JP2005086336A - 自動周波数制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 TDMA方式とCDMA方式とに対応し、AFC制御の引き込みに要する時間を短縮させると共に、引き込み後に残留する周波数誤差を低減すること。
【解決手段】 CDMAの周波数帯域に対応したAFC装置100が、CDMAのキャリア周波数についてAFC制御を行い、引き込み後のキャリア周波数の偏差に相当する訂正値を算出する。算出された訂正値は補正部121でTDMA用の訂正値に補正され、TDMAの周波数帯域に対応したAFC装置150が補正部121で補正されたTDMA用の訂正値をAFC制御の初期値として用いる。
【選択図】 図1
【解決手段】 CDMAの周波数帯域に対応したAFC装置100が、CDMAのキャリア周波数についてAFC制御を行い、引き込み後のキャリア周波数の偏差に相当する訂正値を算出する。算出された訂正値は補正部121でTDMA用の訂正値に補正され、TDMAの周波数帯域に対応したAFC装置150が補正部121で補正されたTDMA用の訂正値をAFC制御の初期値として用いる。
【選択図】 図1
Description
本発明は、自動周波数制御装置に関し、例えば、デュアルモードの通信端末装置に適用して好適なものである。
基地局と通信端末との間でキャリア周波数にずれ(以下、「周波数誤差」という)があると、受信側で受信信号を復調する際に、データの判定精度が劣化し、通信品質が低下してしまう。この周波数誤差が生じる原因としては、通信端末の移動によるドップラーシフトや、温度変化による通信端末のクロック周波数ドリフトなどが挙げられる。
このような周波数誤差による通信品質の低下を回避するため、自動周波数制御装置(Automatic Frequency Controller:以下、「AFC装置」という)がある。AFC装置は、送受信間で生じる周波数誤差を検出し、周波数誤差を低減することにより、通信品質の低下を回避している。
従来のAFC装置の基本構成は、非特許文献1に基本原理が示されており、また、特許文献1に記載のAFC装置が知られている。図7は、従来の自動周波数制御装置の構成を示すブロック図である。この図において、ダウンコバータ1は、キャリア周波数の信号をベースバンド信号にダウンコンバートし、ダウンコンバートされたベースバンド信号をA/D変換部2に出力する。具体的には、入力されたキャリア周波数信号はミキサ11aで、周波数シンセ13から出力された信号が乗算され、また、ミキサ11bで周波数シンセ13から出力された信号のπ/2位相シフトされた信号が乗算される。これにより、キャリア周波数信号が直交復調され、I成分及びQ成分のベースバンド信号(IQ信号)に変換される。IQ信号はA/D変換部2に出力される。
A/D変換部2は、ダウンコンバータ1から出力されたIQ信号について、I成分をLPF(Low Pass Filter)21aで、Q成分をLPF21bでそれぞれ帯域制限し、帯域制限した信号をA/D変換器22a、22bにおいて標本化周波数を満たす所定のサンプリングレートでサンプリングし、ディジタル値のベースバンド信号に変換する。ディジタル値のベースバンド信号は周波数誤差推定部3に出力される。
周波数誤差推定部3は、A/D変換部2から出力されたベースバンド信号のI成分及びQ成分が復調器31及び判定部33に入力される。復調器31は、I成分及びQ成分それぞれのベースバンド信号を復調し、復調後のベースバンド信号を位相算出器32に出力する。位相算出器32は、復調器31から出力されたベースバンド信号に基づいて、送受信間での周波数誤差を算出する。具体的には、I/Qの逆正接、すなわち、tan-1(I/Q)を算出し、シンボルの瞬時位相誤差とし、この瞬時位相誤差の時間変化に基づいて周波数誤差が推定される。推定された周波数誤差は訂正値算出部4に出力される。判定部33は、A/D変換部2から出力されたベースバンド信号のSNR(Signal to Noise Ratio)やCIR(Carrier to Interference Ratio)等に基づいて、位相算出器32で得られる周波数誤差が有効であるか否かが判定される。この判定結果は訂正値算出部4に通知される。
訂正値算出部4は、周波数誤差推定部3から出力された周波数誤差とこの周波数誤差が有効か無効かを示す判定結果とが平均化部41に入力される。平均化部41は、判定部33から通知された判定結果が有効であることを示す場合には、周波数誤差を平均化し、平均化した周波数誤差(Δfavとする)を周波数比較器42に出力する。また、判定結果が無効であることを示す場合には、周波数誤差の平均化を行わない。なお、平均化方法としては、移動平均、区間平均、カルマンフィルタによる方法などがある。
周波数比較器42は、平均化部41から出力された周波数誤差(Δfav)と基準周波数(「0」とする)とを比較する。すなわち、両者の差分(−Δfav)を算出し、算出結果(比較結果)を乗算器43に出力する。ちなみに、基準周波数を「0」とするので、比較結果は周波数誤差Δfavの符号が反転した−Δfavとなる。乗算器43は、周波数比較器42での比較結果にフィードバックの割合を決定するループファクタKを乗算し、乗算結果を加算器45に出力する。
