JP2006500807A

JP2006500807A - 自動周波数制御システムおよび方法を有する電子装置並びに同一機能を実行するためのコンピュータ・プログラム製品

Info

Publication number: JP2006500807A
Application number: JP2004537131A
Authority: JP
Inventors: ベルンハードソン、ボー; ヘルンイェツ、タトヤナ; ヨンソン、エリーアス; オールソン、ヨーナス; ジレン、ミカエル
Original assignee: テレフォンアクチーボラゲットエルエムエリクソン（パブル）
Priority date: 2002-09-23
Filing date: 2003-09-19
Publication date: 2006-01-05
Also published as: US7177602B2; EP1543616B1; EP1543616A1; WO2004027992A1; KR20050059179A; US20040058657A1; ATE350809T1; DE60310962D1; AU2003298994A1

Abstract

電子装置内の自動周波数制御（ＡＦＣ）が、信号発生器からの信号出力の周波数と、受信された信号周波数との間の差に対応する周波数エラーを決定するためにＡＦＣアルゴリズム構成要素を使用して運用される。ＡＦＣアルゴリズム構成要素で決定された周波数エラーにスケーリング係数が乗算され、このスケーリング係数は信号発生器からの信号出力の周波数を変更する調整が行われた後に零に設定される。スケーリング係数を時間と共に零から１へ増加される。スケールを掛けられた周波数エラーは、信号発生器からの出力信号の周波数を調整するか否かの決定を行うために使用される。

Description

（関連出願）
本出願は２００２年９月２３日申請された仮出願第６０／４１２，８９６号並びにその特権に対して優先権を主張し、その開示は此処に参照することにより組み込まれている。
本発明は通信方法並びに電子装置に関わり、更に詳細には自動周波数制御（ＡＦＣ：Automatic Frequency Control）システムおよび方法を用いた通信方法並びに電子装置に関する。

無線通信システムは通常、音声およびデータ通信を加入者に提供するために使用される。例えば、ＡＭＰＳ，ＥＴＡＣＳ，ＮＭＴ−４５０，およびＮＭＴ−９００等で指定されるアナログ式セルラ無線電話システムが世界中で成功裏に開発されてきている。北米規格ＩＳ−５４および欧州規格ＧＳＭに適合するデジタル式セルラ無線システムが１９９０年代の前半からサービスを開始している。更に最近では、広くＰＣＳ（個人通信サービス：Personal Communications Services）と呼ばれる広範囲の無線デジタル・サービスが導入されてきており、これらは例えばＩＳ−１３６，ＩＳ−９５、およびＵＭＴＳの様な規格に適合する高度デジタル・セルラ・システム、例えばＤＥＣＴ（デジタル式拡張無線電話：Digital Enhanced Cordless Telephone）の様な低電力システムおよびＣＤＰＤ（セルラ・デジタル・パケット・データ：Cellular Digital Packet Data）の様なデータ通信サービスを含む。これらおよびその他のシステムは移動通信ハンドブック（The Mobile Communications Handbook）、ギブソン（Gibson）編集、ＣＲＣ出版発行（１９９６年）に記載されている。

無線システムの使用者に対して無線サービスを提供するために、いくつかの型式の接続技術が従来から使用されている。伝統的なアナログ・セルラ・システムは一般的に、通信チャンネルを生成するために周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）と呼ばれるシステムを使用し、此処で不連続の周波数帯域がチャンネルとして働き、その上でセルラ端末はセルラ基地局と通信する。典型的にこれらの帯域は、システム容量を増やすために地域的に分離されたセルの中で再使用される。

最新のデジタル式無線システムは、典型的に例えば時分割多元接続（ＴＤＭＡ）そして／または符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）のような異なる多元接続技術を使用して、スペクトル効率を増加させている。ＧＳＭまたはＩＳ−１３６基準に適合するようなＴＤＭＡシステムにおいて、搬送波が連続する時間スロットに分割され、それらには単一搬送波上で複数のチャンネルがマルチプレクスされるように、複数のチャンネルが割り当てられている。ＩＳ−９５およびＵＭＴＳ基準に適合するようなＣＤＭＡシステムは「拡散スペクトル」技術を用いてチャンネル容量を増加させており、此処ではチャンネルはデータ変調搬送波信号をユニークな拡散符号、すなわち元のデータ変調搬送波を通信システムが動作している周波数スペクトルの広範な部分に拡散させる符号により変調することで定義される。この拡散符号は典型的に「チップ」のシーケンスを含み、これは送信されるデータのビット速度よりも高いチップ速度で発生する。

いわゆるＲＡＫＥ受信機構造が一般的に使用されて、使用者データ・ストリームの１つに対応する情報を復元している。典型的なＲＡＫＥ受信機では受信された合成信号が、その受信機に割り当てられた特定の拡散シーケンスと相関を取られ複数の時間オフセット相関値を生成し、それらのそれぞれ１つが送信された拡散スペクトル信号のエコーに対応する。次に相関値が重み付け法で結合され、すなわちそれぞれの相関値がそれぞれの重み係数で乗算され、次に加算されて決定スタティスティック（statistic）が生成される。相関は一般的にＲＡＫＥ受信機内の複数の相関フィンガーで実行されるが、此処で各々のフィンガーは１つのチャンネル・パスと同期が取られている。全てのフィンガーの出力は結合されて、受信信号の全体的な信号対雑音比の改善を可能としている。ＲＡＫＥ受信機の設計および動作は当業者には良く知られているので、此処ではこれ以上説明しない。

