在する。ＵＭＴＳのよう
なシステムにおける移動電話機は、競争可能な市場価格
で販売することを余儀なくされることで、コストを最小
限にする必要がある。従って、通常、移動局の基準発振
器には、電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）といった低価
格の基準発振器が選ばれる。これら低価格の基準発振器
の周波数精度は、相対的に低く、例えば、５ｐｐｍであ
る。

【０００４】移動局の発振器は、より高精度の基準発振
器を持つ基地局で使用できるものよりも、その精度が低
いため、基地局の送信と、ダウン・コンバージョンに使
用する、局部的に生成されたキャリア周波数との間にお
ける同期に重大な問題が発生しうる。

【０００５】この発明は、上述の事情に鑑みてなされた
もので、周波数オフセットを補正して局部発振器におけ
る誤差を少なくするタイミング捕捉・オフセット補正方
法及び装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、直接スペクトル拡散受信機
においてスロット・タイミングを捕捉し、かつ、局部発
振器の周波数オフセットを補正するタイミング捕捉・オ
フセット補正方法であって、受信データと局部的に格納
した同期符号とについて、少なくとも２つの異なる相関
を求めるステップと、上記相関の結果を比較するステッ
プと、上記比較に基づいて上記相関のいずれが最強の相
関ピークを与えるかを判定するステップと、上記最強の
相関ピークに対応するタイムシグナルを格納するステッ
プと、上記タイムシグナルから、上記局部発振器に適用
するオフセットを推定するステップと、上記推定したオ
フセットを上記局部発振器に適用するステップとを備え
ることを特徴としている。

【０００７】請求項２記載の発明は、請求項１記載のタ
イミング捕捉・オフセット補正方法に係り、上記少なく
とも２つの異なる相関を求めるステップと、上記結果を
比較するステップは、少なくとも２つの連続した異なる
相関を実行するステップと、相関ピークの比較結果が、
第１の相関よりも第２の相関の方が強いピークを与える
ことを示す場合、少なくとも１つのさらなる相関を実行
するステップとを含むことを特徴としている。

【０００８】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載のタイミング捕捉・オフセット補正方法に係り、上記
相関の１つは、上記局部的に格納した同期符号全体と上
記受信データとの相関から生成されることを特徴として
いる。

【０００９】請求項４記載の発明は、請求項１乃至３の
いずれか一に記載のタイミング捕捉・オフセット補正方
法に係り、上記相関ピークの１つは、上記局部的に格納
した同期符号の部分と上記受信データとの複数の相関の
和から得られることを特徴としている。

【００１０】また、請求項７記載の発明は、直接スペク
トル拡散受信機においてスロット・タイミングを捕捉
し、かつ、局部発振器の周波数オフセットを補正するタ
イミング捕捉・オフセット補正装置であって、受信デー
タと局部的に格納した同期符号とについて、少なくとも
２つの異なる相関を求める手段と、上記相関の結果を比
較する手段と、上記比較に基づいて上記相関のいずれが
最強の相関ピークを与えるかを判定する手段と、上記最
強の相関ピークに対応するタイムシグナルを格納する手
段と、上記タイムシグナルから、上記局部発振器に適用
するオフセットを推定する手段と、上記推定したオフセ
ットを上記局部発振器に適用する手段とを備えることを
特徴としている。

【００１１】請求項８記載の発明は、請求項７記載のタ
イミング捕捉・オフセット補正装置に係り、上記少なく
とも２つの異なる相関を求める手段と、上記結果を比較
する手段は、少なくとも２つの連続した異なる相関を実
行する手段と、相関ピークの比較結果が、第１の相関よ
りも第２の相関の方が強いピークを与えることを示す場
合、少なくとも１つのさらなる相関を実行する手段とを
備えることを特徴としている。

【００１２】請求項９記載の発明は、請求項７又は８記
載のタイミング捕捉・オフセット補正装置に係り、上記
相関の１つは、上記局部的に格納した同期符号全体と上
記受信データとの相関から生成されることを特徴として
いる。

【００１３】請求項１０記載の発明は、請求項７乃至９
のいずれか一に記載のタイミング捕捉・オフセット補正
装置に係り、上記相関を求める手段は、上記局部的に格
納した同期符号の部分と上記受信データとの複数の相関
の和を求める手段を含むことを特徴としている。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の一実施の形態について説明する。この発明の実施の形
態が提供する、上記課題の解決方法については、ＵＭＴ
Ｓを参照して説明する。しかし、この発明は、ＵＭＴＳ
という送信基準に限定されるものではなく、いかなる広
帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ:Wideband Code Div
isionMultiple Access）システムにも適用できる。