遅延器44は、加算器45で前回算出された加算結果を保持しており、前回の加算結果を加算器45に出力する。加算器45は、乗算器43から出力された信号と遅延器44から出力された前回の加算結果が加算される。この加算により得られた結果は、キャリア周波数の偏差に相当する訂正値である。訂正値算出部4により算出された訂正値はD/A変換器(Digital Analog Converter)5と遅延器44に出力される。遅延器44と加算器45は積分器として機能し、乗算器43と積分器は順序が入れ替わってもよい。
D/A変換器5は訂正値算出部4から出力された訂正値を電圧に変換し、変換した電圧を電圧制御発信器6に与える。電圧制御発振器6は、D/A変換器5から与えられた電圧に応じた周波数を発振し、周波数シンセ13の基準周波数とする。このとき、周波数シンセ13は、前回発振した周波数に対して−Δfav・Kだけずらした周波数を発振し、最終的に周波数誤差が「0」となるようにしている。
ところで、近年、GSM(Global System for Mobile Communication)やPDC(Personal Digital Cellular)といったTDMA(Time Division Multiple Access)方式や、さらにはW−CDMA(Wideband-Code Division Multiple Access)といったCDMA方式など、複数の無線通信方式(以下、「デュアルモード」という)に対応した通信装置が検討されている。異なる無線通信方式では、使用される周波数帯域も異なり、上述したようなAFC装置もそれぞれの方式(周波数帯域)に対応して通信装置に備えられるものである。
特許第2556196号公報(第1図)
"Theory of the Band-Centering AFC System"(IRE Transactions on Circuit Theory, pp.324-330)
しかしながら、上述した従来のAFC装置では、ループファクタに依存して周波数誤差の変動をほぼ「0」とする(以下、「引き込み」という)までに要する時間と、引き込み後に残留する周波数誤差との間にはトレードオフがあり、引き込み後に残留する周波数誤差を所定値以下に抑えるためには引き込みに要する時間が長くかかるという問題がある。
また、AFC装置が動作するためには、ある程度のバーストが受信され、これらのバーストに基づいて周波数誤差を求めて訂正値を算出する必要があり、TDMA方式、とりわけGSM方式では、自セルの周波数バースト受信、同期バースト受信、ノーマルバースト受信の順に処理を行い、AFC装置を安定状態に持ち込む。このため、仕様上、周波数誤差のサンプル数が少ない動作モードの場合、例えば、個別チャネルモードのDL−DTX(通話無しの場合、トラフィックチャネルの下り送信が無くなる:3GPP TS05.08参照)中のハンドオーバにおいて、移行先セルの下り周波数同期は制御の拠り所となる受信バーストが少数しか得られないため、その間に大きな周波数変動が生じると上り周波数がシステム仕様の規定範囲(0.1ppm)を越えてしまい、ハンドオーバ後のメッセージ伝達を行うことができず、回線が切断されるという問題がある。
また、CDMAでユーザが通話ないしはデータ通信状態(以下、「active」という)の時、ハンドオーバ先の候補として隣接するTDMAセルの受信品質の測定に際し、AFCをTDMAセルに最適となるよう短時間に切り替えることができず、CDMA受信時のAFCを固定してTDMAの受信品質を測定するため、周波数誤差が生じてしまいTDMAの受信品質測定の確度が下がるという問題がある。
また、CDMAからTDMAへのハンドオーバと、CDMA active中のTDMA受信品質測定動作に共通の課題として、端末装置は電池やバッテリなどの内部電源を用いることから、デュアルモードに対応していても消費電力を削減するため、主に1つの通信方式で受信処理を行い、他の通信方式の受信処理は待ち受けやシステム間ハンドオーバなどに限り、通電と処理時間を最低限に抑える必要がある。このため、待ち受けやシステム間ハンドオーバなどの受信処理を行う他の通信方式について、AFC装置は短時間で引き込みを行うことが要求され、上述した従来のAFC装置の動作のみでは消費電力を十分に削減することができないという問題がある。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、TDMA方式とCDMA方式とに対応し、AFC制御の引き込みに要する時間を短縮させると共に、引き込み後に残留する周波数誤差を低減する自動周波数制御装置を提供することを目的とする。