複数のＲＡＫＥ受信機フィンガーのそれぞれのチャンネル・パスとの同期を維持するために、ＲＡＫＥ受信機をサポートするためにパス検索機が使用される。パス検索機は連続的に新たなチャンネル・パスを検索しそれらの遅延を推定している。続いてこれらの遅延がＲＡＫＥフィンガーに割り当てられる。広帯域ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ）システムでは、多重経路遅延の検出は典型的に２段階処理工程で行われる：第１段階において、多重経路遅延の位置を識別するために広域検索が行われる。この第１検索の分解能（すなわち遅延間の分離）は典型的に１チップ以下である。典型的に受信電力または信号対干渉信号比率（ＳＩＲ）が、遅延信号の品質基準として使用される。第２段階において、局所検索が遅延の詮索された領域に対して実施される。この第２検索の分解能は典型的に１／２チップから１／８チップである。次に局所検索からの情報に基づき、データを逆拡散するためにどの遅延を使用するかの決定がなされる。

図１を参照すると、従来方式地上セルラ無線電話通信システム２０が図示されている。セルラ無線電話通信システム２０は、複数のセル２４にサービスを行う複数の基地局２６と通信している１つまたは複数の無線電話機（端末）２２、および移動電話交換局（ＭＴＳＯ：Mobile Telephone Switching Office）２８を含む。図１には３つのセル２４しか示されていないが、典型的なセルラ・ネットワークは数百のセル、複数のＭＴＳＯを含み、数千の無線電話機をサービスしている。

セル２４は一般的に通信システム２０内のノードとして機能し、そこから無線電話機２２とＭＴＳＯ２８との間のリンクがそのセル２４をサービスしている基地局２６を介して確立される。各々のセル２４には１つまたは複数の専用制御チャンネルおよび１つまたは複数のトラヒック・チャンネルが割り当てられている。制御チャンネルはセル識別子およびページング情報を送信するために使用される専用チャンネルである。トラヒック・チャンネルは音声およびデータ情報を搬送する。セルラ・ネットワーク２０を通して、２重無線通信リンクが２つの移動端末２２の間で、または移動端末２２と地上電話使用者３２との間で公衆電話交換網（ＰＳＴＮ）を通して確立される。基地局２６の機能はセル２４内の移動端末２２との無線通信を取り扱うことである。この点において、基地局２６はデータおよび音声信号に対する中継局として機能する。

一般的に移動端末と基地局との間で良好な周波数同期が保証されることが望ましい。従って、移動端末は自動周波数制御（ＡＦＣ）ブロックまたは構成要素を含み、基地局と移動端末との間の周波数差を対象システムの許容要求範囲内に維持している。ＷＣＤＭＡを使用した世界共通移動電話システム（ＵＭＴＳ：Universal Mobile Telephone System）では、移動端末送信機の周波数精度は受信された基地局周波数の０．１ｐｐｍ未満と規定されている、例えば２ＧＨｚで動作しているシステムでは約２００Ｈｚである。

次に図２を参照すると、従来型移動端末構成技術２００がＡＦＣ構成要素を含み、これはトランシーバ２１０、ＡＦＣアルゴリズム構成要素２２０、変換構成要素２３０、デジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）２４０および電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）２５０を含み図に示されるように構成されている。ＡＦＣアルゴリズム構成要素２２０はトランシーバ２１０を通して受信された入力信号に対応するエラー信号を生成する。このエラー信号は変換ブロック２３０でＤＡＣ２４０用の適切なデジタル調整信号に変換され、このＤＡＣ２４０はＶＣＸＯ２５０で生成される周波数を調整するための新たな出力電圧を発生する。

移動端末は周波数エラーが比較的大きいと推定されるかまたは小さいと推定されるかに依存して、異なるＡＦＣアルゴリズムを使用する。次に図３を参照すると、周波数エラーが比較的小さいと推定される際に使用される、従来型ＡＦＣアルゴリズム構成要素３００であって、図に示されるように構成された、それぞれＲＡＫＥ受信機のフィンガーに結びつけられている平均化ブロック３１０ａ，３１０ｂおよび３１０ｃ、遅延演算機３２０ａ，３２０ｂ，および３２０ｃ、乗算機３３０ａ，３３０ｂ，そして３３０ｃ、加算構成要素３４０、無限インパルス応答（ＩＩＲ：Infinite Impulse Response）低域フィルタ３５０、変更構成要素３６０、乗算機３７０、および更新判定構成要素３８０を含む。図３において、Sは受信されたシンボルを表し、S_refはパイロット・シンボル基準を表し、そしてＮは処理されたシンボル数を表す。図３に示されるように周波数エラー推定値は各々のＲＡＫＥ受信機フィンガーに対して計算され加算構成要素３４０で結合される。低域フィルタ３５０は周波数エラー内のドップラー変動の影響を低減するために使用される。変換構成要素３６０は低域フィルタ３５０からの信号出力の実数部を低域フィルタ３５０からの信号出力の虚数部で割り算して逆正接（arctan）を計算することにより周波数エラー信号を生成する。乗算機３７０は変換構成要素３６０からの周波数エラー信号を信号f_resでスケーリングしエラー信号f_eを生成するために使用され、このエラー信号はＶＣＸＯを制御するためにＤＡＣで生成される出力電圧を変化させるために、更新判定構成要素３８０で使用される。別の実現方法では、別々の周波数エラー測定値が異なる基地局から得られ、平均周波数エラーが種々の基地局からの周波数エラー測定値に対して異なる重み付けをすることにより形成される。

