JP2006500847A - システム間スキャンに関連した周波数エラーを低減する方法及び装置ハンドスキャナ - Google Patents

Abstract

【課題】
【解決手段】複数モード受信機（１０）は、（例えばＷＣＤＭＡのような）第一の通信システムからの信号、又は、（例えばＧＳＭのような）第二の異なる通信システムからの信号を受信することができる。この受信機（１０）は、第一の通信システムの信号を受信する第一の受信機チェーン（１３，１５，１７，１９）と、第二の通信システムの信号を受信する第二の受信機チェーン（１２，１４，１６，１８）とを備える。リファレンス発振器（２４）は、第一の受信機チェーン及び第二の受信機チェーンのためにリファレンス信号を生成するために配置されている。この受信機はまたリファレンス発振器（２４）を制御するコントローラ（２２）を備えている。

Description

本発明は、一般に、システム間スキャンに関連付けられた周波数エラーを低減するための方法及び装置に関する。本発明は、これに限定される訳ではないが、例えばＷＣＤＭＡシステムのような連続周波数分割二重システムと、例えばＧＳＭのような時分割二重システムとの間でシステム間スキャンを実行する時に、周波数エラーを低減するのに効果的である。

以下では、ＷＣＤＭＡ規格とＧＳＭ規格とが参照される。しかしながら、関連する技術を持つ者にとっては、本発明はこれら規格に限定されるものではなく、その他の異なる通信システム間でのシステム間スキャンにも適用できることが認められるであろう。「移動ユニット」及び「移動電話」という用語はまた、移動電話をカバーすることにも勿論使用されるが、音声又は情報のデータを転送している携帯システムと通信することができるその他のデバイスをカバーするためにも使用される。

全部ではないが、通信システムで使用されている殆どの機器は、通信システム内の他の機器と、動作タイミングにあわせるように機器の動作タイミングを調整可能にする内部周波数リファレンス回路を含んでいる。例えば、携帯電話システムでは、移動ユニットは、リファレンス周波数回路を含んでいる。これは、一般に調整可能な発振器である。この出力周波数は、移動ユニット内のタイミングをサービングセル又はネットワークのタイミングにあわせることができるように、制御電圧入力を用いて、特定範囲内に調整することが可能である。この周波数リファレンス回路は、一般的に、この範囲を、１００万毎のパーツ（ｐｐｍ）について特定可能にする正確な発振器である電圧制御温度補償型水晶発振器（ＶＣＴＣＸＯ）の周囲をベースとした位相同期ループである。

勿論、この移動ユニットは、呼出の間アクティブである時には、システムと通信するであろうこのシステムは、到来するメッセージが送られるようにするために、呼出の受信又は呼出をしていない時には、移動ユニットがどこにあるかを「知る」必要がある。従って、移動ユニットは、呼出がなされていない時には、アイドルモードで動作し続ける。これによって、データが、時々ページされるようにすることができる。移動ユニットのために、ＷＣＤＭＡシステムからのページングデータを正しくモニタするために、移動ユニットは、ＷＣＤＭＡシステムとの時間調節を維持しなければならない。ＶＣＴＣＸＯ及び位相同期ループは通常、非常に正確であり、非常に些細な補正しか必要とされず、電話機がこのシステムとアクティブ又はアイドルな通信を維持している間、本質的に一定周波数にとどまる。

例えば、初めのシステムのカバー領域を出て、新たなシステムのカバー領域に入る時のような状況の間、制御されたハンドオーバが二つのシステム間で起きるように、新たなシステムに属する周囲セルの信号をモニタする必要性が生じる。システム内からこれを行うことは可能である一方、このようなアプローチは、システムに過度の負荷をもたらすことになろう。なぜなら、アクティブな移動ユニットとアイドルな移動ユニットとの両方をモニタする必要があるからである。従って、移動ユニット自身がこのモニタリングを行う。