かかる課題を解決するため、本発明の自動周波数制御装置は、第1の無線通信方式に対応した第1の自動周波数制御装置と、第2の無線通信方式に対応した第2の自動周波数制御装置とを具備する自動周波数制御装置であって、前記第1の自動周波数制御装置で引き込み後に得られた第1の無線通信方式のキャリア周波数の偏差に相当する第1の訂正値を前記第2の無線通信方式の第2の訂正値に補正する補正手段を具備し、前記第2の自動周波数制御装置は、前記補正手段により補正された前記第2の訂正値を用いる構成を採る。
この構成によれば、第1の自動周波数制御装置で引き込み後に得られた第1の訂正値を補正した第2の訂正値を第2の自動周波数制御装置が用いることにより、第2の自動周波数制御装置が引き込みに要する時間を短縮することができると共に、引き込み後に残留する周波数誤差を低減することができる。
本発明の自動周波数制御装置は、上記構成において、前記補正手段が、前記第1の訂正値に対して、第1の無線通信方式と第2の無線通信方式の各キャリア周波数と、前記第1及び第2の無線通信方式のセルの位置関係に対する移動方向に基づいてドップラーシフトの補正を行う構成を採る。
この構成によれば、第1の訂正値に対して、第1の無線通信方式と第2の無線通信方式の各キャリア周波数と、第1及び第2の無線通信方式のセルの位置関係に対する移動方向に基づいてドップラーシフトの補正を行うことにより、移動時に生じるドップラーシフトに起因する周波数誤差を低減することができる。
本発明の自動周波数制御装置は、上記構成において、前記第1及び第2の無線通信方式のセルの位置関係に対する移動方向を正又は負の符号で表す構成を採る。
この構成によれば、例えば、第1の無線通信方式のセルに近づく一方、第2の無線通信方式のセルから遠ざかったりする場合、また、第1の無線通方式のセルから遠ざかる一方、第2の無線通信方式のセルに近づく場合、これらを正又は負の符号で表すことにより、ドップラーシフトの補正に要するシステムの処理負担を軽減することができる。
本発明の自動周波数制御装置は、上記構成において、前記第2の自動周波数制御装置が、第1の無線通信方式での通信中に第2の無線通信方式の隣接セルの受信品質を測定する際、前記補正手段により補正された前記第2の訂正値を用いる構成を採る。
この構成によれば、第1の無線通信方式での通信中に第2の無線通信方式の隣接セルの受信品質を測定する際、補正手段により補正された第2の訂正値を用いることにより、第2の自動周波数制御装置の引き込みに要する時間を短縮し、受信品質の測定確度を向上させることができる。
本発明の自動周波数制御装置は、上記構成において、前記第2の自動周波数制御装置が、第1の無線通信方式から第2の無線通信方式へのハンドオーバ後の初期動作で、前記補正手段により補正された前記第2の訂正値を用いる構成を採る。
この構成によれば、第1の無線通信方式から第2の無線通信方式へのハンドオーバの初期動作で、第2の自動周波数制御装置が補正手段により補正された前記第2の訂正値を用いることにより、第2の自動周波数制御装置の引き込みに要する時間を短縮することができるので、ハンドオーバを行うことができずに回線が切断されてしまうことを回避することができる。
本発明の自動周波数制御装置は、前記補正手段が、前記第2の無線通信方式での通信中に前記第1の自動周波数制御装置が第1の無線通信方式のセルの受信品質を測定するモードで、第1の無線通信方式のキャリア周波数の偏差に相当する第1の訂正値を前記第2の自動周波数制御装置が用いる補間値に補正する構成を採る。
この構成によれば、補正手段が、第1の無線通信方式のキャリア周波数の偏差に相当する第1の訂正値を第2の自動周波数制御装置が用いる補間値に補正することにより、第2の無線通信方式において、受信バースト数が少ない動作モードでも、第2の自動周波数制御装置は補間値を用いることにより、自動周波数制御の確度を高く保つことができる。
本発明の無線通信装置は、上記いずれかに記載の自動周波数制御装置を具備する構成を採る。
この構成によれば、第1の自動周波数制御装置で引き込み後に得られた第1の訂正値を補正した第2の訂正値を第2の自動周波数制御装置が用いることにより、第2の自動周波数制御装置が引き込みに要する時間を短縮することができると共に、引き込み後に残留する周波数誤差を低減することができる。
以上説明したように、本発明によれば、CDMAの周波数帯域に対応した第1のAFC装置でCDMAのキャリア周波数について自動周波数制御を行い、引き込み後のキャリア周波数の偏差に相当する訂正値を、TDMAの周波数帯域に対応した第2のAFC装置で用いることにより、第2のAFC装置が引き込みに要する時間を短縮することができ、受信確度を向上させることができる。
本発明者は、CDMA方式では周波数誤差の推定が共通パイロットチャネルに基づいて行われており、共通パイロットチャネルは基地局装置から常時送信されているため、通信端末では連続して周波数誤差の推定が行われることに着目して本発明をするに到った。すなわち、本発明の骨子は、CDMAの周波数帯域に対応した第1のAFC装置でCDMAのキャリア周波数について自動周波数制御を行い、引き込み後のキャリア周波数の偏差に相当する訂正値をTDMAの周波数帯域に対応した第2のAFC装置にて用いることである。