次に図４を参照すると、周波数エラーが比較的大きいと推定される際に使用される従来型ＡＦＣアルゴリズム構成要素４００であって、図に示されるように構成された、パイロット・シンボル読み取り構成要素４１０、推定構成要素４２０、零パッド構成要素４３０、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）構成要素４４０、絶対値構成要素４５０、加算構成要素４６０、変換構成要素４７０、乗算構成要素４８０、更新判定構成要素４９０、周波数格納構成要素４９２、加算構成要素４９４、および比較器４９６を含む。各スロットに対して、パイロット・シンボル読み取り構成要素４１０は、推定値を生成するために推定構成要素４２０で使用されるパイロット・シンボルを読み取り、此処でSは受信されたシンボルを表し、S_refは既知のパイロット・シンボル参照値を表し、そして ^* は複素共役を表す。構成要素４３０，４４０，および４５０は周波数領域へ変換してＦＦＴ自乗の強度に対応する出力を生成するために推定値のＦＦＴを生成するために使用される。これらの値は加算構成要素４６０で加算され変換構成要素４７０に供給され、これは最大エネルギー・レベルに関連する近接周波数間を内挿することにより周波数エラーを生成する。

乗算器４８０は変換構成要素４７０からの周波数エラー信号出力を、エラー信号f_eを生成するために信号f_resでスケーリングするために使用され、このエラー信号はＶＣＸＯを制御するためにＤＡＣで生成される出力電圧を変化させために、更新判定構成要素４９０で使用される。ＤＡＣへの入力信号を調整するか否かを決定するために、周波数格納構成要素４９２は最大電力レベルに関連する周波数を格納する。加算構成要素４９４は最大電力に関連する周波数および隣接そして／または最も近い周波数に関する電力レベルを加算し、この加算値を比較器４９６に提供する。この加算値が閾値を超えると、更新判定構成要素４９０はＤＡＣへの入力信号を調整して、ＶＣＸＯで生成される周波数を変更する。

不幸にして一般的にＤＡＣの精度は限られている。その分解能は典型的に2ⁿビットで除算されたアナログ値範囲に等しく、此処でｎはデジタル入力信号で使用されるビット数である。周波数分解能はいくつかの実施例ではほぼ５０−１００Ｈｚである。この大きな量子化はＤＡＣへの入力信号が変化した際に急激な周波数変化をもたらす。加えて、ＶＣＸＯは温度変化に対応して周波数ドリフトを受ける。温度は、例えば使用者端末のモードが（すなわち、移動端末のオン−オフ状態）変化する時、そして／または移動端末プロセッサ負荷が変化する時、変化する。

本発明のいくつかの実施例によれば、電子装置内の自動周波数制御（ＡＦＣ）システムがＡＦＣアルゴリズム構成要素で操作され、信号発生器からの出力信号の周波数と、受信された信号周波数との間の違いに対応する周波数エラーを決定する。ＡＦＣアルゴリズム構成要素で決定された周波数エラーにスケーリング係数が乗算され、この係数は調整が行われた後には零に設定されて信号発生器からの信号出力の周波数を変更する。スケーリング係数は時間を掛けて零から１まで増加される。スケーリング係数を掛けられた周波数エラーを用いて、信号発生器からの信号出力の周波数を調整するか否かを決定する。

以上主として本発明の方法面に関して説明してきたが、本発明は方法、電子装置、そして／またはコンピュータ・プログラム製品として実施できることは理解されよう。

本発明のその他の特徴は、特定の実施例に関する以下の詳細な説明を添付図を参照して読むことにより更に容易に理解されよう。

本発明は種々の修正変更および代替形式が可能であるが、それらの中の特定の実施例を図の中で例として示し、此処に詳細に説明する。しかしながら、本発明を説明されている特定の形式に限定する意図はなく、その代わりに本発明は特許請求の範囲で定義されている本発明の精神および範囲に落ちる全ての修正変更、同等品および代替物をカバーすることは理解されよう。複数図面の説明を通して、類似の参照番号は類似の構成要素を表す。更に、「含む(comprises)」そして／または「含んでいる（comprising）」という用語がこの明細書の中で使用された際には、そこで述べられた機能、完全体、ステップ、動作、部材、そして／または構成要素が存在していることを表しているものと捉えられるものであり、一つまたは複数のその他の機能、完全体、ステップ、動作、部材、構成要素そして／またはそれらのグループの存在が除外されるものと捉えられるものではないことを理解されたい。