【００１５】最初にＵＭＴＳについて、その概略を説明
する。ＵＭＴＳでは、移動局と信号を送受信する基地局
は、非同期である。基地局からの送信は、それらを受信
する移動局によって、局部的に同期がとられている必要
がある。これは、移動ユニットに電源が投入される際
に、最初のセル検索において実行される。

【００１６】ＵＭＴＳの送信信号は、連続するフレーム
で構成される。また、受信信号は複数の連続するスロッ
トのデータからなり、そのデータの少なくとも１つが同
期データからなる。各フレームは、例えば、１５個のス
ロットを有し、その各々に、使用されるデータ速度で情
報が格納されている。各スロットは、複数のシンボルを
含んでおり、各シンボルは、２ビットで構成されてい
る。これらの２ビットを使うことで、４位相偏移変調を
使用した４つの状態を送信できる。従って、１０個のシ
ンボル・スロットは、２０ビットで構成される。

【００１７】基地局からの送信は、スロットの境界に位
置を合わせた同期チャネル（ＳＣＨ:synchronization c
hannel）と、一次共通制御物理チャネル（ＰＣＣＰＣ
Ｈ:primary common control physical channel）を含ん
でいる。これらのチャネルには、１０個のシンボル・ス
ロットがある。同期チャネルは、図２に示すように、一
次同期符号（ＰＳＣ:primary synchronization channe
l）と二次同期符号（ＳＳＣ:secondary synchronizatio
n channel）で構成される。これらは、最初のセル検索
で使用される。

【００１８】移動局による最初のセル検索は、３つのス
テップで実行される。これらの内、最初のステップは、
基地局の送信にスロット同期して、移動局の受信機にお
いて最強の信号を与えることである。図１は、基地局の
同報送信部１、送信チャネル２、移動局の受信部３を概
略的に示している。この例では、２つの基地局（ＢＴＳ
１，ＢＴＳ２）からの送信を示している。

【００１９】基地局の送信は、互いに同期しておらず、
上述したスロットとシンボルからなるフレームが送信さ
れる。スロットとシンボルに対する時間間隔は一定であ
る。図１において、ＢＴＳ２からの送信に対するスロッ
トの開始が、ＢＴＳ１からの送信に対するスロットの開
始よりも、任意の時間ｔだけ遅れている。

【００２０】基地局ＢＴＳ１，ＢＴＳ２から受信部３へ
の送信は、チャネル２の影響を受ける。ＢＴＳ２からの
送信は、３パス（マルチパス）チャネルを通して受信さ
れ、ＢＴＳ１の送信は、２パス・チャネルを通して受信
されるようになっている。チャネル２があることで、Ｂ
ＴＳ１及びＢＴＳ２から受信部３へ信号が渡され、そこ
で加算される。受信部に格納された予想される一次同期
符号を使用して、移動局の受信部が行う受信信号につい
ての相関は、複数の相関ピークを与える。検出される最
大のピークは、受信部が同期しているネットワークの基
地局に対応する。

【００２１】相関は、１つのスロットに対して行われ、
その結果は、バッファに保持される。そして、複数のス
ロットについての結果が加算される。ノイズや干渉を削
減して、何らかの検出があれば、相関がピークになる。

【００２２】最初のセル検索の第２のステップで、フレ
ーム同期を確立して、ステップ１で見つけた基地局の符
号グループを識別する。最初のセル検索の第３のステッ
プでは、見つけた基地局に割り振られたスクランブル符
号を識別する。これら第２、第３のステップの詳細は、
本発明に関係しないため、ここでは、詳細に述べない
が、当業者には明らかである。

【００２３】移動局の受信部におけるダウン・コンバー
ジョンでは、受信信号がダウン・コンバートされる正確
な周波数は、送信側における周波数と全く同じではな
い。これは、局部発振器の不正確さからくるもので、こ
のことは、上述したように、その発振器のコストが、基
地局で使用しているものより低価格であることに起因し
ている。周波数オフセットがあれば、相関ピークの高さ
は、減少する。また、そのオフセットが著しければ、相
関ピークはノイズと干渉に埋もれてしまい、スロットの
境界に同期できなくなる。

【００２４】局部発振器の誤差は、この周波数オフセッ
トの一つの原因であり、この発明の好適な実施の形態
は、これを補正することを目的とする。この発明の好適
な実施の形態は、直接スペクトル拡散通信の受信機での
初期セル検索の期間において、周波数オフセットを補正
する方法及び装置を提供する。これは、受信データと受
信機に格納された同期符号との相関をとり、第１の相関
結果に従った周波数オフセットの推定、及び補正に続い
て、第２の相関結果を生成することで実現される。第２
の相関信号が第１の相関信号よりも低下していれば、相
関期間を変え、周波数オフセットの補正を停止して、そ
のプロセスを繰り返す。そうでなければ、最初の周波数
オフセットの補正が維持される。