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る自動周波数制御装置の構成を示すブロック図である。AFC(Automatic Frequency Controller)装置100はCDMA方式の信号(CDMA信号)について、AFC装置150はTDMA方式の信号(TDMA信号)についてそれぞれ自動周波数制御を行う。以下、AFC装置100の内部構成について説明する。
図1は、本発明の実施の形態1に係る自動周波数制御装置の構成を示すブロック図である。AFC(Automatic Frequency Controller)装置100はCDMA方式の信号(CDMA信号)について、AFC装置150はTDMA方式の信号(TDMA信号)についてそれぞれ自動周波数制御を行う。以下、AFC装置100の内部構成について説明する。
図1において、ダウンコバータ101は、キャリア周波数の信号をベースバンド信号にダウンコンバートし、I成分及びQ成分のベースバンド信号をA/D変換部102に出力する。
A/D変換部102は、ダウンコンバータ101から出力されたI成分及びQ成分のIF信号について、帯域制限後、標本化周波数を満たす所定のサンプリングレートでサンプリングし、ディジタル値のベースバンド信号に変換する。ディジタル値のベースバンド信号は周波数誤差推定部103に出力される。
周波数誤差推定部103は、IQそれぞれのベースバンド信号を復調し、復調後のベースバンド信号に基づいて、送受信間での周波数誤差を算出する。すなわち、tan-1(I/Q)を算出し、算出結果をシンボルの瞬時位相誤差とし、この瞬時位相誤差の時間変化に基づいて周波数誤差が推定される。推定された周波数誤差は訂正値算出部104に出力される。また、周波数誤差推定部103は、A/D変換部102から出力されたベースバンド信号のSNR(Signal to Noise Ratio)やCIR(Carrier to Interference Ratio)等に基づいて、周波数誤差推定部103で得られた周波数誤差が有効であるか否かが判定され、判定結果を訂正値算出部104に通知する。
訂正値算出部104は、周波数誤差推定部103から出力された判定結果が有効である周波数誤差を平均化し、平均化した周波数誤差と基準周波数とを比較し、両者の差分を算出する。そして、算出された差分にフィードバックの割合を決定するループファクタを乗算し、乗算結果に基づいた訂正値をD/A変換部105及び補正部121に出力する。なお、この訂正値は、CDMA方式のキャリア周波数の偏差に相当する値である。
D/A変換部105は訂正値算出部104から出力された訂正値を電圧に変換し、変換した電圧を電圧制御発振器106に与える。電圧制御発振器106はD/A変換部105から与えられた電圧に応じて、訂正値算出部104における基準周波数との誤差がなくなるような周波数を発振する。
なお、AFC装置150の内部構成については、AFC装置100とほぼ同じ構成なので、その詳細な説明は省略する。AFC装置150がAFC装置100と異なる点は、訂正値算出部154から出力された信号(訂正値)が切替器123を介してD/A変換部155に入力される点である。
ここで、補正部121及び切替制御部122について説明する。補正部121はAFC装置100で算出されたCDMA用の訂正値をTDMAのAFC制御に使用する訂正値(TDMA用の訂正値)に補正する。訂正値は後述する式(1)及び式(2)に基づいて絶対値が求められ、符号は同じく後述する自セルの中心と通信端末の位置関係により求められる。補正された訂正値は切替器123に出力される。補正の方法については後述する。
切替器123は、切替制御部122の制御にしたがって、補正部121から出力された補正後の訂正値と訂正値算出部154から出力された訂正値とのいずれかをD/A変換部155に出力する。
切替制御部122は、補正部121から出力されるCDMA用の訂正値を補正したTDMA用の訂正値と訂正値算出部154から出力されるTDMA用の訂正値のいずれかをD/A変換部155に出力するように、後述する所定のタイミングで切替器123を制御する。
次に、補正部121における補正方法について説明する。この補正では、移動により生じるドップラーシフトは下りの無線周波数の違いが考慮して行われる。例えば、図2に示すように、CDMAとTDMAの基地局が同じ位置に存在する場合、この基地局のCDMA方式におけるセル内を通信端末が移動しているとする。CDMAの下りキャリア周波数をfc_CDMA、また、このドップラー周波数をfd_CDMAとし、TDMAの下りキャリア周波数をfc_TDMA、また、求めるドップラー周波数をfd_TDMAとすると、補正すべきドップラー周波数は次のようになる。
なお、ドップラーシフトはCDMAセルとTDMAセルとの位置関係に対する移動方向によって正または負となるので、この点も考慮する必要がある。すなわち、正負を判断するためは、次の4つの場合分けを行うことになる。
(A)通信端末がCDMAセルに近づき、TDMAセルに近づく方向に移動する場合、fd_CDMAでは正、fd_TDMAでは正となる。