広く確立されたＧＳＭ規格と、ＷＣＤＭＡを含む新しいＣＤＭＡ規格とを含む携帯通信システムにおける使用のために利用可能な多くの異なる規格が存在する。システムユーザは、彼らが加入しているサービス会社のカバー領域外を歩き回る時でさえも連続的なサービスを受けることを期待する。この期待を満足するために、所謂マルチモード電話機が開発された。これは、例えばＷＣＤＭＡシステムとＧＳＭシステムとの両方と通信することができる。

ＷＣＤＭＡ信号の連続的な性質は、信号内に自然な中断が無いことを意味する。これは、他のシステムからの信号のスキャニングを可能にする。更に、ＷＣＤＭＡシステムとＧＳＭシステムとの間に共通同期がない。異なるシステムは、システムの信号の位相とタイミングとの間に予め定めた関係がないという点において非同期である。

これに打ち勝つ一つの方法は、デコードが行われる前に、受信後位相補正をデータに適用することであろう。これは、受信されたデータがサンプルされると、ハードウェア回転装置を用いて、位相オフセットを補正することによってなされうる。すなわち、サンプルを受信し、それを回転し、その後、デコードするためにメモリに格納する。このアプローチが備える問題は、ハードウェア回転装置は、追加のハードウェアを必要とするので、特別なシリコン領域を使用する。これによって、追加コストと、複雑さとが（通常はＡＳＩＣの形態で提供されている）回路に加わる。

別の方法は、デコードが起こる前に、メモリ内の受信サンプルを回転することである。すなわち、サンプルの全てを取り込み、その後、回転アルゴリズムを適用する。このアプローチの問題は、例えば、書き込まれるコード、それを格納するためのメモリ、及び必要とされた時間内にそれを実行するために十分強力なＤＳＰ（デジタル信号プロセッサ）を必要とする信号処理回転アルゴリズムである。従って、このアプローチは、ＤＳＰメモリと、バッテリからのエネルギーとを消費する。

この問題に打ち勝つためのＷＣＤＭＡ規格に対する一つの提案は、圧縮モードとして知られた方法を用いて、この間に受信機が他のシステムのためのスキャンをするように再構築することができる「フリースペース」期間を生成することである。従って、フリースペース期間の間、この受信機は、ＧＳＭチャネルに合わされ、このチャネルの特性の測定が実行される。「フリースペース」期間の終わりでは、この受信機は、途切れのないサービスを保証するために、オリジナルのシステムのＷＣＤＭＡチャネルに戻されるように構築されねばならない。これを行うために、受信機は、受信が試みられる前に、位相同期される必要がある。従って、位相同期ループ（又はその他のリファレンス発振器）は、ＷＣＤＭＡからＧＳＭへ電話機を変化させる場合、及びＧＳＭからＷＣＤＭＡへ再び電話機を変化させる場合の両方において、再調整及び再同期される必要がある。

電話機が他のサービングシステムのためのスキャンに再調整される場合、多くのアクションが発生する必要がある。
１．受信機を初期化し、ＰＬＬを新たな（ＧＳＭ）周波数に再プログラムする。
２．粗い周波数同期を与えるためにデータに対するスキャンを行う。
３．精細な周波数補正を与えるためにデータに対するスキャンを行う。
４．ＧＳＭシステムアクセスパラメータをデコードする。
５．受信機を再構築し、ＰＬＬをオリジナル（ＷＣＤＭＡ）の周波数に再プログラムする。
６．ＷＣＤＭＡシステムに対する再取得及び再同期化を行う。

この再調整の結果、電話機の同期に導入されたＷＣＤＭＡシステムに対する周波数エラーが生じ、ＷＣＤＭＡチャネルに戻る時、再取得をより困難にする。ＧＳＭモードとＷＣＤＭＡモードとの間での切換の問題を低減するための一つの提案は、フリースペース期間をＧＳＭスキャンについて可能な限り多く拡張し、回路の応答時間を最少にし、受信機に頼って周波数又は時間によるトラッキング自動周波数制御（ＡＦＣ）アルゴリズムを用いて再同期することである。

