JP2000508864A

JP2000508864A - 受信機を送信機と同期させる同期方法および関連回路

Info

Publication number: JP2000508864A
Application number: JP09538090A
Authority: JP
Inventors: ワン，イー―ピン，エリック; レインホルド，スタンレイ，エル．; ハッサン，アメル，エイ．; デント，ポール，ダブリュ．
Original assignee: Ericsson Inc
Current assignee: Ericsson Inc
Priority date: 1996-04-03
Filing date: 1997-04-03
Publication date: 2000-07-11
Also published as: DE69709332T2; CN1149766C; KR20000005199A; DE69709332D1; AU716019B2; AU2659897A; EP0891660A1; CA2250248A1; US5883929A; CN1220063A; EP0891660B1; WO1997040597A1; ID16805A; AR006482A1

Abstract

(57)【要約】セルラ通信システムにおいて動作しうる無線電話機のような受信機を送信機と同期させる同期方法および装置。同期シーケンスが、制御信号の部分として送信機へ送信される。同期シーケンスは、ドッティング・シーケンスまたはｍシーケンスのセットのいずれかから形成される。そのような同期シーケンスは高マージンのものであり、また、削減された数の計算に応答してのユーザ端末の同期を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】受信機を送信機と同期させる同期方法および関連回路本発明は、一般的には、セルラ通信システムにおいて動作しうる無線電話機のような受信機を、該受信機へ信号を送信する送信機と同期させる同期方法および装置に関する。特に、本発明は、ディジタル的にエンコードされた同期シーケンスが受信機へ送信され、該受信機を送信機と同期させるために受信機によって用いられる同期方法および関連回路に関する。同期シーケンスは、複雑性を軽減された相関プロセスを用いて受信機により検出されうる特性を有する。受信機の同期は、同期シーケンスを検出するために削減された数の計算のみが必要とされるので、速やかに行われる。同期シーケンスは、該シーケンスが高レベルの減衰またはマルチパスひずみを受ける通信チャネル上へ送信されたときでも、受信機による該同期シーケンスの検出を容易ならしめる高マージンを有する。同期シーケンスはディジタル的にエンコードされているので、シーケンスは、いくつかの従来のセルラ通信システムにおいて用いられているもののような時分割多重（ＴＤＭ）通信方式により送信されうる。従って、本発明は、地上セルラ通信システムまたは衛星セルラ通信システムのようなセルラ通信システムにおいて有利に実施される。選択されたタイム・スロット中にセルラ・ネットワーク局によって制御チャネル上へ発生させられた制御信号の諸部分を形成するための無線電話機への送信が行われたとき、同期シーケンスの検出に応答する無線電話機は、制御信号の他部分と他のデータチャネルまたは音声チャネル上へ発生させられた他の信号との双方を受信するために、送信機に同期させられる。発明の背景通信システムは、最小限、送信機と、通信チャネルにより相互接続された受信機とにより形成される。送信機により送信される通信信号は、べき通信チャネル上へ送信されて受信機により受信される。無線通信システムは、通信チャネルが１つまたはそれ以上の周波数帯域の電磁周波数スペクトルから形成されている通信システムである。送信機と受信機との間に固定接続またはハード・ワイヤード接続が必要とされないので、無線通信システムは、そのような固定接続またはハード・ワイヤード接続の使用が不便であるか実際的でないときに、有利に利用される。セルラ通信システムは、一種の無線通信システムである。セルラ通信システムの、以下では「ネットワーク」と呼ぶインフラストラクチャがある地域の至る所に設置されるとき、そのセルラシステムへの加入者は、一般に、そのシステムに含まれる地域内のどこかに位置するとき、そのシステム内において電話で通信することができる。従来の地上セルラ通信ネットワークは世界の重要部分の至る所に設置されているが、いくらかの地域はそのようなネットワークを持たない。例えば、人口密度が低い地域においては、地上セルラ通信ネットワークは商業的に存立しえない。また、現存の地上セルラ通信ネットワークは、さらにさまざまな異なる規格に従って構成されている。１つの通信システムにおいて動作可能である、以下では「ユーザ端末」とも時時呼ぶ無線電話機は、他のセルラ通信システムにおいては動作不可能である。セルラ通信ネットワークが設置されている地域においても、ユーザが別のセルラ通信ネットワークによってのみ動作可能であるように構成されたユーザ端末を用いようとすると、ユーザはそのセルラ通信ネットワークによっては通信しえない。衛星セルラ通信システムが提案されており、それが実現されたときには、ユーザが殆どどこに位置していても衛星セルラ通信システムを経由して電話で通信することを可能にする。衛星設置トランシーバとユーザ端末との間でダウンリンク信号と、ユーザ端末と衛星設置トランシーバとの間でアップリンク信号とを送信することにより、ユーザ端末と衛星設置トランシーバとの間において電話通信が可能となる。衛星設置トランシーバと地上局との間に追加の通信リンクを実現することにより、ユーザ端末のユーザは地上局と衛星設置トランシーバとを経由して別の相手と電話通信することができる。ディジタル通信技術の固有の効率のために、ディジタル通信技術を利用するように、多くの既設のセルラ通信ネットワークが変換され、また、多くの新たに提案されたセルラ通信システムが設計されている。他の通信システムも、既にディジタル通信技術を利用しているか、ディジタル通信技術へ変換されるかディジタル通信技術を利用するように計画されている。適正に機能するためには、特に通信システムがディジタル通信技術を利用するときには、ユーザ端末はセルラ通信ネットワークのネットワーク局と同期していなければならない。従来から、ユーザ端末をネットワーク局と同期させるために、同期シーケンスがネットワーク局によりユーザ端末へ送信されている。他の通信システムも、同様にして、従来の同期シーケンスを同じ目的のために用いている。ユーザ端末とこれへ同期シーケンスを送信する送信機との同期は、典型的には、行われるべきかなりの数の処理ステップを必要とする。受信機により受信された信号と記憶された同期ワードとの間で、相関が典型的に行われる。受信信号の記号ビットのシーケンスが、記憶された同期ワードとの高い相関を示したときは、そのような受信記号ビットは受信機へ送信された同期シーケンスを形成しているとの決定が行われる。受信機へ送信されたシーケンスのフォーマットが既知であるときは、受信機とネットワーク局との同期がそれによって行われる。すなわち、同期シーケンスが既知のフォーマットに従って受信機へ送信されたとき、該受信機へ送信された信号の他の信号成分の位置は、同期シーケンスの位置が決定されたときに決定されうる。従来から、受信記号ビットのグループはそれぞれ、記憶された同期ワードと相関させられる。従来から、受信記号ビットと記憶された同期ワードとの相関を決定するためには、記号ビットの各グループに対して一次的な数Ｎの計算が必要とされる。記号ビットの各グループが受信機により受信されたときに行われる必要のある処理ステップの数は急速に極めて著しい数になり、同期シーケンスの受信を決定するために著しい量の処理を必要とする。受信機へ送信された信号が高レベルの減衰またはマルチパスひずみを受けるときは、同期シーケンスがそれらの受信機への送信中に歪んだり減衰したりしうるので、同期シーケンスの検出はより困難となる。高マージンの同期シーケンスを受信機へ供給して受信機の送信機との同期を可能にし、かつ、行われるべき必要な処理ステップがより少数であるなんらかの方法が、有利である。セルラ通信システムのユーザ端末のような受信機の送信機との同期に関連するこの背景情報の観点から本発明の顕著な改善が発展した。発明の要約本発明は、セルラ通信システムにおいて動作可能なユーザ端末のような受信機を送信機と同期させる同期方法および関連回路を有利に提供する。ディジタル的にエンコードされた同期シーケンスが、送信機により受信機へ送信される。受信機は、選択されたフォーマットに従って送信された同期シーケンスに自身を同期させる。同期シーケンスは、複雑性を軽減された相関プロセスを用い受信機により検出されうる特性のものである。受信機の同期は、同期シーケンスを検出するために必要な計算の数が削減されているために、速やかにかつ簡単に行われる。