本発明はシステム、例えば電子装置、方法、そして／またはコンピュータ・プログラム製品として実現できる。従って、本発明はハードウェアそして／またはソフトウェア（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなど）の中で実現できる。更に、本発明はコンピュータ使用可能またはコンピュータ読み取り可能記憶媒体上のコンピュータ・プログラム製品の形式を取ることも可能であり、これは媒体内に組み込まれたコンピュータ使用可能またはコンピュータ読み取り可能プログラム・コードを有し、命令実行システムにより、またはそれと共に使用されるものである。本文書の文脈の中で、コンピュータ使用可能またはコンピュータ読み取り可能媒体とは、命令実行システム、機構または装置により、またはそれと共に使用するためのプログラムを包含、格納、通信、伝搬、または伝送することの可能な任意の媒体である。

コンピュータ使用可能またはコンピュータ読み取り可能媒体は、例えばこれらに限定するわけではないが、電子、磁気、光、電磁気、赤外線、または半導体システム、機構、装置または伝搬媒体があげられる。コンピュータ読み取り可能媒体の更に特定例として（非網羅的リスト）以下のものがあげられる：１本または複数本の電線を有する電気接続、携帯式コンピュータ・ディスケット、随意アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラム可能読み取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュ・メモリ）、光ファイバー、およびコンパクト・ディスク読み取り専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）。コンピュータ使用可能またはコンピュータ読み取り可能媒体は、その上にプログラムが印刷されている紙またはその他の好適な媒体であっても構わないことに注意されたい、何故ならばそのプログラムを、例えば紙またはその他の媒体を光学的にスキャンすることにより電子的にキャプチャし、次にコンパイル、インタープリットまたは好適な方法で処理し、必要に応じてコンピュータ・メモリの中に格納することが出来るからである。

次に図５を参照すると、本発明の実施例に基づく例示的な無線電話通信システムであり、移動端末５００と基地局トランシーバ５１０とを含む。移動端末５００はキーボード／キーパッド５１０、表示器５２０、スピーカ５３０、マイクロフォン５４０、トランシーバ５５０、およびプロセッサ５７０と通信するメモリ５６０を含む。トランシーバ５５０は典型的に送信機回路５８０と受信機回路５９０とを含み、それらはそれぞれ無線周波数信号を基地局トランシーバ５１０へ送信し、基地局トランシーバ５１０からの入力無線周波数信号を、アンテナ５９５を経由して受信する。移動端末５００と基地局トランシーバ５１０との間で送信される無線周波数信号は、トラヒックおよび制御信号（例えば、入力呼用のページング信号／メッセージ）の両方を含み、これらは他の当事者または宛先と通信を確立し維持するために使用される。

移動端末５００の先に述べた構成要素は従来型移動端末に含まれていて、それらの機能は一般的に当業者には知られている。更に、此処で使用されるように「移動端末」という用語は、複数ライン表示を具備または具備していない無線またはセルラ電話機；セルラ電話機をデータ処理、ファクシミリおよびデータ通信機能と結びつける個人向け通信システム（ＰＣＳ）端末；無線電話機ページング機、インターネット／イントラネット接続、ウェブ・ブラウザ、オーガナイザ、カレンダそして／または全地球測位システム（ＧＰＳ）受信機を含むＰＤＡ；従来型ラップトップそして／またはパームトップ受信機またはその他の無線電話トランシーバを含む電気製品、を含むことが可能である。

基地局トランシーバ５１０はひとつまたは複数の無線トランシーバを含み、これはセルラ・ネットワーク内で個々のセルを定義し、そのセル内の移動端末５００およびその他の移動端末と、無線に類似のプロトコルを用いて通信を行う。単一の基地局トランシーバ５１０のみが示されているが、多数の基地局トランシーバが例えば、移動体交換機センタ、およびその他の装置と接続されて無線通信ネットワークを形成していることは理解されよう。

本発明は、例えば移動端末５００そして／または基地局トランシーバ５１０のような、通信装置またはシステムの中で実現されているが、本発明はそのような装置そして／またはシステムに制限されるものではない。それどころか本発明は、自動周波数制御（ＡＦＣ）システム、方法、そして／またはコンピュータ・プログラム製品を組み入れた、任意の方法、送信機、送信装置、通信システム、またはコンピュータ・プログラム製品の中で実施することが可能である。