【００２５】ここで説明する、この発明の実施の形態
は、ＵＭＴＳネットワーク内で周波数分割多重（ＦＤ
Ｄ）モードで動作する移動局において実行される初期セ
ル検索に適用できる。ＵＭＴＳのセル検索性能は、キャ
リア周波数とサンプリング周波数のオフセットによって
低下する。実際は、キャリア周波数とサンプリング周波
数の両方とも、基準発振器（通常は、ＶＣＸＯ）の周波
数より得られる。キャリア周波数（ｆｃ）とサンプリン
グ・クロック周波数（ｆｓｍｐ）は、それぞれ式
（１）,（２）で表される。これらの式における項
ｋ_１，ｋ_２は定数であり、ｆｘは、移動局の基準発振器
より供給される基準周波数である。

【００２６】ｆｃ＝ｋ_１×ｆｘ・・・・・・・・・（１）ｆｓｍｐ＝ｋ_２×ｆｘ・・・・・・・・・（２）

【００２７】式（１）,（２）は、水晶発振器で生成さ
れた基準周波数の誤差が、キャリア周波数とサンプリン
グ周波数の誤差に転換される様子を示している。ｐｐｍ
（parts per million）で表現すると、同じ誤差が、３
つの周波数ｆｘ，ｆｃ，ｆｓｍｐ各々に適用される。例
えば、所望のキャリア周波数２ＧＨｚと、サンプリング
・クロック周波数１５．３６ＭＨｚに対して、（ｆｘに
おける）１ｐｐｍの誤差は、キャリア周波数において２
ＫＨｚのオフセットに相当し、サンプリング・クロック
周波数における１５．３６Ｈｚのオフセットに相当す
る。

【００２８】広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ）の
セル検索に関し、キャリア周波数のオフセットにより、
受信複合信号の連続した位相変異が起こる。サンプリン
グ・クロック周波数のオフセットによって、極めて重要
なシステム・タイミングの誤検出が生じる。サンプリン
グ・クロック周波数におけるオフセットの影響はどれ
も、多数のスロットの信号を処理した後にのみ判明す
る。

【００２９】キャリア周波数のオフセットがもたらす位
相回転によって、信号パワー対ノイズ＋干渉パワーの受
信比が減少し、結果として、タイミングの誤検出となる
確率が高くなる。よって、キャリア周波数とサンプリン
グ・クロック周波数双方のオフセットにより、ＵＭＴＳ
のセル検索プロセスの全３ステップに性能低下が生じ
る。

【００３０】周波数の誤差で生じるセル検索性能の損失
は、セル検索プロセスの第１のステップの間において、
はっきりと認められる。サンプリング・クロックのオフ
セットによって、スロット境界の検出に誤りが生じる。
つまり、誤った場所でスロット境界の位置合わせが行わ
れる。スロット境界の位置誤りが１チップ期間よりも大
きければ、残りのセル検索ステップで得られる結果にも
誤りが発生する。しかし、実際の周波数の誤差に対し
て、サンプリング・クロックの誤差による１チップのず
れは、長い時間間隔で観測される。

【００３１】従って、サンプリング・クロックの誤差
は、キャリア周波数のオフセットに比べて、さほど重要
ではない。キャリア周波数におけるオフセットの影響は
直ちに判定できるため、これらの影響を測定し、それら
を利用して基準周波数を補正できる。基準周波数の誤差
が小さくなれば、キャリア周波数とサンプリング・クロ
ック周波数両方のオフセットもまた小さくなる。

【００３２】ここに示す方法は、ダウン・コンバージョ
ンに使用する局部発振器の周波数の誤差によって、ダウ
ン・コンバージョンにおいて受信一次同期符号に与えら
れた、差動位相オフセットに基づいている。その結果と
しての位相オフセットの測定を使用して、基準発振器の
周波数を補正する。基地局によって送信される複合ベー
スバンド信号は、以下の式で表現できる。

【００３３】

【数１】

【００３４】ここで、Ａ（ｔ），θ（ｔ）は、それぞ
れ、その信号の大きさ、及び位相である。また、送信信
号は、フェージング・パスを介して受信された場合、以
下のように表現できる。

【００３５】

【数２】

【００３６】ここで、Δωは、ラジアン毎秒で表される
キャリア周波数のオフセットであり、φ（ｔ）は、ドッ
プラー偏移によるランダム位相（ラジアン毎秒）、そし
て、σ（ｔ）は、ノイズと干渉によるランダム位相であ
る。信号エンベロープのばらつきは、β（ｔ）で表され
る。