同期シーケンスは、たとえ高レベルの減衰またはマルチパスひずみを示す通信チャネル上へ送信されたときでも、受信機による検出が容易になるように、高マージン特性のものである。本発明の回路およびその関連する同期方法は、セルラ通信システム内において動作可能なユーザ端末をネットワーク局に同期させるために、セルラ通信システムにおいて有利に用いられる。地上セルラ通信システムにおいては、同期シーケンスは、セルラ基地局において発生された制御信号の部分としてユーザ端末へ送信される。衛星セルラ通信システムにおいては、同期シーケンスは、ネットワーク制御センタにおいて発生された制御信号の部分を形成し、衛星設置トランシーバを経由してユーザ端末へ送信される。本発明の１つの態様として、同期シーケンスはドッティング・シーケンスから形成される。ドッティング・シーケンスは、互いに連結された２つの部分に分割されうる奇関数から形成されるものと考えられうる。ドッティング・シーケンスが分割されて生じると考えられうる２つの部分は、異なるビット長のものでありうる。本発明のもう１つの態様として、同期シーケンスは、実質的に同じ値の２つのｍシーケンスを含む。これら２つのｍシーケンスは、同期シーケンスの一部分を形成する。同期シーケンスは、いっしょにマルチフレームを形成するフレームのグループ内において間隔を有する選択されたタイム・スロット中において送信される。マルチフレーム内の同期シーケンスおよびその位置を検出することにより、ユーザ端末は、該ユーザ端末へ同期信号を送信したネットワーク局に同期されたことになる。従って、これらのおよびその他の態様を有する方法および関連回路は、受信機を送信機と同期させる。受信機および送信機は、通信チャネルを経由して互いに結合される。制御信号が、送信機から通信チャネル上へ送信される。この制御信号は、選択されたフォーマットに従ってフォーマットされかつ同期シーケンスを含み、各同期シーケンスは、第１の同期部分と、これに連結されかつこれと実質的に同じである第２の同期部分とから形成される。この制御信号は受信機において検出され、受信機において検出された制御信号の諸部分は相関させられる。増大した相関レベルを示す制御信号の部分は、制御信号の諸部分を形成するようにフォーマットされた同期シーケンスを形成するように選択され、それにより、受信機を送信機および該送信機から送信された制御信号に同期させる。本発明と、本発明の範囲およびさらに完全な理解は、以下に簡単に要約されている添付図面と本発明のここで採用された実施例の以下の詳細な説明と添付の請求の範囲とから得ることができる。図面の簡単な説明図１は、本発明の一実施例の回路および方法を具現した衛星セルラ通信システムの機能ブロック図を示す。図２は、本発明の一実施例において同期シーケンスを形成するために用いられるドッティング・シーケンスを示す。図３は、本発明のもう１つの実施例の同期シーケンスを形成するｍシーケンスのセットを示す。図４は、同期シーケンスを含む制御信号のフォーマットを示す。図５は、図４に示されている構造に従ってフォーマットされた制御信号を発生するネットワーク制御回路の機能ブロック図を示す。図６は、本発明の一実施例のユーザ端末の機能ブロック図を示す。図７は、本発明の一実施例のユーザ端末のもう１つの機能ブロック図を示す。図８は、本発明の一実施例の図６および図７に示されているユーザ端末の部分を形成するドッティング・シーケンス相関器の機能ブロック図を示す。図９は、時間の関数としてプロットされた本発明の一実施例の動作中に計算された相関のレベルを示す。図１０は、本発明の一実施例の動作方法の論理フロー・ダイアグラムを示す。図１１は、ユーザ端末へ送信されたドッティング・シーケンスから形成された同期シーケンスによるユーザ端末の同期中に周波数エラーを解決する本発明の一実施例の回路の機能ブロック図を示す。図１２は、図１１に示されているものと同様の機能ブロック図であるが、ｍシーケンスのセットから形成された同期シーケンスによるユーザ端末の同期中に周波数エラーを解決する本発明の一実施例の回路の機能ブロック図を示す。詳細な説明まず図１を参照すると、全体が１０に示されている衛星セルラ通信システムは、本発明の一実施例の回路を含み、本発明の一実施例の方法を行う。図示されている実施例の通信システム１０は衛星セルラ通信システムを形成するが、本発明の回路および方法は例えば地上セルラ通信システムや他のタイプの無線電話通信システムを含む他のタイプの通信システムにおいても実施されうることを最初に理解すべきである。通信システム１０は、電線電話ネットワークに結合された陸上地球局１２を含む。そのような結合は、地上地球局１２から延長する線１４により図示されている。地上地球局１２は、通信信号を送受信するトランシーバ回路、なかんずく衛星設置トランシーバ１６を含む。衛星設置トランシーバは、地上地球局とのみでなくネットワーク制御センタ１８のトランシーバ回路のような他の地上設置装置とも通信信号を送受信するよう動作しうる。トランシーバ１６は、ここでは主として、地上地球局１２において発生された信号をネットワーク制御センタ１８へまた逆にリレーするリレー局として動作しうる。トランシーバ１６は、好ましくは、制御回路をさらに含み、この制御回路は、通信システム１０内での通信のために割当てられた周波数チャネルを最も効率的に利用するように、トランシーバ１６へ送信された信号をそこからリレーすべき周波数チャネルを変更することができる。次に、ネットワーク制御センタ１８のトランシーバ回路は、トランシーバ２２のような他の衛星設置トランシーバと通信信号を送受信しうる。トランシーバ１６と同様なトランシーバ２２は、例えばユーザ端末２４を含む地上設置トランシーバと通信信号を送受信する。トランシーバ２２も、主として、それへ送信された通信信号をリレーするために動作することができ、やはり好ましくは、それへ送信された信号を他の通信局へリレーする周波数チャネルを選択するための制御回路を含む。通信システム１０による通信は、ユーザ端末２４のようなユーザ端末のユーザが世界の大きい地域のいずれの場所に位置するときでも、電話で通信しうるようにする。ユーザ端末２４のユーザが衛星設置トランシーバとの通信信号の送受信が可能な位置にいる限り、そのユーザは、別のユーザ端末のユーザとまたは従来の電線ネットワークの電話装置へ電話で通信しうる。適正に動作するためには、ユーザ端末２４はセルラネットワークと同期されなければならない。適正に同期されたときは、そのユーザ端末とセルラネットワークとの間で音声その他の通信が行われうる。前述のように、ユーザ端末２４のような受信機とセルラネットワークのような送信局との間で同期を行う現存の方法はまた、ユーザ端末２４のような受信機へ既知のフォーマットにより同期シーケンスを送信することであった。受信機への同期シーケンスの送信を検出して、同期が行われうる。しかし、同期シーケンスの検出は、受信されたデータを記憶された同期ワードと相関させるかなりの数の処理ステップを必要とする。そのような必要な数の処理ステップはプロセッサ集約的なものである。また、同期シーケンスがかなりのレベルの減衰またはマルチパスひずみを示す通信チャネル上へ送信されなければならないときは、そのような通信チャネル上へ送信された同期シーケンスはかなり歪むか減衰する可能性がある。そのような環境において動作するときは、同期シーケンスは、受信機への適切な送信を保証するために高マージンのものでなければならない。通信システム１０を代表的なものとする衛星通信システムは、かなりの電力制約が通信システムのネットワークとユーザ端末２４との間で送信される信号の電力レベルを制限する通信システムである。従って、信号対雑音の電力比Ｃ／Ｎは、典型的には、比較的低い値となる。ユーザ端末におけるアンテナが該端末へ送信される信号を最良に検出するように向けられていなければ、ユーザ端末により実際に受信される信号のＳＮ比はさらに低下しさえする。少なくとも１つの提案された衛星セルラ通信システムにおいては、ページング信号が平均白色ガウス雑音（ＡＷＧＮ）より３０デシベル多いマージンで送信されることが要求される。そのような要求は、一般に、ユーザ端末において約−１０デシベルのＣ／Ｎ比を有するページング信号を検出する感度に対応する。ユーザ端末はページング信号を正しく受信するようにセルラネットワークと同期されなければならないので、通信システムは高マージンの同期能力を必要とする。本発明の一実施例は、ユーザ端末をネットワークと同期させうるようにユーザ端末へ送信される高電力同期（ＨＰＳ）バーストを供給する。本発明の一実施例においては、同期は２ステップ・プロセスである。最初に粗同期が行われ、その後に微同期が行われる。粗同期に際しては、ＨＰＳバーストが、第１のレベルの同期へのユーザ端末の同期を可能にする。そして、微同期に際しては、単一記号ビット内への捕捉が可能であり、また、より正確な周波数オフセットが与えられる。