(B)通信端末がCDMAセルに近づき、TDMAセルから遠ざかる方向に移動する場合、fd_CDMAでは正、fd_TDMAでは負となる。
(C)通信端末がCDMAセルから遠ざかり、TDMAセルに近づく方向に移動する場合、fd_CDMAでは負、fd_TDMAでは正となる。
(D)通信端末がCDMAセルから遠ざかり、TDMAセルからも遠ざかる方向に移動する場合、fd_CDMAでは負、fd_TDMAでは負となる。
(A)通信端末がCDMAセルに近づき、TDMAセルに近づく方向に移動する場合、fd_CDMAでは正、fd_TDMAでは正となる。
(B)通信端末がCDMAセルに近づき、TDMAセルから遠ざかる方向に移動する場合、fd_CDMAでは正、fd_TDMAでは負となる。
(C)通信端末がCDMAセルから遠ざかり、TDMAセルに近づく方向に移動する場合、fd_CDMAでは負、fd_TDMAでは正となる。
(D)通信端末がCDMAセルから遠ざかり、TDMAセルからも遠ざかる方向に移動する場合、fd_CDMAでは負、fd_TDMAでは負となる。
このように4つに場合分けしたうち(A)及び(D)の場合には式(1)を用い、上記(B)及び(C)の場合には式(2)を用いる。なお、伝送路の状態がフェージングによって時間変動することから、符号の判定には最新のサンプルが反映された平均値を用いる。この動作について図3に示す。
図3は、本発明の実施の形態1に係る自動周波数制御装置の動作を説明するための模式図である。この図では、説明の便宜上、CDMAがmeasurement(受信品質測定)状態であるとし、TDMAがactive状態でCDMA用の訂正値をTDMA用の訂正値に補正する場合を示している。
CDMAの復調によって得られたfd_CDMA(網掛け部分)を用いて、最新の平均値を求める。これをCDMAの訂正値とする。また、TDMAの復調によって得られたfd_TDMA(網掛け部分)を用いて、最新の平均値を求める。そして、平均化されたfd_CDMA(CDMAの訂正値)と平均化されたfd_TDMAの符号を用いて、適用される式が式(1)であるか式(2)であるかが選択される。
式(1)又は式(2)の計算により得られたfd_TDMAは、復調で得られる有効なfd_TDMAがない場合(DL−DTX状態)、TDMA用のAFC装置が補間値として用いる。
各々の通信方式で得られる周波数情報は、一般に、一方の通信方式ではactive状態で、もう一方の通信方式では受信品質測定動作を行うので、平均化に使用されるサンプル数は各通信方式で異なっていてもよく、各々で決めることができるものとする。すなわち、active状態の通信方式では受信中のため周波数誤差情報の得られる周期は比較的短いので、平均数を多くとれるが、受信品質測定状態の通信方式では周波数誤差情報の得られる周期が比較的長いので、平均数を少なくとれるものとする。その値を用いてCDMAセル及びTDMAセルについて通信端末がそれぞれ算出した各周波数誤差推定値の平均化による結果の符号が一致している場合には、fd_TDMAの符号とfd_CDMAの符号とが一致することを示す式(1)が選択される。また、通信端末が算出した各周波数誤差推定値の平均化による結果の符号が一致しない場合には、fd_TDMAの符号はfd_CDMAの符号が反転する式(2)が選択される。なお、上記式(1)、式(2)のfd_CDMAは、上述した符号判定のために行った周波数誤差情報の平均値そのものか、あるいは別の平均化方法または平均化数をとる手段で得られた値でもよい。このように、TDMAの周波数誤差推定値を、CDMAとTDMAの各周波数誤差推定値の平均値をもとに推定することで、TDMAのAFC装置がドップラーシフトの補正に要する処理負担を軽減することができる。
次に、上記構成を有するAFC装置100及びAFC装置150の動作について図を用いて説明する。図4は、本発明の実施の形態1に係る自動周波数制御装置の動作を説明するための模式図である。この図では、CDMA active中に、その下り電力の休止期間(compressed gap)でTDMAのAFC制御を行う場合の動作を示している。時刻T=t1〜t2がcompressed gapであり、時刻T=t1以前とt2以後では共通パイロットチャネル(Common PIlot CHannel:CPICH)を常時受信する。
時刻T=t1以前では、受信したCPICHに対して周波数誤差推定部103がタイムスロット単位で逆拡散とレイク合成による復調処理を行い、復調結果を用いて、シンボルの逆正接を求めることで瞬時位相誤差を求め、その時間変化から周波数誤差を推定する。推定された周波数誤差の値をΔfd_CDMAとする。
さらに、訂正値算出部104が周波数誤差推定部103で推定された周波数誤差Δfd_CDMAの平均化を行い、補正部121が平均化されたΔfd_CDMAを用いてTDMA用の訂正値であるΔfd_TDMAを算出する。