しかしながら、このアプローチは、以下の理由により少なくとも完全に満足できるものではない。データのためのスキャンが、上記した動作２及び３で起こる時、位相同期ループは、制御電圧入力を用いて精細調整される。この精細調整により、上記動作５において、電話機がＷＣＤＭＡに戻るように再構築された時、同期化にもたらされた周波数エラーが生じる結果となる。その結果、動作６における再取得は、実行することがより困難となる。

本発明は、上記で議論され、関連する問題に対処する。

本発明の一つの局面によれば、第一の通信システムからの信号、又は第二の異なる通信システムからの信号を受信することができる複数モード受信機を制御し、第一の通信システムの信号を受信しながら、第二の通信システムの信号をスキャンする受信機に関連する
周波数エラーを低減する方法が提供される。この方法は、受信機のリファレンス発振器が第二の通信システムの信号に関連した周波数で発振できるように発振器のパラメータを変えることと、この調整の結果生じる発振器の周波数における変化を記録することと、時間期間にわたって第二の通信システムの信号を受信することと、この時間期間を記録することと、この記録した変化と、記録した時間期間とからエラーベクトルを計算することと、第一の通信システムの信号に関連する周波数で発振器が発振できるように、計算されたエラーベクトルを適用することを含めて、発振器のパラメータを変えることとを備える。

本発明の別の局面によれば、第一の通信システムからの信号、又は第二の異なる通信システムからの信号を受信する複数モード受信装置が提供される。この装置は、第一の通信システムの信号を受信する第一の受信機チェーンと、第二の通信システムの信号を受信する第二の受信機チェーンと、第一の受信機チェーンと第二の受信機チェーンとのためにリファレンス信号を生成するリファレンス発振器と、コントローラとを備えている。このコントローラは、この発振器が第二の通信システムの信号に関連した周波数で発振できるように発振器のパラメータを変えることと、この調整の結果生じる発振器の周波数における変化を記録することと、第二の通信システムの信号が第二の受信機チェーンによって受信される時間期間を記録することと、この記録した変化と、記録した時間期間とからエラーベクトルを計算することと、第一の通信システムの信号に関連する周波数で発振器が発振できるように、計算されたエラーベクトルを適用することを含めて、発振器のパラメータを変えることとを行う。

本発明の更なる局面によれば、第一の通信システムの信号と、第二の通信システムの信号とを受信する受信機が備えられている。この受信機は、第一及び第二の通信システムの信号を受信するように調整可能な受信回路を備えている。また、この受信機は、第一の通信システムの信号を受信するように調整されている間、第一の通信システムの信号を再び受信するように調整が戻される前に、受信回路が第二の通信システムの信号を受信するように迅速に再調整できるように、また、第二の通信システムの信号の再調整と受信とをしている間になされた調整変化と、この変化の期間とにに基づいて、第一の通信システムの信号に調整が戻されるときに補正できるように、配置されている。

本発明はまた、第一の通信システムの信号と、第二の通信システムの信号とを受信する方法を提供する。この方法は、受信回路を調整して第一の通信システムの信号を受信することと、受信回路を再調整して第二の通信システムの信号を受信することと、受信機の調整を戻して第一の通信システムの信号を再び受信することと、第二の通信システムの信号の再調整と受信とをしている間になされた調整変化と、この変化の期間とを決定することと、この変化と、変化の期間とから、この調整になされるべき補正を計算することと、この計算された補正を、第一の通信システムの信号に調整を戻しているときに行うこととを備える。

本発明が具体化される受信機の以下に示す記載から認められるように、もしもリファレンス発振器が一時的に新たなシステムとの位相同期を達成し、普通通りにサンプルを受信することが許可されれば、すなわち、リファレンス発振器が、受信したデータのサンプリングを開始する前に位相が同期されるのであれば、受信したサンプルは、正しい位相を持ち、事後補正は不要となるであろう。このアプローチは、回路の複雑さ、メモリスペース、及びエネルギー消費量において極めて小さなオーバヘッドしか必要としない。