ユーザ端末がターンオンされると、該端末は粗同期プロシージャを開始する。粗同期プロセスは、時刻（および周波数）の不確かさを選択されたレベルまで減少させ、後に微同期を行うために必要な動作の数が削減されうるようにする。一実施例においては、ユーザ端末がターンオンされると、ユーザ端末は全ての可能な主要搬送波を探索する。主要搬送波は、制御チャネルを多重化する搬送波である。もう１つの実施例においては、ユーザ端末はページング信号を受信する前に公称制御チャネルを用いてある地域において事前登録されているものと仮定される。いずれの実施例においても、システムの同期は、同期シーケンスを形成する所定パターンを含む高電力バーストを利用することにより行われる。これらのバーストは、他の制御チャネルおよびトラヒック・チャネルと時多重化される。同期シーケンスは、受信された信号の相関値を形成するために行われるべき相関操作の簡単化を可能ならしめるとともに、受信信号を電力検出器に印加する前に受信信号の処理利得を増加させるために、受信信号を密着させて加えることをさらに可能ならしめる特性を有する。図２は、全体が２６に示されているドッティング・シーケンスを図示しており、このドッティング・シーケンスは本発明の一実施例の同期シーケンスを形成する。ドッティング・シーケンス２６は、第１の部分２８とこれに連結された第２の部分３２とを有する奇関数を形成するものと考えられうる。第１および第２の部分２８，３２は、実質的には、互いに同じものである。ドッティング・シーケンスは、次式により表される。ここで、１ｉが奇数のときｄ_i＝ −１ｉが偶数のときである。一実施例においては、ドッティング・シーケンスは、時分割多重接続（ＴＤＭＡ）マルチフレーム内の４つの同期バースト中に送信され、その場合、各バーストは長さＮのものであり、Ｎは１５６までの値を有する。１５６の値は、グループ特殊移動体（ＧＳＭ）通信スキームに従って送信されるときに用いられる。他の実施例においては、バーストは他の長さを有し、すなわち、Ｎは他の値となる。図３は、全体が３６に示されている本発明の別の実施例のｍシーケンスのセットのフォーマットを図示している。このｍシーケンスのセットは同期シーケンスを形成し、その同期シーケンスはユーザ端末へ送信されたときにユーザ端末の同期の実現を可能にする。セット３６は、２つの同じｍシーケンス部分３８，４２を含み、ここでは、各部分は６３ビットの長さを有する。部分４２は、部分３８に連結されている。ｍシーケンス３８，４２は、８ビットの拡張４４，４６をそれぞれ含む。ｍシーケンス３８，４２は互いに同じであって、第１および第２の部分４８，５２から形成されているように考えられ、部分４８，５２は互いに同じである。拡張４４，４６は必ずしも同じ値のものでなくてよく、微同期プロシージャのために用いられる。ｍシーケンス３８および拡張４４はいっしょに部分４８を形成し、ｍシーケンス４２および拡張５２はいっしょにセット３６の部分５２を形成し、互いに連結されている。図４は、図２および図３にそれぞれ示されているドッティング・シーケンスおよびｍシーケンスのセットのような同期シーケンスが部分を形成する制御信号のフォーマッティング・スキームを示す。これらの同期シーケンスは、選択されたタイム・スロット中において送信され、ユーザ端末２４へ送信される制御信号の諸部分を形成する。図４に示されているフォーマッティング・スキームは代表的なものであり、ユーザ端末へ送信される制御信号をフォーマットする他の様式を別に形成することもできる。制御信号は、順次変調されて送信される、ディジタル的にエンコードされた記号ビットから形成される。記号ビットの隣接するグループは、データのスロットを画定する。隣接するデータ・スロットは、データのフレームを画定する。隣接するフレームのグループは、マルチフレームを画定する。図３には、２つのマルチフレーム５６の部分が示されている。各マルチフレーム５６は５１フレームから形成され、そのうちの４つのフレーム５８が図示され、すなわち、マルチフレーム５６の第１，第１１，第２２および第３１フレームが図示されている。本発明の一実施例においては、同期シーケンスは、各マルチフレーム５６のそのような４つのフレーム５８の第１のタイム・スロット中において送信される。各フレーム５８は８つのタイム・スロットに分割される（別個に図示せず）。以下に詳述される理由により、各マルチフレーム５６はサブマルチフレーム６２へさらに分割され、各サブマルチフレーム６２は実質的に同じ長さを有する。サブマルチフレーム６２は長いものであり、同期シーケンスを含むフレーム５８は、サブマルチフレーム６２内に同期シーケンスを含む１つより多くのフレーム５８が配置されないように、分離距離だけ相互に間隔をあけている。また、同期シーケンスを含むフレーム５８の相互間隔である分離距離は等しくなく、これは後述されるように、同期シーケンスの検出後におけるマルチフレーム５６内の同期シーケンスの位置の決定を容易ならしめる。図５は、前に図１に示したネットワーク制御センタ１８を詳細に示す。ネットワーク制御センタは、なかんずく、例えば図４に示されているフォーマッティング・スキームの様式でフォーマットされた制御信号を発生するために動作しうる。そのような動作により、ネットワーク制御センタは同期シーケンスを発生してこれを制御信号内へ挿入する。ネットワーク制御センタにより発生された同期シーケンスは、図１に示されているユーザ端末２４のようなユーザ端末へトランシーバ２２のような衛星設置トランシーバを経由して送信される。ネットワーク制御センタ１８は、制御センタ１８の動作を制御する制御装置７２を含む。制御装置７２は制御信号フォーマッタ７４の動作を制御し、制御信号フォーマッタ７４は機能的に示されているが、一実施例においては、制御装置７２の処理回路のような処理回路により実行可能なアルゴリズムから形成される。制御装置７２は同期信号発生器７６にさらに結合されており、同期信号発生器７６は、図２および図３に示されているような同期信号を発生するために動作しうる。本発明の一実施例においては、同期信号発生器７６もまた、制御装置７２の処理回路のような処理回路により実行されうるアルゴリズムから形成される。制御信号フォーマッタは、ネットワーク制御センタ１８により発生されかつ同期信号発生器７６が発生した同期信号を含む制御信号をフォーマットする動作を行いうる。フォーマッタ７４によりフォーマットされた制御信号は、ここでは、マルチプレクサ８２を経て送信機回路７８へ印加される。送信機回路は、制御装置７２が発生した制御指令に応答して、制御信号フォーマッタ７４によりフォーマットされた制御信号を送信する。マルチプレクサ８２は、音声信号またはデータ信号を交互に送信するために、音声／データ信号源８４にさらに結合されている。例えば、図４に示されているフォーマットに従ってフォーマットされた制御信号を発生するように動作しうるときは、制御データのフレームが送信され、フレームの選択されたものは、同期信号発生器７６が発生した同期シーケンスを含む。図６は、前に図１に示されたユーザ端末２４を示しており、ユーザ端末２４は、これへ送信された、図５に示されているネットワーク制御センタが発生する制御信号のような制御信号を受信するために動作しうる。ユーザ端末２４は、このユーザ端末へ送信された信号を受信するように同調可能である。受信信号を表す信号が相関器８４へ印加され、相関器８４は印加された信号の諸部分を相関させる。本発明のさまざまな実施例における相関器８４の動作は、以下に十分に説明される。相関器８４により行われた選択された相関の値は、メモリ素子８６内に記憶される。セレクタ８８は、図２および図３に示されている同期シーケンスのような同期シーケンスを形成することを示す相関の値を有する、相関器８４へ印加された信号の部分を相関せしめられた部分が選択するように、動作しうる。そのような選択に応答して、ユーザ端末２４のそれへ信号を送信したネットワーク装置との同期が行われる。ユーザ端末２４はさらに、従来のように動作しうる電力検出器９２およびデコーダ９４を含むように示されている。図７は、図６に示されたユーザ端末２４の部分を詳細に示し、すなわち、受信機回路８２と相関器８４と電力検出器９２との諸部分が再び示されている。ユーザ端末において受信される受信信号ｒ（ｔ）は、従来の方法でミクサ９６，９８によりＩ成分とＱ成分とに分割される。Ｉ成分とＱ成分とは低域フィルタ１０２，１０４へそれぞれ印加される。フィルタ１０２，１０４から発生されたフィルタされた信号は信号サンプラ１０６，１０８によりそれぞれサンプリングされ、サンプリングされた信号Ｒ_nは相関器部分１１２，１１４へ印加される。相関させられると、サンプリングされた信号部分は、ここでは、エネルギーの２乗１１６，１１８とコンバイナ１２２とから形成されているように示されている電力検出器９２へ印加される。