時刻T=t1では、切替制御部122が切替器123を制御し、補正部121で算出されたTDMA用の訂正値がD/A変換部155に出力されるようにする。AFC装置150は、AFC装置100で得られたTDMA用の訂正値を用いてcompressed gapの開始と同時に、周波数シンセをTDMAシステムの受信向けに切り替え、TDMAのキャリア周波数についてはループ制御を行わず、周波数を固定し、受信を行う。切替制御部122は、補正部121からTDMA用の訂正値がD/A変換部155に出力された直後、切替器123を制御し、訂正値算出部154で算出された訂正値がD/A変換部155に出力されるようにする。
AFC制御を開始したAFC装置150は、TDMAバーストを受信し、受信品質の測定を行う。受信品質の測定には3通りあり、1つには、TDMAバーストのうち周波数バースト(Frequency correction Burst:FB)を受信(FB受信)して、FBの受信レベル・周波数誤差・タイミング誤差を測定することである。2つには、TDMAバーストのうち同期バースト(Synchronization Burst:SB)を受信(SB受信)して、SBの受信レベル・周波数誤差・タイミング誤差を測定することである。3つには、TDMAバーストのうちノーマルバースト(Normal Burst:NB)を受信(NB受信)して、NBの受信レベル・周波数誤差・タイミング誤差を測定することである。このように、CDMA activeにおいても、compressed gapで定期的に又は不定期にTDMAの受信品質を測定することで、CDMA activeからTDMA activeへ切り替わるシステム間ハンドオーバに備えている。ここで、TDMA用のAFC装置150は、CDMA用のAFC装置100によって得られた訂正値を補正部121を介してTDMA用の訂正値に補正した値を用いることにより、TDMAバーストの受信品質測定の確度を向上させることができる。
なお、TDMA用の訂正値の算出に用いられるCPICHは、CDMA activeの終了時に近い時点で受信したCPICHをもとに算出されていることが望ましい。これは、CPICHの周波数誤差情報も時間変動するため、最新のCDMA active時の結果ほど受信確度が高く、このため、TDMA用の訂正値としての信頼度も高くなるためである。
このような動作により、TDMAの周波数誤差の引き込みに要する時間を短縮することができるので、装置への通電を最低限に抑えることができ、消費電力を削減することができる。
時刻T=t2では、compressed gapが終了し、CDMA activeとなり、AFC装置100は連続して受信するCPICHを用いてAFC制御を再開する。
このように本実施の形態によれば、CDMAのcompressed gapにおいてAFC制御を行う場合、CDMA用のAFC装置で求められたCDMA用の訂正値をTDMA用の訂正値に補正した値を、TDMA用のAFC装置にて用いることにより、TDMAの周波数誤差の引き込みに要する時間を短縮することができると共に、引き込み後に残留する周波数誤差を低減することができるため、受信性能の向上を図ることができる。
(実施の形態2)
実施の形態1では、CDMAのcompressed gapでTDMA用のAFC制御を行う場合について説明したが、本実施の形態ではCDMAセルで通信中に非同期のTDMAセルにハンドオーバを行う際のAFC制御について説明する。
実施の形態1では、CDMAのcompressed gapでTDMA用のAFC制御を行う場合について説明したが、本実施の形態ではCDMAセルで通信中に非同期のTDMAセルにハンドオーバを行う際のAFC制御について説明する。
CDMAセルからTDMAセルへのハンドオーバについて簡単に説明する。CDMAセルでCDMA方式の通信を行っている通信端末が、候補となるTDMAセルからTDMAバーストを受信し、その受信品質を測定し、測定結果をネットワークに報告する。報告を受けたネットワークが通信端末にとってハンドオーバが必要と判断すると、ネットワークが候補となるTDMAセルから最も受信品質の高いセルを選択し、ハンドオーバを通信端末に指示し、通信端末はハンドオーバを行う(同期したTDMAセルへのハンドオーバ)。なお、通信端末においてTDMAバーストの受信品質を測定していないセルに対しても、ネットワークからの指示によりハンドオーバを行うこともある(非同期のTDMAセルへのハンドオーバ)。
本実施の形態におけるAFC装置の構成は図1と同様なので図1を代用し、その詳しい説明は省略する。以下、本実施の形態に係るAFC装置の動作について図を用いて説明する。
図5は、本発明の実施の形態2に係る自動周波数制御装置の動作を説明するための模式図であり、CDMAセルから非同期のTDMAセルに対してハンドオーバを行う動作の流れを示す。この図において、時刻T=t1はCDMA activeからTDMA activeに切り替わるタイミングを表している。なお、時刻T=t1以前の動作については、実施の形態1の図4における時刻T=t1以前の動作と同一なので、その詳しい説明は省略する。