次に図６を参照すると、これは例えば本発明のいくつかの実施例に基づく、図５の移動端末５００のような移動端末内で使用されるＡＦＣ構成要素６００であって、トランシーバ６１０、ＡＦＣアルゴリズム構成要素６２０、高機能変換構成要素６３０、デジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）６４０、電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）６５０、および高機能スケジューリング構成要素６６０を含み、これらは図のように構成されている。ＡＦＣアルゴリズム構成要素６２０はトランシーバ６１０を通して受信された入力信号に対応するエラー信号を生成する。このエラー信号は高機能変換構成要素６３０によって、ＤＡＣ６４０用の好適なデジタル調整信号に変換され、このＤＡＣ６４０はＶＣＸＯ６５０で生成される周波数調整用に新たな出力電圧を生成する。

移動端末は推定される周波数エラーが比較的大きいかまたは小さいかに依存して、別のＡＦＣアルゴリズムを使用する。更に、周波数エラー推定値はいくつかのやり方で形成される。１つの方法は推定値をX_k=S_k(Sref^* _k)で形成し、此処でS_kは受信シンボルを表し、Sref^* _k はパイロット・シンボル基準値を表し、そして ^* は共役複素数を表す。後続の連続する値がΔ_k=angle(X_k・X^* _k-1)を形成することにより比較され、此処で複素数のangleは、それぞれ水平および垂直軸上の点を表す数の実および虚部分に基づいて決定される。結果Δ_kは周波数エラーまたはオフセットに比例する。他の実施例において、X_k推定値の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）が、先に図４で説明したように、周波数エラーまたはオフセットを決定するために計算される。従って、ＡＦＣアルゴリズム構成要素６２０は、例えば先に図３および図４で説明したような複数のＡＦＣアルゴリズムそして／またはシステムを実現するように構成することが可能である。

推定値X_kは、無線チャンネル上での送信が完全で無いことに依る外乱により影響を受け、この不完全さは雑音そして／または多重経路フェージングにより引き起こされる。従来型システムおよび方法が、これらの送信外乱を補償するために使用される。図６の、高機能変換構成要素６３０および高機能スケジューリング構成要素６６０は、例えばＤＡＣ構成要素の量子化限界そして／またはＶＣＸＯのような構成要素上の温度の影響といった、移動端末内のハードウェア的な不完全さを補償するために使用される。

図５および図６は、ＡＦＣシステム、方法、そして／またはコンピュータ・プログラム製品を組み込んだ装置で使用されるハードウェアそして／またはソフトウェア構築技法を図示しているが、本発明がそのような構成に制限されるのではなく、此処に記述されている動作を実施することの可能な全ての構成を含むように意図していることは理解されよう。更に、図２および図３の任意または全ての処理モジュールの機能もまた、個別のハードウェア構成要素、１つまたは複数のアプリケーション特定集積回路（ＡＳＩＣ）、またはプログラムされたデジタル信号処理装置またはマイクロプロセッサを用いて実現できることも理解されよう。

次に本発明を、本発明のいくつかの実施例に基づく方法、電子装置、およびコンピュータ・プログラム製品を図示する、流れ図そして／またはブロック図を参照して説明する。これらの流れ図そして／またはブロック図は更に、図５および図６の移動端末構成技法の動作例をも図示している。図示された流れ図そして／またはブロック図の各ブロック、図示された流れ図そして／またはブロック図の各ブロックの組み合わせは、コンピュータ・プログラム命令そして／またはハードウェア動作により実現できることは理解されよう。これらのコンピュータ・プログラム命令は汎用コンピュータ、特定用途コンピュータ、または機械を製造するためのその他のプログラム可能データ処理装置に提供され、それらの命令がコンピュータまたはその他のプログラム可能データ処理装置のプロセッサを経由して実行され、流れ図そして／またはブロック図の１つまたは複数のブロックで指定された機能を実現するための手段を生成する。

これらのコンピュータ・プログラム命令はまたコンピュータ使用可能またはコンピュータ読み取り可能メモリ内に格納され、それらはコンピュータまたは他のプログラム可能データ処理装置に対して特定の方法で機能せしめるが、例えばコンピュータ使用可能またはコンピュータ読み取り可能メモリ内に格納されている命令が、流れ図そして／またはブロック図の１つまたは複数のブロックで指定された機能を実現する命令を含む製品を製造する、といったようにである。

コンピュータ・プログラム命令はまたコンピュータまたは他のプログラム可能データ処理装置にロードされ、コンピュータまたは他のプログラム可能データ処理装置上で実行される一連の動作ステップがコンピュータ実行処理を生成し、コンピュータまたは他のプログラム可能データ処理装置上で実行するそれらの命令が、流れ図そして／またはブロック図の１つまたは複数のブロックで指定された機能を実現するためのステップを提供するようにもできる。

次に図７を参照すると、これは本発明のいくつかの実施例に基づく、例えば図６の高機能変換構成要素６３０の動作例である。ブロック７００において、高機能変換構成要素６３０はヒストリシステム機能を用いて、ＤＡＣ６４０への入力信号に対して実施される連続した上下調整の回数を減らしている。すなわち２つの別々の閾値、第１閾値と第２閾値とが定義される。ＤＣＡへの入力信号は周波数エラーが第１閾値を超えないかまたは第２閾値以下に下がらない限り調整されない。本発明のいくつかの実施例に基づけば、１つの閾値は正の閾値であってＶＣＸＯ６５０からの周波数出力を増加させる必要がある周波数エラーを表し、他の閾値は負の閾値であってＶＣＸＯ６５０からの周波数出力を減少させる必要がある周波数エラーを表す。