同期シーケンスが前に図２に示されたドッティング・シーケンス２６から形成される実施例においては、ドッティング・シーケンスが、ユーザ端末へ送信される制御信号の選択されたフレーム内へ挿入される。例をあげると、ドッティング・シーケンスを含む制御信号をユーザ端末へ送信するネットワーク局とユーザ端末２４を同期させる、本発明の一実施例の動作を説明するためには、図４に示されているフォーマット・スキームが用いられるべきである。ユーザ端末２４は、４つのドッティング・シーケンス・バーストのそれぞれを＋／−Ｔ_s／2の誤差期間以内で突き止め、ここでＴ_aは、ドッティング・シーケンスが送信されるタイム・スロットの各スロット持続時間である。図７に示されている回路によって示されているように、フィルタされたベースバンド受信信号はサンプラ１０６，１０８によりサンプリングされてリンクＮの観測ベクトルを形成しかつドッティング・シーケンスと相関させられる。ドッティング・シーケンスは同期シーケンスを形成するので、相関はドッティング・シーケンスの特性を利用して極めて簡単に行われうる。時刻ｎおよび時刻ｎ＋１におけるＲ_nは次式により表される。Ｒ_n＝（ｒ_n-N+1，ｒ_n-N+2，…，ｒ_n-1，ｒ_n）Ｒ_n+1＝（ｒ_n-N+2，ｒ_n-N+3，…，ｒ_n，ｒ_n+1）ここで、ｒ_nは時刻ｎＴにおけるフィルタされた受信信号のサンプルであり、Ｔは、ビット間隔である。さらにＤをドッティング・シーケンスと定めることにより、時刻ｎにおける観測ベクトルとドッティング・シーケンスとの相関Ｃ_nは次式により表される。ここで、Ｔは転置を表し、Ｎは偶数であるものと仮定する。時刻ｎ＋１における観測ベクトルＲ_nと同じ時刻におけるドッティング・ベクトルとの相関は次式により表される。従って、時刻ｎ＋１における相関は、相関Ｃ_nから２つのステップまたは操作により計算されうる。また、観測ベクトルがドッティング・シーケンスを含むとき、すなわち、Ｒ_n＝Ｄであるときは、Ｃ_n＝Ｎである。これにより、Ｎの処理利得が得られる。図８は、相関器８４を示し、これは、ここでは上述の相関の計算を行う動作を行いうるドッティング・シーケンス相関器である。相関器８４は、線路１２３上のサンプリングされた信号を受信し、線路１２３は加算装置１２４に結合されており、加算装置１２４にはメモリ１２６の出力も結合されている。加算器１２４は線路１２８上へ出力信号を発生し、これは第２加算器１３２の入力へ印加される。線路１２３はまたシフトレジスタ１３４へも結合され、シフトレジスタ１３４の出力は第２加算器１３２の第２の入力へ結合されている。線路１３８上へ発生された出力信号はメモリ１２６の入力へ結合する。信号サンプルが相関器へ印加されるのに伴い、相関の値が相関器84により順次決定される。ドッティング・シーケンスから形成された同期シーケンスが相関器８４へ印加されると、相関器８４により決定される相関の値は増大する。同期シーケンスが、図３に示されているセット３６のようなｍシーケンスのセットから形成されるときのユーザ端末２４のネットワーク局との同期もまた、ここでは記憶されているｍシーケンスから形成された同期ワードと受信信号部分を相関させることにより行われる。ユーザ端末がターンオンされると、データの記号ビットのウィンドウがメモリ装置においてバッファされる。例えば、ｍシーケンス部分３８，４２が６３ビットの長さを有するときは、前記ウィンドウは６３記号ビットの長さを有する。相関器８４は、記憶されたｍシーケンスの各循環シフトとの６３全部の相関を計算する。ｍシーケンス部分が他のビット長を有するときは、相関器８４が行う計算の数はそれに応じて変化する。全ての相関が計算され終わると、前記ウィンドウは６３サンプルだけスライドし、記号ビットの新しいウィンドウがバッファされかつ相関させられる。再び、ｍシーケンスが他のビット長を有するときは、ウィンドウは、対応して変化したサンプル数だけスライドする。各同期バーストは２つのｍシーケンス部分すなわち部分３８，４２から形成されるので、データのスライドするウィンドウは結局、ｍシーケンス部分の単一のものから形成されるのでなければ、いっしょに単一のｍシーケンス部分を形成するｍシーケンスのセット３６の両部分から形成される完全なｍシーケンスをバッファする。記号ビットのそのようなウィンドウの記憶されたｍシーケンスとの相関は、高レベルの相関を示す。ｍシーケンスが６３ビットの長さを有するそのような受信シーケンスの従来の様式での相関は６３−１回の加算と約６３²（実際には６３×６２）回の操作とを必要とするが、高速アダマール変換器（ＦＨＴ）の利用は、相関を行うために必要な操作の回数を著しく減少させる。ＦＨＴの使用により、６３の相関を得るために、６３ｌｏｇ₂（６３）回の操作しか必要でなくなる。すなわち、バッファされた記号ビットの各ウィンドウの各相関は、ｌｏｇ₂（６３）回の計算しか必要としない。典型的なアダマール・シーケンスの相関操作は、以下の通りである。典型的な操作は、簡単にする目的で、長さ７のｍシーケンスに関するものとする。類似したそのような操作は、もちろん他の長さ、例えば６３の長さのｍシーケンスに対しても同様に示されうる。以下の例のｍシーケンスは、（１，−１，−１，−１，１，１，−１）から形成される。そのようなシーケンスの７つの循環シフトから形成されるマトリックスは、次の通りである。ここで、このマトリックスの各行はｍシーケンスの循環シフトである。スライドするウィンドウ内のサンプルがＲ_i＝（ｒ_t ¹，…ｒ_t ⁷）であるとすると、ＭＲ_tは７つの相関を生じる。追加の全てが１である行および全てが１である列をマトリックスＭに加えるこる。Ｍは、８つのアダマール・シーケンスから形成されたマトリックスである。そのようなｍシーケンスの８つの循環シフトとの相関は、以下のようにして計算されうる。それにより、６３の相関が、（６３＋１）ｌｏｇ₂（６３＋１）回の操作により得られる。６３の相関を得るための操作の必要回数の削減は、因子６３／ｌｏｇ₂（６３＋１）だけ削減される。ユーザ端末２４を該ユーザ端末へ制御信号を送信するネットワーク局と同期させるために多数の相関が行われるので、同期プロセスの操作中に記憶される相関値の数を減少させる方法は同期プロセスを容易ならしめる。粗同期中においては、各マルチフレーム５６は４つの同期シーケンスバーストを含む。図４に示されているフォーマッティング・スキームにおいては、同期シーケンスは、第１，第１１，第２２および第３１フレームの部分を形成する。やはり図４に関連して前述したように、マルチフレーム５６はサブマルチフレーム６２に分割され、各サブマルチフレームは同期シーケンスの１つより多くのバーストを含まない。このような構成により、ユーザ端末がターンオンされると、ユーザ端末は各サンプリング時刻において相関を計算し、Ｋ個の最大相関値を記憶し、それらの対応時刻が、図６に示されているメモリ素子８６のようなメモリ装置内の各サブマルチフレームにおいてインデックスを付けられる。本発明の一実施例においては、メモリ装置の使用可能なメモリを効率的に利用するためにソーティング・アルゴリズムが用いられる。同期シーケンスが、ドッティング・シーケンス２６のようなドッティング・シーケンスから形成される実施例においては、Ｎが大きい値であるときは、Ｃ_nはほぼＣ_n+1に等しい。従って、雑音による相関値Ｃ_nがドッティング・シーケンスバーストの存在による相関Ｃ_nよりも大きいときは、相関Ｃ_n+1，およびＣ_n-1がともにＣ_nより大きいことが少なくともいくぶんありそうである。その結果、サブマルチフレーム毎にわずかな記憶場所のみが用いられることを意味する小さいＫの値の場合は、サブマルチフレーム内のＫ個の最大相関の全ては、全てが時間的に相互に接近している雑音相関によるものであることが可能である。雑音によるそのような相関の値を除外するために、δ_Tのウィンドウ内の最大相関のみが、メモリ素子内に記憶される。δ_Tの値は、相関プロシージャ従って同期プロシージャを容易ならしめるために最適化される。図９は、ユーザ端末２４が受信した典型的な信号の相関を示す。この典型的な図には、ユーザ端末において決定された相関のレベルが、時間の関数としてプロットされている。２つの領域すなわち領域１５２，１５４は相関レベルの増大を示しているが、そのような相関レベルの増大は、ユーザ端末において受信された信号へ導入された雑音による。第４領域である領域１５６は、ユーザ端末におけるここではドッティング・シーケンスバーストである同期シーケンスの受信により、増大した相関レベルのものとなっている。δ_Tのサイズが小さくＫ個のみの記憶場所が相関値を記憶するために利用されるとすれば、同期シーケンスの受信によるものではなく、雑音による相関値が記憶されることになりうる。図９は、３つのサイズのδ_Tすなわちδ₁，δ₂，δ₃を示している。δ_Tがδ₁のサイズのものである場合は、Ｋが４に等しいときに、時刻ｇ，ｈ，ｉおよびｊにおける相関の値に対応する相関値が記憶される。