【００３７】ＵＭＴＳセル検索の第１のステップにおい
て、受信信号の同相（Ｉ）成分、及び直交（Ｑ）成分
は、一次同期符号と相関がとられる。局部一次同期符号
が、受信したＰＣＣＰＣＨ＋ＳＣＨタイムスロットの最
初のシンボル（すなわち、スロット境界）と位置が合っ
ている場合、送信信号は、以下の式で表される。なお、
ここで、Ｍは定数である。

【００３８】

【数３】

【００３９】対応する受信信号と、受信部に格納された
局部一次同期符号との相関は、式（５）で示される。な
お、Ｔは相関期間である。

【００４０】

【数４】

【００４１】上記の式（５）は、スロット境界における
局部一次同期符号と受信信号との相関を表している。局
部一次同期符号が既知の信号であるため、キャリア周波
数のオフセットは、受信した一次同期符号の位相の変化
を測定することで推定できる。ドップラーとノイズ＋干
渉による信号成分の影響を以下に説明し、簡単のため、
これらの影響を式（５）から除くと、式（５）は、次の
ように変形できる。

【００４２】

【数５】

【００４３】そこで、相関のピークは、上記の積分の累
乗を求めると分かる。受信ＰＳＣや局部的に生成された
ＰＣＳの位置が揃っている場合、Ｍ^２＝１と置けるの
で、以下の関係式が相関パワーを表している。

【００４４】

【数６】

【００４５】図３に描かれたグラフは、式（７）から導
出されたもので、相関パワーに対する、１ＰＳＣ（ＵＭ
ＴＳのＦＤＤモードにおける２５６チップ）、及び１／
２ＰＳＣの相関期間におけるキャリア周波数オフセット
（ｐｐｍ）の値を示している。この曲線からは、全同期
符号（１ＰＳＣ）の相関期間が、０周辺の小さい周波数
誤差に対して大きな相関ピークをもたらす、ということ
が分かる。また、１／２の同期符号（１／２ＰＳＣ）の
相関期間（Ｔ）についてのｓｉｎ（ｘ）／ｘ動作によっ
て、小さいキャリア周波数誤差に対する相関ピーク値が
小さくなる。しかし、周波数誤差が増えたときの１／２
ＰＳＣ相関ピーク値の減少は、１ＰＳＣ相関の場合のそ
れよりも非常に少ない。

【００４６】例えば、Ｔ＝１ＰＳＣの場合の相関ピーク
は、公称キャリア周波数２ＧＨｚに対する周波数誤差が
７．５ｐｐｍ、チップ速度が３．８４Ｍｃｐｓ、相関期
間が２５６チップに対して、０に減る。これらの条件に
対して、Ｔ＝１／２ＰＳＣに対応する相関ピークは、著
しく大きな値となる。図３に示すように、周波数オフセ
ットが大きくなって相関パワーが減少すると、ノイズと
干渉とから相関ピークを識別することが妨げられる。こ
れらの条件下では、セル検索が有効なものとならない。

【００４７】そこで、部分相関を行うことにより、全相
関が何らパワーを発しなかったポイントで信号パワーが
生成されることが分かる。これは、局部発振器の周波数
オフセットが大きい場合に有効である。しかし、部分相
関がＰＳＣの小さすぎる部分に対して行われると、その
パワーレベルは、全ノイズレベル以下に下がる。さらに
は、非常に短い相関期間に対して、ＰＳＣの自己相関特
性の損失が顕著になる。

【００４８】送信チャネルのコヒーレント時間よりも十
分に短い部分相関期間を使用して、差動位相値を確実に
得ることで、差動位相へのドップラーの影響が最小にな
る。（なお、コヒーレント時間とは、減衰信号サンプル
間に高い相関の度合い（類似度）がある期間のことで、
ドップラー周波数偏移の逆数を求めることによって近似
できる。）移動局が毎時５００ｋｍで動いており、３Ｇ
ＰＰ標準の最大速度にあり、公称キャリア周波数が２Ｇ
Ｈｚの場合、ドップラー周波数は、９２５Ｈｚ相当にな
り、対応するコヒーレント時間は、１ミリ秒相当にな
る。上述した差動位相値の評価には、６７マイクロ秒長
相当の１シンボルを使う。これは、コヒーレント時間が
最悪の場合でも十分である。このことは、統計的に、ド
ップラーによる相関位相のばらつきは、小さく見積もれ
ることを意味している。この特性の結果、差動位相値
は、ドップラーによってひどく影響されることはない。