本発明の別の実施例において、高機能変換構成要素６３０はＤＡＣ６４０の分解能をブロック７１０で決定し、ＤＡＣ６４０の入力信号への調整を、周波数エラーが少なくともＤＡＣ６４０の分解能の半分を超えない限り行わないように、ブロック７２０で禁止している。すなわち、ＤＡＣ６４０の分解能が８０Ｈｚの場合、ＤＡＣ６４０への入力信号は周波数エラーが少なくとも４０Ｈｚ以上となるまで調整されない。

本発明の更に別の実施例において、高機能変換構成要素６３０はＡＦＣアルゴリズム構成要素６２０からの周波数エラーにスケーリング係数を乗算するが、これはＤＡＣ６４０が調整された後ブロック７３０で零に設定される。スケーリング係数は零から１の間で、ブロック７４０で時間と共に線形に増加される。ブロック７３０および７４０は本質的にブロック７４０でスケーリング係数が増加される速度に相当する時定数を具備したフィルタとして活動し、ＶＣＸＯ６５０で生成される周波数の急な変化を引き起こすＤＡＣ６４０入力信号への急な変化を防止する。

次に図８を参照すると、これは例えば本発明のいくつかの実施例に基づく図６の高機能スケジューリング構成要素６６０の動作例を示しており、これを次に説明する。ブロック８００において、高機能スケジューリング構成要素６６０は、ＡＦＣアルゴリズム構成要素６２０に対して推定される周波数エラーに依存して特定のＡＦＣアルゴリズムを使用するよう指示する。例えば、図３のＡＦＣアルゴリズムは推定される周波数エラーが比較的小さいときに使用され、図４のＡＦＣアルゴリズムは推定される周波数エラーが比較的大きいときに使用される。ブロック８１０において、高機能スケジューリング構成要素６６０は、移動端末がモード変更を行った後に選択されたＡＦＣアルゴリズムを増加された周波数で実行するが、モード変更は例えば、移動端末に電源が入れられた直後で温度変化が予測される場合、そして／または無線活動が低下したために温度変化が予測される場合である。ブロック８２０において、高機能スケジューリング構成要素６６０は図７のブロック７３０および７４０に関連して説明した時定数を調整して、先に説明した温度変化が予測される期間中にＡＦＣアルゴリズム構成要素６２０からの周波数エラー出力に対して更に感度を上げるようにしている。すなわち、移動端末が最小強度の温度変化にさらされる場合である。ブロック８３０において、高機能スケジューリング構成要素６６０は、移動端末が高速モードに入った際に、周波数エラーを決定するために使用されるパイロット・シンボルの個数を増加させる。特に、周波数エラーの絶対値が閾値よりも大きい時に高速モードに入ったと仮定される。

図７および図８の流れ図は、ＡＦＣシステム、方法そして／またはコンピュータ・プログラムのいくつかの実施例の構築技法、機能、および動作を図示する。この点に関して、各ブロックはコードのモジュール、セグメントまたは一部を表し、これは指定された論理機能を実施するための１つまたは複数の実行可能命令を含む。他の実現方法ではブロックの中に記載された機能が図７および図８に記載された順番からは外れて発生することも注意されたい。例えば、連続して示されている２つのブロックは、含まれている機能に依存して、実際ほぼ同時に実行されたりまたはこれらのブロックが逆の順番で実行される場合もあり得る。

従って、本発明の実施例は例えば移動端末のような電子装置内のＶＣＸＯを制御するハードウェアの既知の実行不完全性を補償するために使用される。そのような不完全性の一例はＤＡＣの限られた精度であり、別の例は装置の構成部品内の温度による周波数変動である。本発明の実施例はＶＣＸＯで生成された信号内の周波数変化の回数を減じ、これは全体としてのシステム容量を改善する。

本発明の原理から本質的に逸脱することなく、好適な実施例に対して多くの変形物および修正変更を行うことが可能である。全てのそのような変形物および修正変更は、添付の特許請求項に記載された本発明の範囲内に含まれるものと意図している。

図１は従来型地上無線電話通信システムを図示するブロック図。図２は従来型移動端末構成技術を図示するブロック図。図３は周波数エラーが比較的小さいと推定される際に、ＡＦＣシステム内で使用される従来型自動周波数制御（ＡＦＣ）アルゴリズム構成要素を図示するブロック図。図４は周波数エラーが比較的大きいと推定される際に、ＡＦＣシステム内で使用される従来型ＡＦＣアルゴリズム構成要素を図示するブロック図。図５は本発明のいくつかの実施例に基づく無線電話通信システム例を図示する模式図。図６は本発明のいくつかの実施例に基づく電子装置そして／または移動端末で使用される、ＡＦＣ構成要素。図７は本発明のいくつかの実施例に基づく図６のＡＦＣ構成要素を運転させるための動作を図示する流れ図。図８は本発明のいくつかの実施例に基づく図６のＡＦＣ構成要素を運転させるための動作を図示する流れ図。