時刻インデックスｇ，ｈ，ｉおよびｊとこれらに対応する相関値との双方が記憶される。δ_T＝δ₂のときは、時刻ｇ，ｉ，ｅおよびｃにおける相関の値に対応する。また、δ_T＝δ₃のときは、時刻ｇ，ｖ，ｔおよびｍにおける相関の値の相関値とそれらの時刻インデックスとが記憶される。従って、測定ウィンドウが増大せしめられると、雑音による相関レベルが同期シーケンスの受信による相関値の記憶を妨げる可能性は少なくなる。同期シーケンスが、図３に示されているようなｍシーケンスのセット３６から形成されるときは、各スライドするウィンドウ内における最大相関値およびその対応座標が検出される。現在の最大相関値がメモリ素子内に記憶された最小相関値よりも大きければ、該最小相関値およびその座標は、新しく決定された相関のレベルおよびその座標により置換される。相関の値とそれらそれぞれの時刻インデックスとが決定されかつ記憶されると、記憶された相関の値およびそれらの対応する座標に応答してマルチフレーム５６の境界が決定される。６つのサブマルチフレーム６２のそれぞれに対して、上述のようにＫ個の最大相関値およびそれらに対応する時刻インデックスを決定した後、記憶された座標時刻インデックスのそれぞれは、マルチフレーム５６のｋ番目の同期シーケンス・バーストの後縁であると仮定される。すなわち、記憶された座標のそれぞれは、記憶された座標が第１，第１１，第２２および第３１フレームに対応するかどうかを決定するために解析される。記憶された座標時刻インデックスは、粗同期バーストの全体が相関器８４に入ったときに最大相関値が得られるので、そのようなフレームの後縁であると仮定される。粗同期シーケンスが存在するフレーム間の間隔は既知であるから、それぞれの仮定は、後の時刻座標インデックスが予期された場所に記憶されているかどうかを決定するために解析される。この解析の詳細は、インディケータ関数により決定統計量を定義する方程式に関連して以下に詳述される。そのような座標時刻インデックスが記憶されていれば、それらの相関値は累算される。最大の累算値を有する仮定が、最大尤度の仮定を形成するものとして選択される。これに応答して全てのダウンリンク制御チャネルが捜し出され、それにより、ユーザ端末の同期が行われる。相関の最大値を決定しかつ記憶するための本発明のさまざまな実施例の動作の説明に関連して上述したように、相関の最大値およびそれらに対応する座標時刻インデックスは、図６に示されているメモリ素子８６のようなメモリ素子内に記憶される。Ｍ¹およびＭ²は、メモリ素子の記憶場所を表す。Ｍ¹およびＭ²の双方が６行Ｋ列から形成され、最大相関値および対応する座標時刻インデックスされ、ここでｋ＝１または２である。Ｍ¹は「メトリック」テーブルと呼ばれ、Ｍ²は「座標」テーブルと呼ばれる。図４に示されているフォーマッティング・スキームを再び参照しつつ、相関値およびそれらに対応する座標時刻インデックスの記憶を含む、本発明の一実施例の典型的な動作を説明する。例の目的上、ユーザ端末は、マルチフレーム５６の第１５フレームがユーザ端末において受信されたときにターンオンされる。従って、１つの粗同期シーケンス・バーストは、第１のサブマルチフレーム６２，第２のサブマルチフレーム６２，第５のサブマルチフレーム６２および第６のサブマルチフレーム６２において注意されるべきである。そして、第３および第４のサブマルチフレーム６２においては、同期シーケンスは注意されるべきではない。粗同期プロシージャ中においては、ユーザ端末は、全マルチフレーム５６の各ビット位置に対する粗同期シーケンスの相関を計算する。しかし、ソーティングは同じサブマルチフレーム６２おいてのみ行われる。メトリック・テーブルＭ¹ および座標テーブルＭ²は、以下に説明されるメモリ更新アルゴリズムにより順次更新される。図１０は、図３に示されているセット３６のようなｍシーケンスのセットから形成された同期シーケンスを含む制御信号をユーザ端末へ送信することによりユーザ端末を同期させる、本発明の一実施例の方法を示す。ブロック１６２に示されているようにこの方法に入った後、ブロック１６４に示されているように初期ウンタ（ＢＣ），領域カウンタ（ＲＣ）およびエラー・カウンタ（ＥＣ）をリセットする。次に、ブロック１６６に示されているように、ｒ_nの新しいサンプルが得られ、新しい観測ベクトルＲ_nと新しい相関値Ｃ_nとが計算される。次に、判断ブロック１６８に示されているように、ビット・カウンタが、サブマルチフレーム内のビットの総数に対応する２１，２５０の値を有するかどうかについての決定が行われる。有しなければ、ブロック１７２へのｎｏブランチがとられ、以下の規則に従ってＭ¹およびＭ²の行が更新される。はない（ｊ＝２．．．，Ｋに対して）。（ｊ＝２．．．，Ｋに対して）。ｍシーケンス法。１．スライドするウィンドウ内の最大相関であるｍａｘ｛Ｃ_n｝を見出す。次に、ブロック１７４に示されているように、ビット・カウンタが増加させられる。同期シーケンスがドッティング・シーケンスから形成される実施例においては、ビット・カウンタは１ビットだけ増加させられる。同期シーケンスがｍシーケンスから形成される実施例においては、ビット・カウンタは、ｍシーケンスの長さすなわちここでは６３ビットだけ増加させられる。ブロック１６６の操作は、６つのサブマルチフレーム６２の全てに対して繰返される。それぞれの繰返しにおいて、メモリの異なる行が用いられる。判断ブロック１６８からのｙｅｓブランチがとられれば、ブロック１７６に示されているように、領域カウンタが増加させられ、ビット・カウンタはリセットされる。その後、判断ブロック１７８に示されているように、領域カウンタが６の値を有するかどうかに関して決定が行われる。有しなければ、ブロック１７２へ帰るｎｏブランチがとられ、それにより、ブロック１６６の計算の６回の繰返しが行われる。判断ブロック１７８からのｙｅｓブランチがとられれば、メトリック・テーブルおよび座標テーブルの処理が行われる。そのような処理は、上述の仮定プロセされる。ｉ番目のマルチフレームの粗同期シーケンスバーストとｊ番目の後続粗同期シーケンスバーストとの間のビット数で表した間隔をｓ_i,jとすると、次のようになる。ただし、Ｉ（Ｘ）は、Ｘが真であるときは１であり、Ｘが偽であるときは０であされた粗同期シーケンス・バーストの場所の付近にあるかどうかを示す。それがえば図２および図３に示されているドッティング・シーケンスまたはｍシーケンその後、ブロック１８６に示されているようにｍシーケンス・バーストが捜し出され、ブロック１８８に示されているように微同期サンプルが入手される。その後、ブロック１９２に示されているように微同期が行われる。図３に示されているセット３６の拡張４４，４６は微同期プロセスを容易ならしめるための良好な自己相関性を有する完全なバースト長のシーケンスを作るので、一実施例においては、微同期の目的のために、ドッティング・シーケンス・プロシージャの利用よりも分割ｍシーケンス・プロシージャの利用の方が好ましいものとして選択される。微同期プロセスの後、ブロック１９４に示されているように次の高電力一斉送信メッセージがデコードされ、判断ブロック１９６に示されているようにＣＲＣチェックが行われる。ＣＲＣチェックに合格すれば「合格」ブランチがとられ、ブロック１９８に示されているように同期は完了する。そうでなければ、ブロック２０２への「不合格」ブランチがとられ、エラー・カウンタが増加させられ、判断ブロック２０４において、エラー・カウンタが、ここでは値が５である選択された値に達しているかどうかの決定が行われる。達していなければブロック１９４へ帰るｎｏブランチがとられ、そうでない場合はブロック１６４へ帰るｙｅｓブランチがとられる。粗同期プロシージャは、受信信号を密着させて加えることを要求する。従って、適切な粗同期パフォーマンスを生じるためには、周波数エラーがある程度まで解決されなければならない。ユーザ端末の局部発振器が＋／−２．５ｐｐｍのオフセットを有すれば、１．６ＧＨｚにおける可能な周波数エラーは±４ｋＨｚである。従って、それぞれが８０００／ＬＨｚの幅を有するＬ個の周波数ビンに± ４ｋＨｚを分割し、前のサブセクションにおいて説明したようにＬ個の並列操作を行うことができる。そのような並列操作は、ドッティング・シーケンス実施例に対し、図１１に示されている。図１１においては、周波数オフセットを補償するために、受信サンプルｒ_nはまず循環解除された後、相関器へ供給される。さらに、ドッティング・シーケンス法のために必要とされるメモリの量を削減するために、循環解除されたサンプリング値を記憶する代わりに、そのままのサンプル値ｒ_nを記憶する。しかし、Ｃ_nからＣ_n+1を得るためには、Ｃ_nからｒ_n-N-1を減算しなければならない。従って、Ｌ個の周波数ビンのためにＬ個のドッティング・シーケンス相関を与えるためには、合計２Ｌ個の複素乗算器が必要である。