時刻T=t1では、切替制御部122が切替器123を制御し、補正部121で算出されたTDMA用の訂正値がD/A変換部155に出力されるようにする。AFC装置150は、AFC装置100で得られたTDMA用の訂正値を初期値としてTDMA activeの開始と同時にTDMAのキャリア周波数に対するAFC制御を行う。切替制御部122は、補正部121からTDMA用の訂正値がD/A変換部155に出力された直後、切替器123を制御し、訂正値算出部154で算出された訂正値がD/A変換部155に出力されるようにする。
AFC制御を開始したAFC装置150は、TDMAバーストを受信する。具体的には、FBを受信し、その周波数誤差情報を用いてAFC制御を行う。続いて、AFC装置150は、SBを受信し、その周波数誤差情報を用いてAFC制御を行う。さらに、NBを連続して受信し、NBを用いたAFC制御を行う。このNB受信の繰り返しによりAFC装置150は周波数誤差を小さくすることができる。ハンドオーバが完了するまでの時間はシステム仕様、例えば、3GPP TS05.10に規定されており、TDMA方式、とりわけGSM方式において、FB受信やSB受信のリトライを減らし、1回で受信を完了する確度を上げることは切断の要因を減らすことにつながる。本発明では、AFCが十分に安定していない状態で行われるFB受信、SB受信の確度を上げるためにAFC装置150の初期値としてCDMAセルの訂正値を用いることで、FB受信、SB受信の確度を向上させることができる。
なお、本発明をNB受信において適用すれば、DL−DTX状態で受信バースト数が少ない動作モードの場合に、TDMAのアイドルフレームで測定したCDMAセル用の訂正値で補間することにより、その間AFC制御の確度を高く保つことができ、受信性能の向上を図ることができる。
このように本実施の形態によれば、CDMAセルで通信中に非同期のTDMAセルにハンドオーバを行う際、すなわち、CDMA activeからTDMA activeに切り替わるとき、CDMA用のAFC装置で求められたCDMA用の訂正値をTDMA用の訂正値に補正した値を、TDMA用のAFC装置が初期値として用いることにより、TDMAの周波数誤差の引き込みに要する時間を短縮することができると共に、周波数誤差の引き込み後に残留する周波数誤差を小さくすることができるため、回線の切断を回避することができるので、受信性能の向上を図ることができる。
(実施の形態3)
図6は、本発明の実施の形態3に係る自動周波数制御装置の構成を示すブロック図である。ただし、図6が図1と共通する部分は図1と同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。図6が図1と異なる点は、D/A変換部105及びD/A変換部155と、電圧制御発振器106及び電圧制御発振器156とをそれぞれ共用化した点である。
図6は、本発明の実施の形態3に係る自動周波数制御装置の構成を示すブロック図である。ただし、図6が図1と共通する部分は図1と同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。図6が図1と異なる点は、D/A変換部105及びD/A変換部155と、電圧制御発振器106及び電圧制御発振器156とをそれぞれ共用化した点である。
訂正値算出部104は、CDMA用の訂正値を算出し、算出したCDMA用の訂正値を切替器522及び補正部121に出力する。
訂正値算出部154は、TDMA用の訂正値を算出し、算出したTDMA用の訂正値を切替器522に出力する。
補正部121は、訂正値算出部104から出力されたCDMA用の訂正値をTDMA用の訂正値に補正し、補正後の訂正値を切替器522に出力する。
切替制御部521は、切替器522を制御し、訂正値算出部104、訂正値算出部154、補正部121のいずれかの出力をD/A変換部523に与える。
D/A変換部523は、訂正値算出部104、訂正値算出部154、補正部121のいずれかにより出力された訂正値を電圧に変換し、変換した電圧を電圧制御発振器524に与える。電圧制御発振器524は、D/A変換部523から与えられた電圧に応じて、訂正値算出部の周波数比較器における基準周波数との誤差をより小さくする周波数を発振する。
なお、このように本実施の形態によれば、D/A変換器と電圧制御発振器をCDMA用のAFC装置とTDMA用のAFC装置とで共用化することにより、回路規模を削減することができる。
本発明の自動周波数制御装置は、CDMAの周波数帯域に対応した第1のAFC装置でCDMAのキャリア周波数について自動周波数制御を行い、引き込み後のキャリア周波数の偏差に相当する訂正値を、TDMAの周波数帯域に対応した第2のAFC装置で用いることにより、第2のAFC装置が引き込みに要する時間を短縮することができ、受信確度を向上させるという効果を有し、デュアルモードの通信端末装置に用いるのに適している。
100、150、500、550 AFC装置
101、151 ダウンコンバータ
102、152 A/D変換部
103、153 周波数誤差推定部
104、154 訂正値算出部
105、155、523 D/A変換部
106、156、524 電圧制御発振器