更に、一時的にＧＳＭシステムとの位相同期を達成する一方で、連続周波数分割二重（例えばＷＣＤＭＡ）システムとの位相同期を維持する問題は、ＷＣＤＭＡシステムが再取得される前にそれに補正を適用するために、時分割二重（例えばＧＳＭ）システムに再調整することによってもたらされたエラーを推定することによって克服されるか、または少なくとも緩和される。この補正は、システム間スキャンの前（又は最中）に計算され、受信機コンフィギュレーション期間の間に適用されることができる。これによって、ＷＣＤＭＡシステムが再取得された場合には、エラーは既に実質的に減少しているであろう。

本発明の上述した及び更なる特徴は、特許請求の範囲内に詳細に説明され、その利点とともに、添付図面を参照して与えられた本発明の典型的な実施例の以下に示す詳細記述の検討からより明らかとなるであろう。

図１は、移動ユニットのためのデュアルモード受信機の概要回路図である。説明の目的のために、デュアルモード受信機１０は、ＷＣＤＭＡ信号とＧＳＭ信号との両方を受信できるものとして説明される。その他の受信可能な信号の組み合わせも可能であることが認められよう。アンテナ１１において受信された信号は、切換要素１２によって、ＷＣＤＭＡ受信機チェーン（図１の上部分に示す）または、ＧＳＭ受信機チェーン（図１の下部分に示す）へ切り換えられる。両受信機チェーンともに、受信した信号が、バンドバスフィルタ（ＢＰＦ）１３，１４によってフィルタされ、低ノイズ増幅器１５，１６によって増幅され、ダウンコンバータ１７，１８によってベースバンド周波数にダウンコンバートされ、更なる処理のためにベースバンド回路及びコントローラ２２に入力される前にロウパスフィルタ１９，２０によってフィルタされる範囲において本質的に同じ方法で動作する。

受信機１０はまた、リファレンス周波数信号を位相同期ループに提供する電圧制御温度補償型水晶発振器（ＶＣＴＣＸＯ）２４を備えている。位相同期ループは、位相同期ループ集積回路（ＰＬＬ）２５（以下に詳細に記載する）と、ループフィルタ２６と、電圧制御型発振器２７とを備えている。位相同期ループは、適切な周波数において信号を生成し、ＷＣＤＭＡ受信機チェーンとＧＳＭ受信機チェーンとの両方におけるダウンコンバータ１７，１８が、受信した信号をベースバンドレベルにダウンコンバートできるようにする。位相同期ループの利用は良く知られており、ここで更に詳細に記載する必要はない。

ダウンコンバートされた信号の前述した処理に加えて、ベースバンド回路及びコントローラ２２は受信機１０の動作を制御する。ベースバンド回路及びコントローラ２２は一般に、コントロールプロセッサ（図示せず）を備えている。コントロールプロセッサは、信号を生成し、アンテナ切換要素１２に、要求された時間においてＷＣＤＭＡチェーンとＧＳＭチェーンとの間を切り換えさせる。コントローラによって生成された信号は、とりわけ、アンテナ切換要素１２と、位相同期ループの動作を制御するＰＬＬ切換コントローラ２８とに加えられる。

通常、デュアルモード受信機回路は、ＷＣＤＭＡ受信機チェーン及びＧＳＭ受信機チェーンの各々に対して個別の位相同期ループを必要とする。しかしながら、図１に示すように、国際特許出願ＰＣＴ／ＧＢ０１／０５６１０に記載された種類の単一の切り換え可能な位相同期ループは、ＷＣＤＭＡ受信機チェーン及びＧＳＭ受信機チェーンにおけるダウンコンバータ１７，１８のうちの何れかに信号を提供するように有利に使用される。なぜなら、これら二つの受信機チェーンは、同時に動作することは決して要求されないからである。