【００４９】しかし、周波数オフセットの推定方法が、
チャネルの統計的特性に依存するので、複数のスロット
に渡る周波数オフセットの推定に対する一連の値を見つ
けることで、キャリア周波数のオフセットを良好に推定
できる。その後に平均をとって、ドップラーに起因する
差動位相について起こり得るランダムなばらつきを減ら
す。

【００５０】受信機が動いているとき、それに伴なうド
ップラー偏移は、しばしば、相関ピークの増幅をもたら
すことがあり、それによって、大きな周波数オフセット
が存在する場合には、増幅されたピークを検出する確率
が高くなる。しかし、例えば、７．５ｐｐｍといった大
きな周波数オフセット値があっても、上記のような増幅
によって性能が改善されるわけではない。また、受信機
が停止していて、ドップラーがないときには、セル検索
プロセスは、この増幅の恩恵を受けることができない。
このような状況では、１／２ＰＳＣ相関の特性を使用す
ることが有利に働く。

【００５１】大きな周波数オフセットが存在する場合、
ＰＳＣに渡って全相関を使用するのではなく、例えば、
以下の式（８）に示すように、相関を複数の短い部分相
関に分ける。

【００５２】

【数７】

【００５３】これら部分相関のパワーの和（すなわち、
｜Ｃ_１｜^２＋｜Ｃ_２｜^２＋…＋｜Ｃ _Ｎ｜^２）を使用して
決定変数を形成し、それに従って、スロット境界の位置
を決定する。

【００５４】図４〜図１２を参照して、全相関又は部分
相関を使用して得た相関ピークを比較する。具体的に
は、図４は、周波数オフセットがないときの全相関の結
果を示し、図５は、周波数オフセットがないときの２つ
の部分相関の和を示し、図６は、周波数オフセットが５
ｐｐｍのときの全相関の結果であり、図７は、周波数オ
フセットが５ｐｐｍのときの２つの部分相関の和であ
る。また、図８は、周波数オフセットが７．５ｐｐｍの
ときの全相関の結果であり、図９は、周波数オフセット
が７．５ｐｐｍのときの２つの部分相関の和を示してい
る。さらに、図１０は、周波数誤差がないときの全相関
及び部分相関の和であり、図１１は、周波数オフセット
が５ｐｐｍのときの全相関及び部分相関の和、そして、
図１２は、周波数オフセットが７．５ｐｐｍのときの全
相関及び部分相関の和を示している。

【００５５】図４〜図１２は、停止している受信機に対
してプロットしたものである。キャリア周波数の誤差が
大きく、信号対ノイズ＋干渉比が小さい場合、受信機が
停止しているときのスロット境界の検知確率は低くな
る。部分相関の使用により、キャリア周波数の誤差範囲
に対して、全相関で得られるよりも大きなピークが与え
られることが分かる。一連の部分相関から導き出される
ピークの大きさは、周波数オフセットが０のときの全相
関で得られるピークほど大きくない。

【００５６】ＰＳＣのピークの位置は決まっていて、ノ
イズや干渉から生じるピークは不定であるため、全相関
及び部分相関の結果を加算することで、スロット境界に
おいて大きなＰＳＣピークが得られる。

【００５７】図１３は、この発明を具体化する方法及び
装置の動作を示すフローチャートである。ダウン・コン
バートされた受信データ・ストリームのブロックは、ス
テップＳ１において、最初の相関として、局部的に格納
されたＰＳＣと相関がとられる。この最初の相関は全相
関である。すなわち、スロット内の受信したＰＳＣ＋Ｐ
ＣＣＰＣＨデータと、局部的に格納されたＰＳＣ全体と
の相関がとられる。ここでの相関信号は、複数のスロッ
トに渡る連続した相関の平均として得られる。ステップ
Ｓ２で、最大の相関ピークのパワーを見つけ、基準（Ｒ
ｅｆ）として格納する。そして、このピークの対応位置
は、ステップＳ３において、スロット境界の最初の推定
として格納される。

【００５８】その後、ステップＳ４では、部分相関を使
って、受信したデータ・ブロックと局部ＰＳＣとの相関
をとる。その結果としての最大ピークを、ステップＳ５
において見つけ、ステップＳ６で、そのパワーを基準Ｒ
ｅｆと比較する。このパワーがＲｅｆよりも大きけれ
ば、ステップＳ７で、Ｒｅｆをそのパワーで置き換え
る。そして、ステップＳ８において、スロット境界を新
たなピーク位置で置換する。続いて、ステップＳ９が駆
動される。なお、新たなピークがＲｅｆよりも大きくな
ければ、直接、ステップＳ９に入る。