Claims

電子装置内の自動周波数制御（ＡＦＣ）システムの動作方法であって：
信号発生器からの信号出力の周波数と、受信された信号周波数との間の差に対応する周波数エラーを決定するためにＡＦＣアルゴリズム構成要素を使用し；
ＡＦＣアルゴリズム構成要素で決定された周波数エラーに、信号発生器からの信号出力の周波数を変更する調整が行われた後に零に設定されるスケーリング係数を乗算し；
スケーリング係数を時間と共に零から１へ増加させ；
スケールを掛けられた周波数エラーを用いて、信号発生器からの出力信号の周波数を調整するか否かの決定を行う、以上を含む前記方法。
請求項１記載の方法において、スケーリング係数を増加させることが：
スケーリング係数を零から１へ時間と共に線形的に増加させることを含む、前記方法。
請求項１記載の方法において、信号発生器がデジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）からの出力信号に応答し、ＤＡＣがスケールを掛けられた周波数エラーに応答し、この方法が更に：
信号発生器の出力信号内の周波数変換に関して、ＤＡＣの分解能を決定し；
スケールを掛けられた周波数エラーがＤＡＣの分解能の半分未満の場合は、信号発生器からの信号出力の周波数調整を禁止することを含む、前記方法。
請求項１記載の方法において、スケールを掛けられた周波数エラーを使用することが：
信号発生器からの信号出力の周波数を調整するか否かを決定するために、スケールを掛けられた周波数エラーにヒステリシス関数を適用することを含む、前記方法。
請求項１記載の方法が更に：
推定される周波数エラーの値に基づき、複数のＡＦＣアルゴリズム構成要素から、ＡＦＣアルゴリズム構成要素を選択することを含む、前記方法。
請求項５記載の方法が更に：
電子装置の温度が少なくとも最小強度で変化するようなモード変化を、電子装置が受けた場合に、周波数を増やして選択されたＡＦＣアルゴリズム構成要素を実行させることを含む、前記方法。
請求項１記載の方法において、スケーリング係数を零から１へ時間共に増加させることが：
その電子装置が少なくとも最小強度の温度変化を受けているかを判定し；
スケーリング係数を零から１へ、その電子装置が少なくとも最小強度の温度変化を受けている場合は第１時限の間に、そして電子装置が少なくとも最小強度の温度変化を受けていない場合は第１時限よりも長い第２時限に渡って増加させることを含む、前記方法。
請求項１記載の方法において、電子装置が移動端末であり、その方法が更に：
移動端末が、周波数エラーの絶対値が閾値を超えたことで示される高速モードに入った場合に、ＡＦＣアルゴリズム構成要素で使用されるパイロット・シンボルの個数を増やすことを含む、前記方法。
自動周波数制御（ＡＦＣ）システムを含む電子装置であって、ＡＦＣシステムが：
信号発生器からの信号出力の周波数と、受信された信号周波数との間の差に対応する周波数エラーを決定するためにＡＦＣアルゴリズム構成要素を使用する手段と；
ＡＦＣアルゴリズム構成要素で決定された周波数エラーに、信号発生器からの信号出力の周波数を変更する調整が行われた後に零に設定されるスケーリング係数を乗算するための手段と；
スケーリング係数を時間と共に零から１へ増加させるための手段と；
スケールを掛けられた周波数エラーを用いて、信号発生器からの出力信号の周波数を調整するか否かの決定を行う手段、以上を含む前記電子装置。
請求項９記載の電子装置において、
スケーリング係数を零から１へ時間と共に線形的に増加させる手段を含む、前記電子装置。
請求項９記載の電子装置において、信号発生器がデジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）からの出力信号に応答し、ＤＡＣがスケールを掛けられた周波数エラーに応答し、電子装置が更に：
信号発生器の出力信号内の周波数変換に関して、ＤＡＣの分解能を決定するための手段と；
スケールを掛けられた周波数エラーがＤＡＣの分解能の半分未満の場合は、信号発生器からの信号出力の周波数調整を禁止するための手段とを含む、前記電子装置。
請求項９記載の電子装置において、スケールを掛けられた周波数エラーを使用する手段が：
信号発生器からの信号出力の周波数を調整するか否かを決定するために、スケールを掛けられた周波数エラーにヒステリシス関数を適用するための手段を含む、前記電子装置。
請求項９記載の電子装置が更に：
推定される周波数エラーの値に基づき、複数のＡＦＣアルゴリズム構成要素から、ＡＦＣアルゴリズム構成要素を選択するための手段を含む、前記電子装置。
請求項１３記載の電子装置が更に：
電子装置の温度が少なくとも最小強度で変化するようなモード変化を、電子装置が受けた場合に、周波数を増やして選択されたＡＦＣアルゴリズム構成要素を実行させる手段を含む、前記電子装置。
請求項９記載の電子装置において、スケーリング係数を零から１へ時間共に増加させる手段が：
その電子装置が少なくとも最小強度の温度変化を受けているかを判定するための手段と；