図１１に示されているように、記号ビットｒ_nは、シフトレジスタ２６８と複数のここではＬ個の異なるミクサ２７２とへ印加される。ミクサ２７２は、前に図７に示されたミクシング素子９６，９８に対応する。シフトレジスタ２６８の出力は、対応する複数のミクサ２７４へ印加される。各ミクサ２７２，２７４への第２の入力は、異なる周波数ｆ₁，ｆ₂の信号である。ミクサ２７２，２７４のそれぞれが発生する混合信号は相関器２８４へ印加され、これらの相関器２８４は、ここでは前に図７に示された相関器８４および電力検出器９２の回路から形成される。相関器２８４はそれぞれ、さらにメモリ装置２８６に結合されている。各相関器は相関を行い、その計算は図７に関連して前述された。メモリ装置は、そのような計算を行うために用いられるＣ_nの値を記憶する。ミクサ２７２，２７４には異なる周波数信号が印加されるので、１つの相関器により行われる相関は他の相関器に関する相関よりも増大したレベルを示し、それにより、周波数オフセットを最良に補償する。図１２は、同期シーケンスが上述の図３に示されているセット３６のようなｍシーケンスから形成されているときに、周波数エラーを訂正する本発明の一実施例を示す。ここでは、記号ビットｒ_nは、複数のここではＬ個の異なるミクサ３７２の入力ヘ印加される。ミクサ３７２は、前に図７に示されたミクシング素子９６，９８に対応する。各ミクサ３７２への第２の入力は、異なる周波数ｆ₁〜ｆ_Lの信号である。各ミクサ３７２が発生する混合信号は相関器３８４へ印加され、これらの相関器３８４は、ここでは前に図７に示された相関器８４および電力検出器９２の回路から形成される。各相関器は、ここでは、６３個のサンプルをシフト入力されるシフトレジスタ３８６を含むように示されている。シフトレジスタ内へサンプルがシフトされると、ブロック３８８に示されているように、６３のｍシーケンス相関の計算が行われる。６３の相関が計算され終わると、ブロック３９２に示されているように、相関の最大値およびその関連時刻インデックスが決定される。相関器３８４には異なる周波数信号が印加されるので、１つの相関器により行われる相関は他の相関器に関する相関よりも増大したレベルを示し、それにより、周波数オフセットを最良に補償する。同期シーケンスはユーザ端末によって削減された数の計算を用いた相関プロセスにより決定されるので、ユーザ端末の同期は速やかに行われる。同期シーケンスはまた、たとえ同期シーケンスが高レベルの減衰またはマルチパスひずみを受ける通信チャネル上へ送信されたときでも、受信機による該同期シーケンスの検出を容易ならしめる高マージンを有する。従って、この同期方法および装置の利用は、地上セルラ通信システムまたは衛星セルラ通信システムいずれのセルラ通信システムにおいても有利である。以上の説明は、本発明を実施するための好ましい例に関するものであり、本発明の範囲は必ずしもこの説明により制限されるべきではない。本発明の範囲は、以下の請求の範囲により定められる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９８年４月１４日（１９９８．４．１４）【補正内容】ユーザ端末とこれへ同期シーケンスを送信する送信機との同期は、典型的には、行われるべきかなりの数の処理ステップを必要とする。受信機により受信された信号と記憶された同期ワードとの間で、相関が典型的に行われる。受信信号の記号ビットのシーケンスが、記憶された同期ワードとの高い相関を示したときは、そのような受信記号ビットは受信機へ送信された同期シーケンスを形成しているとの決定が行われる。受信機へ送信されたシーケンスのフォーマットが既知であるときは、受信機とネットワーク局との同期がそれによって行われる。すなわち、同期シーケンスが既知のフォーマットに従って受信機へ送信されたとき、該受信機へ送信された信号の他の信号成分の位置は、同期シーケンスの位置が決定されたときに決定されうる。ボッティグリーリ他による米国特許第５，３３５，２２８号には、同期プロセスの１つの例が開示されている。ボッティグリーリ他の特許においては、入来データ・ストリーム内のそれぞれのフレームは、遠隔ユニットを該データ・ストリームのタイミングと同期させる同期用パターンを含んだサービスタイムスロットを含む。もう１つの同期スキームは、１９８８年２月１日の核科学に関するＩＥＥＥ会報第３５巻，第１号，第１９７頁から第２０４頁にＭ．ナカムラ他により開示されている。ナカムラ他は、データを光ファイバケーブル上へ送信するための直列データフォーマットを開示している。データの各行の始めには、光ファイバケーブル上へ送信されたデータを同期させるための選択されたビット・パターンを有する２つの冗長ワードが含まれている。従来から、受信記号ビットのグループはそれぞれ、記憶された同期ワードと相関させられる。従来から、受信記号ビットと記憶された同期ワードとの相関を決定するためには、記号ビットの各グループに対して一次的な数Ｎの計算が必要とされる。記号ビットの各グループが受信機により受信されたときに行われる必要のある処理ステップの数は急速に極めて著しい数になり、同期シーケンスの受信を決定するために著しい量の処理を必要とする。受信機へ送信された信号が高レベルの減衰またはマルチパスひずみを受けるときは、同期シーケンスがそれらの受信機への送信中に歪んだり減衰したりしうるので、同期シーケンスの検出はより困難となる。高マージンの同期シーケンスを受信機へ供給して受信機の送信機との同期を可能にし、かつ、行われるべき必要な処理ステップがより少数であるなんらかの方法が、有利である。セルラ通信システムのユーザ端末のような受信機の送信機との同期に関連するこの背景情報の観点から本発明の顕著な改善が発展した。発明の要約本発明は、セルラ通信システムにおいて動作可能なユーザ端末のような受信機を送信機と同期させる同期方法および関連回路を有利に提供する。ディジタル的にエンコードされた同期シーケンスが、送信機により受信機へ送信される。受信機は、選択されたフォーマットに従って送信された同期シーケンスに自身を同期させる。同期シーケンスは、複雑性を軽減された相関プロセスを用い受信機により検出されうる特性のものである。受信機の同期は、同期シーケンスを検出するために必要な計算の数が削減されているために、速やかにかつ簡単に行われる。同期シーケンスは、たとえ高レベルの減衰またはマルチパスひずみを示す通信チャネル上へ送信されたときでも、受信機による検出が容易になるように、高マージン特性のものである。本発明の回路およびその関連する同期方法は、セルラ通信システム内において動作可能なユーザ端末をネットワーク局に同期させるために、セルラ通信システムにおいて有利に用いられる。地上セルラ通信システムにおいては、同期シーケンスは、セルラ基地局において発生された制御信号の部分としてユーザ端末へ送信される。衛星セルラ通信システムにおいては、同期シーケンスは、ネットワーク制御センタにおいて発生された制御信号の部分を形成し、衛星設置トランシーバを経由してユーザ端末へ送信される。本発明の１つの態様として、同期シーケンスはドッティング・シーケンスから形成される。ドッティング・シーケンスは、互いに連結された２つの部分に分割されうる奇関数から形成されるものと考えられうる。ドッティング・シーケンスが分割されて生じると考えられうる２つの部分は、異なるビット長のものでありうる。本発明のもう１つの態様として、同期シーケンスは、実質的に同じ値の２つのｍシーケンスを含む。これら２っのｍシーケンスは、同期シーケンスの一部分を形成する。同期シーケンスは、いっしょにマルチフレームを形成するフレームのグループ内において間隔を有する選択されたタイム・スロット中において送信される。あらかじめ選択された同期シーケンスの受信された同期シーケンスとの相関を計算することにより、また、マルチフレーム内の受信された同期シーケンスの位置を決定することにより、ユーザ端末は、該ユーザ端末へ同期信号を送信したネットワーク局に同期されたことになる。従って、これらのおよびその他の態様を有する方法および関連回路は、受信機を送信機と同期させる。受信機および送信機は、通信チャネルを経由して互いに結合される。制御信号が、送信機から通信チャネル上へ送信される。この制御信号は、選択されたフォーマットに従ってフォーマットされかつ同期シーケンスを含み、各同期シーケンスは、第１の同期部分と、これに連結されかつこれと実質的に同じである第２の同期部分とから形成される。この制御信号は受信機において検出され、あらかじめ選択された同期シーケンスと受信機において検出された制御信号の諸部分との間の相関の計算が行われる。増大した相関レベルを示す制御信号の部分は、制御信号の諸部分を形成するようにフォーマットされた同期シーケンスを形成するように選択され、それにより、受信機を送信機および該送信機から送信された制御信号に同期させる。