【００５９】ステップＳ９では、全相関及び部分相関の
結果が加算される。その結果の最大ピークがステップＳ
１０で見つけられ、ステップＳ１１において、新たなピ
ークのパワーとＲｅｆとが比較される。この新たなピー
クがＲｅｆよりも大きければ、ステップＳ１２で、Ｒｅ
ｆが新たなピークのパワーで上書きされる。そして、ス
テップＳ１３において、スロット位置が新たなピーク位
置で置き換えられる。その後、ステップＳ１４で、スロ
ット境界情報を使用する。なお、新たなピークがＲｅｆ
よりも小さければ、直接、ステップＳ１４が駆動され
る。

【００６０】ステップＳ１４において、本願出願と同時
係続出願であるＧＢ０００３８５９．６に説明した周
波数オフセットの推定技術に従い、あるいは、当業者に
は明かな他の公知技術を使用して、キャリア周波数のオ
フセットを推定する。ステップＳ１５では、周波数オフ
セットの推定を使用して、入力データ・ブロックを回転
する。このオフセット推定の妥当性は、回転結果と局部
ＰＳＣとの相関をとることで考査できる（ステップＳ１
６）。結果として得られたピークが、Ｒｅｆよりも大き
いことが判明した場合、ステップＳ２０において、セル
検索プロセスの第２のステップに入る。そうでなけれ
ば、ステップＳ２０に移行する前に、ステップＳ１９に
おいて、オフセット推定による回転を解除する。

【００６１】図１４は、補償推定に対する代替的なブロ
ック・ダイヤグラム（フローチャート）を示している。
同図において、ブロック２２で、捕捉データ２０を使用
して、全相関によるスロット・タイミングを決定する。
これは、図１３に示すように、最大相関ピークを格納
し、その位置をスロット境界の最初の推定とみなして行
う。基準は、ブロック２４において格納される。そし
て、ブロック２６で、推定したスロット境界の位置よ
り、キャリア・オフセット推定を行い、ブロック２８に
おいて、それを捕捉データ・ブロックに適用する。ブロ
ック３０では、最大相関ピークの大きさに改善があった
かどうかをチェックする。改善があれば（図１４の「成
功」）、ブロック３２において、基準発振器にその補償
を適用する。ブロック２８における補償の適用によっ
て、相関のピークが低くなったならば（図１４の失
敗）、ブロック３４において、捕捉データから補償を除
去し、ブロック３６で、部分相関を使ってスロット・タ
イミングを決定する。

【００６２】ブロック３８では、キャリア・オフセット
を推定し、ブロック４０で、捕捉したデータ・ブロック
に補償を適用し、ブロック４２において、以前のように
改善をチェックする。改善があれば、ブロック３２にお
いて、基準発振器に対して補償を適用する。しかし、何
ら改善がなければ、捕捉データから補償を除去し（ブロ
ック４４）、ブロック４６において、ブロック２２から
の全相関、及びブロック３６からの部分相関を使用し
て、２つの相関の和によってスロット・タイミングを決
定する。

【００６３】ブロック４８で、再び、キャリア・オフセ
ットを推定し、ブロック５０において、捕捉データ・ブ
ロックに補償を適用して、ブロック５２で、改善をチェ
ックする。改善があれば、ブロック３２において、再
び、基準発振器に補償を適用する。しかし、改善がなけ
れば、補償を適用しない。

【００６４】図１５は、上記の全要素がどのように移動
受信機に組み込まれているかを概略的に示している。同
図において、ダウン・コンバータ５４によって、受信Ｒ
Ｆ／ＩＦ信号がベースバンド信号に変換される。ダウン
・コンバータのキャリア周波数は、基準発振器５６から
与えられるが、その発振器の出力は、乗算器５８におい
て定数Ｋ_１で乗じた信号である。

【００６５】ダウン・コンバータ５４の出力は、ベース
バンド・データである。サンプリング・ユニット６０に
はサンプリング・クロックが印加され、このユニット
は、ベースバンド・データを受信する。このサンプリン
グ・クロックｆｓｍｐは、乗算器６２において、基準発
振器５６の出力に定数Ｋ_２で乗じて生成される。

【００６６】サンプリング・ユニット６０からのサンプ
リング・データは、周波数オフセット補償推定ユニット
６４に供給され、このユニットは、図１３あるいは図１
４に示す処理に従って動作する。ユニットが正常であれ
ば、オフセット補償を生成し、それが基準発振器５６に
印加される。サンプル・データはまた、セル検索ユニッ
ト６６にも供給される。この検索ユニットは、スロット
・タイミング以外のセル検索プロセスの残りのステップ
を実行する。つまり、フレーム・タイミング、データの
スクランブル・コード・グループ、そして、スクランブ
ル・コードの使用である。なお、これら後者のステップ
は、この発明を構成するものではない。