121 補正部
122、521 切替制御部
123 切替器
101、151 ダウンコンバータ
102、152 A/D変換部
103、153 周波数誤差推定部
104、154 訂正値算出部
105、155、523 D/A変換部
106、156、524 電圧制御発振器
121 補正部
122、521 切替制御部
123 切替器
Claims (7)
- 第1の無線通信方式に対応した第1の自動周波数制御装置と、第2の無線通信方式に対応した第2の自動周波数制御装置とを具備する自動周波数制御装置であって、
前記第1の自動周波数制御装置で引き込み後に得られた第1の無線通信方式のキャリア周波数の偏差に相当する第1の訂正値を前記第2の無線通信方式の第2の訂正値に補正する補正手段を具備し、
前記第2の自動周波数制御装置は、前記補正手段により補正された前記第2の訂正値を用いることを特徴とする自動周波数制御装置。 - 前記補正手段は、前記第1の訂正値に対して、第1の無線通信方式と第2の無線通信方式の各キャリア周波数と、前記第1及び第2の無線通信方式のセルの位置関係に対する移動方向に基づいてドップラーシフトの補正を行うことを特徴とする請求項1に記載の自動周波数制御装置。
- 前記第1及び第2の無線通信方式のセルの位置関係に対する移動方向を正又は負の符号で表すことを特徴とする請求項2に記載の自動周波数制御装置。
- 前記第2の自動周波数制御装置は、第1の無線通信方式での通信中に第2の無線通信方式の隣接セルの受信品質を測定する際、前記補正手段により補正された前記第2の訂正値を用いることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の自動周波数制御装置。
- 前記第2の自動周波数制御装置は、第1の無線通信方式から第2の無線通信方式へのハンドオーバ後の初期動作で、前記補正手段により補正された前記第2の訂正値を用いることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の自動周波数制御装置。
- 前記補正手段は、第2の無線通信方式での通信中に前記第1の自動周波数制御装置が第1の無線通信方式のセルの受信品質を測定するモードで、第1の無線通信方式のキャリア周波数の偏差に相当する第1の訂正値を前記第2の自動周波数制御装置が用いる補間値に補正することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の自動周波数制御装置。
- 請求項1から請求項6のいずれかに記載の自動周波数制御装置を具備することを特徴とする無線通信装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003314120A JP2005086336A (ja) | 2003-09-05 | 2003-09-05 | 自動周波数制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2003314120A JP2005086336A (ja) | 2003-09-05 | 2003-09-05 | 自動周波数制御装置 |
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JP2005086336A true JP2005086336A (ja) | 2005-03-31 |
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ID=34414833
Family Applications (1)
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JP2003314120A Pending JP2005086336A (ja) | 2003-09-05 | 2003-09-05 | 自動周波数制御装置 |
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JP (1) | JP2005086336A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009005021A (ja) * | 2007-06-20 | 2009-01-08 | Panasonic Corp | 無線通信端末装置及び自動周波数制御方法 |
US7865158B2 (en) | 2005-07-26 | 2011-01-04 | Interdigital Technology Corporation | Method and apparatus for automatically correcting receiver oscillator frequency |
-
2003
- 2003-09-05 JP JP2003314120A patent/JP2005086336A/ja active Pending
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