本発明と、本発明の範囲およびさらに完全な理解は、以下に簡単に要約されている添付図面と本発明のここで採用された実施例の以下の詳細な説明と添付の請求の範囲とから得ることができる。図面の簡単な説明図１は、本発明の一実施例の回路および方法を具現した衛星セルラ通信システムの機能ブロック図を示す。図２は、本発明の一実施例において同期シーケンスを形成するために用いられるドッティング・シーケンスを示す。図３は、本発明のもう１つの実施例の同期シーケンスを形成するｍシーケンスのセットを示す。図４は、同期シーケンスを含む制御信号のフォーマットを示す。図５は、図４に示されている構造に従ってフォーマットされた制御信号を発生するネットワーク制御回路の機能ブロック図を示す。図６は、本発明の一実施例のユーザ端末の機能ブロック図を示す。図７は、本発明の一実施例のユーザ端末のもう１つの機能ブロック図を示す。図８は、本発明の一実施例の図６および図７に示されているユーザ端末の部分を形成するドッティング・シーケンス相関器の機能ブロック図を示す。請求の範囲 1. 受信機（２４）を送信機（１８）と同期させる方法であって、該受信機および該送信機が通信チャネルを経由して互いに結合され、前記送信機から前記通信チャネル上へ制御信号を送信するステップであって、該制御信号が選択されたフォーマットに従ってフォーマットされかつ同期シーケンス（２６，３６）を含み、それぞれの同期シーケンスが、第１の同期部分（２８，４８）と、これに連結されかつこれと実質的に同じである第２の同期部分（３２，５２）とから形成される、前記送信ステップと、前記受信機において、前記送信ステップ中に送信された前記制御信号を検出するステップと、を含む前記方法において、あらかじめ選択された同期シーケンスと前記受信機において検出された前記制御信号の複数の部分のそれぞれとの間の相関のレベルを計算するステップと、前記受信機において前記相関ステップ中に、増大した相関レベルを示す前記制御信号の部分を選択するステップであって、前記増大した相関レベルを示す前記制御信号の前記部分が、該制御信号の諸部分を形成するようにフォーマットされた前記同期シーケンスであり、前記選択が前記受信機を、前記送信機および該送信機から送信された前記制御信号に同期させる、前記選択ステップと、を含むことを特徴とする、方法。 2. 前記送信ステップ中に送信される前記制御信号が、記号ビットのフレーム（５８）であって、それぞれのフレームが固定時間長のスロットに分割され、かつフレームのグループがマルチフレーム（５６）を画定する、前記記号ビットのフレーム（５８）を含む、請求項１に記載の方法。 3. 前記制御信号の諸部分を形成する前記同期シーケンスが、前記フレームの選択されたものの諸部分として送信され、前記フレームの前記選択されたものの前記同期シーケンスが、前記制御信号が前記選択されたフォーマットに従ってフォーマットされた前記選択されたフォーマットによる、異なる数のフレームだけ相互にオフセットされている諸部分を形成する、請求項２に記載の方法。 4. 前記選択ステップが、前記増大した相関レベルを示す前記制御信号の前記部分から形成された前記同期シーケンスのフレーム位置を決定するステップをさらに含む、請求項３に記載の方法。 5. 前記制御信号の選択された諸部分の相関値および位置座標を記憶するステップをさらに含む、請求項４に記載の方法。 6. 前記記憶ステップ中に記憶された前記選択された諸部分の前記相関値が、選択された期間内における最大値を有する相関を含む、請求項５に記載の方法。 7. 前記選択された期間が時間ウィンドウを画定し、いずれの１つの時間ウィンドウ内にも、前記記憶ステップ中に記憶された１つより多くの前記相関値および前記位置座標が存在しない、請求項６に記載の方法。 8. 前記選択された期間が、前記マルチフレームの小さいサブマルチフレーム部分（６２）に対応し、フレーム長の前記サブマルチフレーム部分および前記異なる数のフレームが、それぞれのサブマルチフレーム部分中に１つより多くの同期シーケンスが送信されないように前記同期シーケンスを隔てている、請求項６に記載の方法。 9. それぞれのマルチフレーム中において第１の数の同期シーケンスが送信され、それぞれのマルチフレームが第２の数のサブマルチフレーム部分から形成され、前記第２の数が前記第１の数よりも大きい、請求項８に記載の方法。 10．前記送信ステップ中に送信される前記制御信号の前記同期シーケンス形成部分がドッティング・シーケンス（２６）を含み、前記第１の同期部分および前記第２の同期部分が実質的に同じビット長のドッティング・シーケンス部分（２８，３２）を含む、請求項１に記載の方法。 11．前記相関ステップが、前記検出ステップ中に検出された前記制御信号のオーバラップ部分を相関せしめるステップを含む、請求項１０に記載の方法。 12．前記相関ステップが、連続ビット記号の信号値と前に決定された相関値との差を決定するステップを含む、請求項１０に記載の方法。 13．前記送信ステップ中に送信される前記制御信号の諸部分を形成する前記同期シーケンスのそれぞれが、２つのｍシーケンス（３８，４２）のセット（３６）を含み、前記第１の同期部分および前記第２の同期部分がそれぞれ前記２つのｍシーケンスの１つを含む、請求項１に記載の方法。 14．前記相関ステップが、前記検出ステップ中に検出された前記制御信号のオーバラップしない部分を相関せしめるステップを含む、請求項１３に記載の方法。 15．前記相関ステップが、前記検出ステップ中に検出された前記制御信号の選択された部分をバッファするステップと、前記ｍシーケンスのセットのｍシーケンスに対応する値の受信機記憶シーケンスを記憶するステップと、前記バッファステップ中にバッファされた選択された順次部分を前記受信機記憶シーケンスと相関せしめるステップと、を含む、請求項１３に記載の方法。 16．前記バッファするステップ中にバッファされた前記選択された順次部分の相関値の選択された数の最大値とその位置座標とを記憶するステップをさらに含む、請求項１５に記載の方法。 17．前記相関値を記憶する前記ステップ中に記憶された前記相関値の相関値を、前記バッファステップ中にバッファされた選択された順次部分が、前記相関値を記憶する前記ステップ中に記憶された前記最大値の少なくとも１つの前記選択された数の相関値よりも大きい相関値を示すときに置換するステップをさらに含む、請求項１６に記載の方法。 18．通信システムであって、第１の通信局（１８）と第２の通信局（２４）とを同期させる回路であって、前記第１および第２の通信局がそれぞれ通信チャネルを経由して互いに結合されており、前記回路が、前記第１の通信局に配置された制御信号発生器（７２，７４，７６，７８）であって、該制御信号発生器が前記通信チャネル上へ制御信号を発生して送信し、該制御信号が選択されたフォーマットに従ってフォーマットされかつ同期シーケンス（２６，３６）を含み、それぞれの同期シーケンスが、第１の同期部分（２８、４８）と、これに連結されかつこれと実質的に同じ第２の同期部分（３２，５２）とから形成される、前記制御信号発生器（７２，７４，７６，７８）と、前記第２の通信局に配置された制御信号検出器（８２）であって、該制御信号検出器が、前記制御信号発生器により発生させられ送信された前記制御信号を検出する、前記制御信号検出器（８２）と、を有する通信システムにおいて、前記回路が、前記制御信号検出器に結合された相関器（８４）であって、該相関器が、あらかじめ選択された同期シーケンスと前記制御信号検出器により検出された前記制御信号の複数の諸部分のそれぞれとの間の相関のレベルを計算する、前記相関器（８４）と、前記相関器に結合されたセレクタ（８８）であって、該セレクタが、増大したレベルの相関を示す前記制御信号の諸部分を選択し、前記増大したレベルの相関を示す前記制御信号の前記諸部分が、前記制御信号の諸部分を形成するようにフォーマットされた前記同期シーケンスであり、前記セレクタが前記第２の通信局を前記第１の通信局と同期させる、前記セレクタ（８８）と、を含むことを特徴とする、通信システム。 19．送信機（１８）と同期可能である受信機（２４）であって、前記受信機への制御信号の送信を検出する制御信号検出器（８２）であって、前記制御信号が前記送信機により送信され、前記制御信号が選択されたフォーマットに従ってフォーマットされかつ同期シーケンス（２６，３６）を含み、それぞれの同期シーケンスが、第１の同期部分（２８，４８）と、これに連結されかつこれと実質的に同じ第２の同期部分（３２、５２）とから形成される、前記制御信号検出器（８２）を有する受信機において、前記制御信号検出器に結合した相関器（８４）であって、該相関器が、あらかじめ選択された同期シーケンスと前記制御信号検出器により検出された前記制御信号の複数の諸部分のそれぞれとの間の相関のレベルを計算する、前記相関器（８４）と、前記相関器に結合したセレクタ（８８）であって、該セレクタが、増大したレベルの相関を示す前記制御信号の諸部分を選択し、前記増大したレベルの相関を示す前記制御信号の前記諸部分が、前記制御信号の諸部分を形成するようにフォーマットされた前記同期シーケンスであり、前記セレクタが前記受信機局を前記送信機と同期させる、前記セレクタ（８８）と、を含むことを特徴とする、受信機。【図１１】【図１２】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ (72)発明者レインホルド，スタンレイ，エル. アメリカ合衆国27511 ノースカロライナ州ケイリイ，タングルウッドドライブ 1119 (72)発明者ハッサン，アメル，エイ. アメリカ合衆国27513 ノースカロライナ州ケリリイ，キイウエストミューズ 412 (72)発明者デント，ポール，ダブリュ. アメリカ合衆国27312 ノースカロライナ州ピッツボロ，イーグルポイントロード 637