【００６７】周波数オフセット補償は、セル検索とは無
関係に使用される。その場合、モジュール６６が、セル
検索プロセスの全３ステップを実行する。

【００６８】なお、上述した実施の形態に係る移動電話
機（移動局）は、所定の制御プログラムに従って、その
移動電話機の構成各部を制御する不図示のプロセッサ
（ＣＰＵ）と、そのＣＰＵが実行する制御プログラムが
格納されたＲＯＭ（不図示）と、ＣＰＵの作業領域（ワ
ークエリア）として各種データを格納するためのＲＡＭ
（不図示）等を備えている。

【００６９】以上、この発明の実施の形態を図面により
詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限
られるものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲
における種々の設計変更等も、この発明に含まれる。例
えば、上述した移動局や移動受信機には、電話機や携帯
電話機が含まれる。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の構成に
よれば、受信データと局部的に格納した同期符号との、
少なくとも２つの異なる相関を求め、その相関の比較結
果に基づいて、いずれの相関が最強の相関ピークを与え
るかを判定し、その最強の相関ピークに対応するタイム
シグナルを格納して、そのタイムシグナルからオフセッ
トを推定し、それを局部発振器に適用することで、周波
数オフセットが補正され、局部発振器の誤差を少なくす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態に係る基地局から受信機
への送信構成を示す図である。

【図２】実施の形態に係る基地局から送信される同期チ
ャネルの構成を示す図である。

【図３】実施の形態に係る相関パワーに対する全相関及
び部分相関の周波数オフセットを示す図である。

【図４】実施の形態に係る周波数オフセットがないとき
の全相関の結果を示す図である。

【図５】実施の形態に係る周波数オフセットがないとき
の２つの部分相関の和を示す図である。

【図６】実施の形態に係る周波数オフセットが５ｐｐｍ
のときの全相関の結果を示す図である。

【図７】実施の形態に係る周波数オフセットが５ｐｐｍ
のときの２つの部分相関の和を示す図である。

【図８】実施の形態に係る周波数オフセットが７．５ｐ
ｐｍのときの全相関の結果を示す図である。

【図９】実施の形態に係る周波数オフセットが７．５ｐ
ｐｍのときの２つの部分相関の和を示す図である。

【図１０】実施の形態に係る周波数誤差がないときの全
相関及び部分相関の和を示す図である。

【図１１】実施の形態に係る周波数オフセットが５ｐｐ
ｍのときの全相関及び部分相関の和を示す図である。

【図１２】実施の形態に係る周波数オフセットが７．５
ｐｐｍのときの全相関及び部分相関の和を示す図であ
る。

【図１３】実施の形態に係る周波数オフセットの補正手
順を示すフローチャートである。

【図１４】図１３の手順に対する代替的な手順を示すフ
ローチャートである。

【図１５】この発明を適用した移動受信機の構成を示す
ブロック図である。

【符号の説明】

１送信部２チャネル３受信部５４ダウン・コンバータ５６基準発振器５８，６２乗算器６０サンプリング・ユニット６４周波数オフセット補償推定ユニット（オフセッ
トを推定する手段）６６セル検索ユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5K022 EE01 EE33 EE36 5K067 AA33 BB03 BB04 CC02 CC10 DD25 EE02 EE10 HH22 HH23