添付する図２は、図１のＰＬＬ２５をより詳細に示す概要回路図である。図２に示すＰＬＬ２５は、前述した国際特許出願ＰＣＴ／ＧＢ０１／０５６１０に記載されたものと本質的に同じである。ＰＬＬ２５は、プログラム可能なＲ分割されたカウンタ３１と、プログラム可能なＮ分割されたカウンタ３２と、位相検出器３３とを備える。Ｒ分割されたカウンタ３１は、ＶＣＴＣＸＯ（図１参照）によって駆動される。二つのレジスタセット３５，３６は、それぞれＰＬＬ２５のためのコンフィギュレーションを定義するデータを格納する。各レジスタセット３５，３６は、シリアルデータインタフェース３９を経由してベースバンド回路及びコントローラ２２からシリアル型式でデータを受信するように接続された関連したシリアル／パラレル変換器３７,３８を持っている。各レジスタセット３５，３６は、Ｒ分割されたカウンタ３１のためのデータを保持するレジスタ３５Ｒ，３６Ｒと、Ｎ分割されたカウンタ３１のためのデータを保持するレジスタ３５Ｎ，３６Ｎと、位相検出器３３のためのデータを保持するレジスタ３５Ｐ，３６Ｐとを備えている。レジスタ３５Ｐ，３６Ｐ内の位相検出器データは、位相検出器３３によって加えられたゲインを定義する。

また、図２に示されているのは、位相検出器５３に接続され、ＰＬＬ２５が望ましい周波数に同期された場合、すなわち安定した場合に、ベースバンド回路及びコントローラ２２に表示を提供する同期検出器４０である。スイッチ４２，４３，４４は、二つのレジスタセット３７，３８の間で、Ｒ分割カウンタ３１、Ｎ分割カウンタ３２、位相検出器３２の切り換えを行うように与えられている。更なるスイッチ４５が二つのシリアル／パラレル変換器３７，３８の間でベースバンド回路及びコントローラ２２からのシリアルデータインタフェース３９を切り換えるために与えられている。全てのスイッチ４２〜４５は、ベースバンド回路及びコントローラ２２によって生成されたコンフィギュレーション選択制御信号４６によって制御される。

これらスイッチは、第一のレジスタセット３５がＲ分割カウンタ３１、Ｎ分割カウンタ３２、及び位相検出器３３に接続されている時に、第二のレジスタセット３６がスイッチ４５を経由してホストマイクロコントローラからのシリアルデータインタフェース３９に接続でき、第二のレジスタセット３６がＮ分割カウンタ３２等に接続されている時に、第一のレジスタセット３５がシリアルデータインタフェース３９に接続できるように配置されている。このようにして、レジスタ３５，３６の一つのセットは、新たなデータでロードされ、レジスタ３５，３６の別のセットは、Ｎ分割カウンタ３２等の動作を制御する。これは、ＰＬＬが非動作中である合計時間を減少することによって、異なる周波数間の効率的な切り換え方法を提供する。

添付する図３は、ＰＮ空間における位相図である。ここでは、円５０の外周がＰＮシーケンス全体を表す。ＰＮシーケンスの一部のみが、移動ユニットに割り当てられ、その部分がサーチウィンドウＷの中心とされる。位相同期ループによって生成された信号の（ＰＮ空間内の）位相が、コードポジションβにおけるウィンドウＷ上の中心とされた時、受信信号のエネルギー（Ｅ_ｂ／Ｎ_０）は最大となる。これは図４におけるエネルギー曲線Ｅ_１で表される。この信号がウィンドウＷ内でポジションβ−Δｅにおいてオフセンタされるように位相同期ループからの信号の位相が変化した時、受信信号におけるエネルギー（Ｅ_ｂ／Ｎ_０）は図４の曲線Ｅ_２によって表されるように低いレベルとなる。位相同期ループからの信号の位相がサーチウィンドウＷの外に移動しない限り、たとえ低いレベルのエネルギーであっても、信号は回復可能であろう。しかしながら、もしもこの信号がサーチウィンドウＷの外にある程度に位相が変化するのであれば、受信機は、もはや受信信号に同期されず、受信は失われるであろう。Δｅ値が１／２Ｗよりも大きくならないような別の方法を講じて頂きたい。