Claims

【特許請求の範囲】 1. 受信機を送信機と同期させる方法であって、該受信機および該送信機が通信チャネルを経由して互いに結合される前記方法において、前記送信機から前記通信チャネル上へ制御信号を送信するステップであって、該制御信号が選択されたフォーマットに従ってフォーマットされかつ同期シーケンスを含み、それぞれの同期シーケンスが、第１の同期部分と、これに連結されかつこれと実質的に同じである第２の同期部分とから形成される、前記送信ステップと、前記受信機において、前記送信ステップ中に送信された前記制御信号を検出するステップと、前記受信機において検出された前記制御信号の諸部分を相関せしめるステップと、前記受信機において前記相関ステップ中に、増大した相関レベルを示す前記制御信号の部分を選択するステップであって、前記増大した相関レベルを示す前記制御信号の前記部分が、該制御信号の諸部分を形成するようにフォーマットされた前記同期シーケンスであり、それにより前記受信機を、前記送信機および該送信機から送信された前記制御信号に同期させる、前記選択ステップと、を含む、方法。 2. 前記送信ステップ中に送信される前記制御信号が、記号ビットのフレームであって、それぞれのフレームが固定時間長のスロットに分割され、かつフレームのグループがマルチフレームを画定する、前記記号ビットのフレームを含む、請求項１に記載の方法。 3. 前記制御信号の諸部分を形成する前記同期シーケンスが、前記フレームの選択されたものの諸部分として送信され、前記フレームの前記選択されたものの前記同期シーケンスが、前記制御信号が前記選択されたフォーマットに従ってフォーマットされた前記選択されたフォーマットによる、異なる数のフレームだけ相互にオフセットされている諸部分を形成する、請求項２に記載の方法。 4. 前記選択ステップが、前記増大した相関レベルを示す前記制御信号の前記部分から形成された前記同期シーケンスのフレーム位置を決定するステップをさらに含む、請求項３に記載の方法。 5. 前記相関ステップが、前記制御信号の選択された諸部分の相関値および位置座標を記憶するステップをさらに含む、請求項４に記載の方法。 6. 前記記憶ステップ中に記憶された前記選択された諸部分の前記相関の前記相関値が、選択された期間内における最大値を有する相関を含む、請求項５に記載の方法。 7. 前記選択された期間が時間ウィンドウを画定し、いずれの１つの時間ウィンドウ内にも、前記記憶ステップ中に記憶された１つより多くの前記相関値および前記位置座標が存在しない、請求項６に記載の方法。 8. 前記選択された期間が、前記マルチフレームの小さいサブマルチフレーム部分に対応し、フレーム長の前記サブマルチフレーム部分および前記異なる数のフレームが、それぞれのサブマルチフレーム部分中に１つより多くの同期シーケンスが送信されないように前記同期シーケンスを隔てている、請求項６に記載の方法。 9. それぞれのマルチフレーム中において第１の数の同期シーケンスが送信され、それぞれのマルチフレームが第２の数のサブマルチフレーム部分から形成され、前記第２の数が前記第１の数よりも大きい、請求項８に記載の方法。 10．前記送信ステップ中に送信される前記制御信号の前記同期シーケンス形成部分がドッティング・シーケンスを含み、前記第１の同期部分および前記第２の同期部分が実質的に同じビット長のドッティング・シーケンス部分を含む、請求項１に記載の方法。 11．前記相関ステップが、前記検出ステップ中に検出された前記制御信号のオーバラップ部分を相関せしめるステップを含む、請求項１０に記載の方法。 12．前記相関ステップが、連続ビット記号の信号値と前に決定された相関値との差を決定するステップを含む、請求項１０に記載の方法。 13．前記送信ステップ中に送信される前記制御信号の諸部分を形成する前記同期シーケンスのそれぞれが、２つのｍシーケンスのセットを含み、前記第１の同期部分および前記第２の同期部分がそれぞれ前記２つのｍシーケンスの１つを含む、請求項１に記載の方法。 14．前記相関ステップが、前記検出ステップ中に検出された前記制御信号のオーバラップしない部分を相関せしめるステップを含む、請求項１３に記載の方法。 15．前記相関ステップが、前記検出ステップ中に検出された前記制御信号の選択された部分をバッファするステップと、前記ｍシーケンスのセットのｍシーケンスに対応する値の受信機記憶シーケンスを記憶するステップと、前記バッファステップ中にバッファされた選択された順次部分を前記受信機記憶シーケンスと相関せしめるステップと、を含む、請求項１３に記載の方法。 16．前記相関ステップが、選択された数の最大値の相関の相関値およびその位置座標を記憶するステップをさらに含む、請求項１５に記載の方法。 17．前記相関ステップが、前記相関値を記憶する前記ステップ中に記憶された前記相関値の相関値を、前記バッファステップ中にバッファされた選択された順次部分が、前記相関ステップ中に記憶された前記最大値の少なくとも１つの前記選択された数の相関値よりも大きい相関値を示すときに置換するステップをさらに含む、請求項１６に記載の方法。 18．第１の通信局および第２の通信局を有する通信システムにおいて、前記第１および第２の通信局がそれぞれ通信チャネルを経由して互いに結合されており、前記通信システムがさらに、前記第２の通信局を前記第１の通信局と同期させる回路の前記第１および第２の通信局との組合せを有し、前記回路が、前記第１の通信局に配置された制御信号発生器であって、該制御信号発生器が前記通信チャネル上へ制御信号を発生して送信し、該制御信号が選択されたフォーマットに従ってフォーマットされかつ同期シーケンスを含み、それぞれの同期シーケンスが、第１の同期部分とこれに連結されかつこれと実質的に同じ第２の同期部分とから形成される、前記制御信号発生器と、前記第２の通信局に配置された制御信号検出器であって、該制御信号検出器が、前記制御信号発生器により発生せしめられ送信された前記制御信号を検出する、前記制御信号検出器と、前記制御信号検出器に結合した相関器であって、該相関器が、前記制御信号検出器により検出された前記制御信号の諸部分を相関せしめる、前記相関器と、前記相関器に結合したセレクタであって、該セレクタが、増大したレベルの相関を示す前記制御信号の諸部分を選択し、前記増大したレベルの相関を示す前記制御信号の前記諸部分が、前記制御信号の諸部分を形成するようにフォーマットされた前記同期シーケンスであり、それにより前記第２の通信局を前記第１の通信局と同期させる、前記セレクタと、を含む、通信システム。 19．送信機と同期可能である受信機において、該受信機が、前記受信機への制御信号の送信を検出する制御信号検出器であって、前記制御信号が前記送信機により送信され、前記制御信号が選択されたフォーマットに従ってフォーマットされかつ同期シーケンスを含み、それぞれの同期シーケンスが、第１の同期部分とこれに連結されかつこれと実質的に同じ第２の同期部分とから形成される、前記制御信号検出器と、前記制御信号検出器に結合した相関器であって、該相関器が、前記制御信号検出器により検出された前記制御信号の諸部分を相関せしめる、前記相関器と、前記相関器に結合したセレクタであって、該セレクタが、増大したレベルの相関を示す前記制御信号の諸部分を選択し、前記増大したレベルの相関を示す前記制御信号の前記諸部分が、前記制御信号の諸部分を形成するようにフォーマットされた前記同期シーケンスであり、それにより前記受信機局を前記送信機と同期させる、前記セレクタと、を含む、受信機。 20．受信機への通信チャネル上へ通信信号を送信する送信機回路を有する送信機における同期回路の改善であって、該同期回路が、制御信号を発生する制御信号発生器であって、前記制御信号が選択されたフォーマットに従ってフォーマットされかつ同期シーケンスを含み、それぞれの同期シーケンスが、第１の同期部分とこれに連結されかつこれと実質的に同じ第２の同期部分とから形成される、前記制御信号発生器を含む。