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直接スペクトル拡散受信機においてスロ
ット・タイミングを捕捉し、かつ、局部発振器の周波数
オフセットを補正するタイミング捕捉・オフセット補正
方法であって、受信データと局部的に格納した同期符号とについて、少
なくとも２つの異なる相関を求めるステップと、前記相関の結果を比較するステップと、前記比較に基づいて前記相関のいずれが最強の相関ピー
クを与えるかを判定するステップと、前記最強の相関ピークに対応するタイムシグナルを格納
するステップと、前記タイムシグナルから、前記局部発振器に適用するオ
フセットを推定するステップと、前記推定したオフセットを前記局部発振器に適用するス
テップとを備えることを特徴とするタイミング捕捉・オ
フセット補正方法。
【請求項２】前記少なくとも２つの異なる相関を求め
るステップと、前記結果を比較するステップは、少なく
とも２つの連続した異なる相関を実行するステップと、
相関ピークの比較結果が、第１の相関よりも第２の相関
の方が強いピークを与えることを示す場合、少なくとも
１つのさらなる相関を実行するステップとを含むことを
特徴とする請求項１記載のタイミング捕捉・オフセット
補正方法。
【請求項３】前記相関の１つは、前記局部的に格納し
た同期符号全体と前記受信データとの相関から生成され
ることを特徴とする請求項１又は２記載のタイミング捕
捉・オフセット補正方法。
【請求項４】前記相関ピークの１つは、前記局部的に
格納した同期符号の部分と前記受信データとの複数の相
関の和から得られることを特徴とする請求項１乃至３の
いずれか一に記載のタイミング捕捉・オフセット補正方
法。
【請求項５】前記相関ピークの１つは、前記局部的に
格納した同期符号全体との反復相関の和及び平均から得
られることを特徴とする請求項４記載のタイミング捕捉
・オフセット補正方法。
【請求項６】前記相関ピークの１つは、前記局部的に
格納した同期符号との全相関及び部分相関の和から得ら
れることを特徴とする請求項４記載のタイミング捕捉・
オフセット補正方法。
【請求項７】直接スペクトル拡散受信機においてスロ
ット・タイミングを捕捉し、かつ、局部発振器の周波数
オフセットを補正するタイミング捕捉・オフセット補正
装置であって、受信データと局部的に格納した同期符号とについて、少
なくとも２つの異なる相関を求める手段と、前記相関の結果を比較する手段と、前記比較に基づいて前記相関のいずれが最強の相関ピー
クを与えるかを判定する手段と、前記最強の相関ピークに対応するタイムシグナルを格納
する手段と、前記タイムシグナルから、前記局部発振器に適用するオ
フセットを推定する手段と、前記推定したオフセットを前記局部発振器に適用する手
段とを備えることを特徴とするタイミング捕捉・オフセ
ット補正装置。
【請求項８】前記少なくとも２つの異なる相関を求め
る手段と、前記結果を比較する手段は、少なくとも２つ
の連続した異なる相関を実行する手段と、相関ピークの
比較結果が、第１の相関よりも第２の相関の方が強いピ
ークを与えることを示す場合、少なくとも１つのさらな
る相関を実行する手段とを備えることを特徴とする請求
項７記載のタイミング捕捉・オフセット補正装置。
【請求項９】前記相関の１つは、前記局部的に格納し
た同期符号全体と前記受信データとの相関から生成され
ることを特徴とする請求項７又は８記載のタイミング捕
捉・オフセット補正装置。
【請求項１０】前記相関を求める手段は、前記局部的
に格納した同期符号の部分と前記受信データとの複数の
相関の和を求める手段を含むことを特徴とする請求項７
乃至９のいずれか一に記載のタイミング捕捉・オフセッ
ト補正装置。
【請求項１１】前記相関を求める手段は、前記局部的
に格納した同期符号全体との反復相関の和及び平均を求
める手段を含むことを特徴とする請求項１０記載のタイ
ミング捕捉・オフセット補正装置。
【請求項１２】前記相関を求める手段は、前記局部的
に格納した同期符号との２あるいはそれ以上の相関の和
を求める手段を含むことを特徴とする請求項１０記載の
タイミング捕捉・オフセット補正装置。
【請求項１３】請求項７乃至１２のいずれか一に記載
のタイミング捕捉・オフセット補正装置を備えることを
特徴とする電話機。
【請求項１４】請求項７乃至１２のいずれか一に記載
のタイミング捕捉・オフセット補正装置を備えることを
特徴とする携帯電話機。
【請求項１５】請求項１乃至６のいずれか一に記載の
タイミング捕捉・オフセット補正方法によりスロット・
タイミングを捕捉し、かつ、局部発振器の周波数オフセ
ットを補正することを特徴とする電話機。
【請求項１６】請求項１乃至６のいずれか一に記載の
タイミング捕捉・オフセット補正方法によりスロット・
タイミングを捕捉し、かつ、局部発振器の周波数オフセ
ットを補正することを特徴とする携帯電話機。
【請求項１７】直接スペクトル拡散受信機においてス
ロット・タイミングを捕捉し、かつ、局部発振器の周波
数オフセットを補正する処理をコンピュータに実行させ
るためのプログラムであって、受信データと局部的に格納した同期符号とについて、少
なくとも２つの異なる相関を求める処理と、前記相関の結果を比較する処理と、前記比較に基づいて前記相関のいずれが最強の相関ピー
クを与えるかを判定する処理と、前記最強の相関ピークに対応するタイムシグナルを格納
する処理と、前記タイムシグナルから、前記局部発振器に適用するオ
フセットを推定する処理と、前記推定したオフセットを前記局部発振器に適用する処
理とをコンピュータに実行させるためのプログラム。