図１の受信機は、受信したＷＣＤＭＡ信号から補正データを抽出するために、ＷＣＤＭＡ信号におけるＰＮシーケンスを内部生成されたＰＮシーケンスに相関付ける相関器（図示せず）を含む。もしもこの相関器のためのクロックソース（すなわち、位相同期されたループ）が必要以上に早く動作するようになされたのであれば、ＰＮ生成器は、早すぎて進み、相関ピークは遅れて表れるであろう。もしもクロックがゆっくりと動作するようになされたのであれば、ＰＮ生成器は予想以上にゆっくり動作するであろうから、相関ピークは早く現れる。これは、別のシステムスキャンによって導かれた正味の周波数エラーに比例した量によって、サーチウィンドウ内において、相関ピークが整列された位置から別に位置へ「ジャンプ」すると考えることができる。

移動ユニットがスタンバイ状態のとき、ＶＣＴＣＸＯの周波数と、位相同期ループとは、ＷＣＤＭＡシステムの周波数からよく流れ出す。これは、移動ユニットが配置されている環境における変化と製造公差のために起こる。この流れが１／２Ｗを越えるコード位相差の結果にならない限りは、移動ユニットは、スタンバイ状態から出たときに、システムと同期することができるであろう。移動ユニットは、この流れが１／２Ｗよりも小さくなるように設計される。

ここで前述したように、ＷＣＤＭＡ信号の連続的な性質は、信号における自然な中断がなく、他のシステムからの信号に対するスキャンを可能にすることを意味する。移動ユニットが、新たなシステム内のセルからの信号の強度を監視するように要求された場合、この移動ユニットは、この新たなシステムの周囲のセルからの信号を受信してデコードし、これら信号によって運ばれたネットワーク情報を処理しなければならない。これを行うために、受信機は、受信が試みられる前に移動同期されるか、あるいは、デコードがなされる前に受信後位相補正をこのデータに加える必要がある。

これは、図１の受信機において、位相同期ループによって一時的に、受信データのサンプリングを開始する前にＧＳＭ信号を用いて位相同期を達成させることによってなされる。これは、サンプルが正しい位相を持ち、後補正が必要ではないことを保証する。移動ユニットが安定したＷＣＤＭＡアイドル状態にある時、ＶＣＴＣＸＯと位相同期ループとは、ＷＣＤＭＡシステムに同期された周波数と位相との両方である。アイドル状態である間、移動ユニットは周期的に「ウェイクアップ」し、ＷＣＤＭＡシステムからの割り当てられたページングメッセージを監視する。従って、ＧＳＭ信号のスキャンを行っている時、周囲セルスキャンによってリファレンス発振器に導かれた位相エラーと、誘導された周波数とが、移動ユニットが次に「ウェイクアップ」し、ＷＣＤＭＡシステムページングメッセージのための監視する前に補正されねばならない。

従って、位相同期ループは、知られた自動周波数制御（ＡＦＣ）技術を用いて同期を達成するようにされ、そうしている間に、導入されたエラーの大きさと方向（エラーベクトル）が、このエラーが適用された期間とともに監視される。これらエラーベクトルを合計することによって、結果として得られるエラーベクトルが発見され、ＶＣＴＣＸＯに対して等しい及び反対の大きさのエラーを無効にすることを適用するために使用される（図１参照）。従って、移動ユニットが、ＷＣＤＭＡシステムページングデータのための監視を行うために次に「ウェイクアップ」しなければならない時まで、ＶＣＴＣＸＯ及び位相同期ループは、あたかも別の動作が起こらなかったかのように、ＷＣＤＭＡシステムのために再び整列されるであろう。