スケーリング係数を零から１へ、その電子装置が少なくとも最小強度の温度変化を受けている場合は第１時限の間に、そして電子装置が少なくとも最小強度の温度変化を受けていない場合は第１時限よりも長い第２時限に渡って増加させる手段を含む、前記電子装置。
請求項９記載の電子装置において、電子装置が移動端末であり、そのＡＦＣシステムが更に：
移動端末が、周波数エラーの絶対値が閾値を超えたことで示される高速モードに入った場合に、ＡＦＣアルゴリズム構成要素で使用されるパイロット・シンボルの個数を増やすための手段を含む、前記電子装置。
電子装置内の自動周波数制御（ＡＦＣ）システムを動作させるためのコンピュータ・プログラム製品であって、その中に組み込まれたコンピュータ読み取り可能プログラム・コードを有するコンピュータ読み取り可能媒体を含み、前記コンピュータ読み取り可能プログラム・コードが：
信号発生器からの信号出力の周波数と、受信された信号周波数との間の差に対応する周波数エラーを決定するためにＡＦＣアルゴリズム構成要素を使用するように構成されたコンピュータ読み取り可能プログラム・コードと；
ＡＦＣアルゴリズム構成要素で決定された周波数エラーに、信号発生器からの信号出力の周波数を変更する調整が行われた後に零に設定されるスケーリング係数を乗算するように構成されたコンピュータ読み取り可能プログラム・コードと；
スケーリング係数を時間と共に零から１へ増加させるように構成されたコンピュータ読み取り可能プログラム・コードと；
スケールを掛けられた周波数エラーを用いて、信号発生器からの出力信号の周波数を調整するか否かの決定を行うように構成されたコンピュータ読み取り可能プログラム・コードと、を含む前記コンピュータ・プログラム製品。
請求項１７記載のコンピュータ・プログラム製品において、スケーリング係数を増加させるように構成されたコンピュータ読み取り可能プログラム・コードが：
スケーリング係数を零から１へ時間と共に線形的に増加させるように構成されたコンピュータ読み取り可能プログラム・コードを含む、前記コンピュータ・プログラム製品。
請求項１７記載のコンピュータ・プログラム製品において、信号発生器がデジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）からの出力信号に応答し、ＤＡＣがスケールを掛けられた周波数エラーに応答し、前記コンピュータ・プログラム製品が更に：
信号発生器の出力信号内の周波数変換に関して、ＤＡＣの分解能を決定するように構成されたコンピュータ読み取り可能プログラム・コードと；
スケールを掛けられた周波数エラーがＤＡＣの分解能の半分未満の場合は、信号発生器からの信号出力の周波数調整を禁止するように構成されたコンピュータ読み取り可能プログラム・コードを含む、前記コンピュータ・プログラム製品。
請求項１７記載のコンピュータ・プログラム製品において、スケールを掛けられた周波数エラーを使用するように構成されたコンピュータ読み取り可能プログラム・コードが：
信号発生器からの信号出力の周波数を調整するか否かを決定するために、スケールを掛けられた周波数エラーにヒステリシス関数を適用するように構成されたコンピュータ読み取り可能プログラム・コードを含む、前記コンピュータ・プログラム製品。
請求項１７記載のコンピュータ・プログラム製品が更に：
推定される周波数エラーの値に基づき、複数のＡＦＣアルゴリズム構成要素から、ＡＦＣアルゴリズム構成要素を選択するように構成されたコンピュータ読み取り可能プログラム・コードを含む、前記コンピュータ・プログラム製品。
請求項２１記載のコンピュータ・プログラム製品が更に：
電子装置の温度が少なくとも最小強度で変化するようなモード変化を、電子装置が受けた場合に、周波数を増やして選択されたＡＦＣアルゴリズム構成要素を実行させるように構成されたコンピュータ読み取り可能プログラム・コードを含む、前記コンピュータ・プログラム製品。
請求項１７記載のコンピュータ・プログラム製品において、スケーリング係数を零から１へ時間共に増加させるように構成されたコンピュータ読み取り可能プログラム・コードが：
その電子装置が少なくとも最小強度の温度変化を受けているかを判定するように構成されたコンピュータ読み取り可能プログラム・コードと；
スケーリング係数を零から１へ、その電子装置が少なくとも最小強度の温度変化を受けている場合は第１時限の間に、そして電子装置が少なくとも最小強度の温度変化を受けていない場合は第１時限よりも長い第２時限に渡って増加させるように構成されたコンピュータ読み取り可能プログラム・コードを含む、前記コンピュータ・プログラム製品。
請求項１７記載のコンピュータ・プログラム製品において、電子装置が移動端末であり、前記コンピュータ・プログラム製品が：
移動端末が、周波数エラーの絶対値が閾値を超えたことで示される高速モードに入った場合に、ＡＦＣアルゴリズム構成要素で使用されるパイロット・シンボルの個数を増やすように構成されたコンピュータ読み取り可能プログラム・コードを含む、前記コンピュータ・プログラム製品。