添付する図５は、図１の受信機によって実行されたシステム間スキャンに対するタイムラインの一例を示す。このタイムラインは、初期状態５１と、５２〜５８とラベルされた七つの間隔とをカバーしている。ライン６１，６２は、周波数（ＶＣＴＣＸＯ周波数）軸と、時間軸とをそれぞれ表している。初期状態５１では、受信機が受信に調整され、ＷＣＤＭＡ信号を受信している。この状態では、周波数はｆ_Ｗ、すなわちＷＣＤＭＡ信号のための受信周波数である。

時間期間Ｔ_ＰＬＬ１の間持続する間隔５２では、図１の受信機は、続いてＧＳＭ受信機チェーンがＧＳＭシステムからの信号を受信できるようにするデータを用いて初期化される。時間期間Ｔ_ＰＬＬ１は、位相同期ループの特徴に依存するが、位相同期ループが一旦設計されると、この期間は実質的に一定となる。間隔５３は、受信機が初期（粗い）周波数補正データを受信するためにとられた時間Ｔ_ｆｃを表している。この情報を受信するためにとられた時間Ｔ_ｆｃの長さは、外部影響に依存するので、不確定である。一旦データが受信されると、このデータは、より迅速なアクセスのために制御回路内に格納される。この格納されたデータは、時々、ソース（通常はシステムコントローラ又は基地局）からの更新データと比較され、最新値を維持することが保証される。間隔５２，５３では、周波数は、ＷＣＤＭＡシステムの受信周波数ｆ_Ｗを維持する。

間隔５３の終わりでは、位相同期ループに加えられる受信データに基づいて周波数粗調整がなされる。これは、位相同期ループからの信号出力の周波数をΔｆ_１までオフセットし、ＧＳＭ信号のそれにおおよそ等しい周波数を与える。この周波数オフセットは、図５において正の量として示されるが、負の量にもなりうる。この周波数オフセットΔｆ_１は、時間期間Ｔ１に対応する間隔５４の全体に対して適用される。この間、より良い同期化データが受信され、より良い周波数オフセット推定値が計算される。間隔５４の終わりでは、精細周波数オフセットΔｆ_２（正の値か、負の値かの何れかになる）が一旦計算されると、この精細周波数オフセットΔｆ_２が位相同期ループに加えられる。この精細周波数オフセットは、位相同期ループからの信号出力の周波数をΔｆ_１オフセットし、ＧＳＭ信号のそれに本質的に等しい周波数を与える。

これは、時間Ｔ_２の間継続する間隔５５の始まりに印を付ける。間隔５５の間、受信機はＧＳＭ信号ドメインをスキャンし、ＧＳＭシステム情報を受信し、デコードする。間隔５４，５５の間の信号受信の非同期性質によってＴ_１とＴ_２との値は固定されないが、Ｔ_１とＴ_２とはそれらが起こるとコントローラによって測定することができる。従って、コントローラは、間隔５４，５５の間に導入されたエラーである累積周波数エラーを計算し、補正周波数オフセットΔｆ_Ｃがこの累積周波数エラーをキャンセルするのにかかる長さＴ_Ｃを計算する。従って、この補正周波数オフセットΔｆ_Ｃは、間隔５６内でＴ_Ｃ秒の期間にわたって適用される。

間隔５６の終わりまでに、位相同期ループの動作において、実質的に周波数エラーは存在しないであろう。従って、間隔５７では、ＷＣＤＭＡ受信機チェーンがＷＣＤＭＡシステムからのＷＣＤＭＡ信号を再び受信できるように受信機が再設定される。受信機が定常状態に落ち着く前の期間に短い遅れがある。これは、時間期間Ｔ_ＰＬＬ２によって表される。Ｔ_ＰＬＬ１のように、時間期間Ｔ_ＰＬＬ２は、位相同期ループの特徴に依存するが、本質的に一定である。

補正周波数オフセットΔｆ_Ｃは、以下のようにして計算される。間隔５４と間隔５５との間に導入された累積エラーΔβは、周波数と時間との両方の関数である。従って、
Δβ＝Ｔ_１・Δｆ_１＋Ｔ_２・Δｆ_２
これは、Ｔ_Ｃ・Δｆ_Ｃとバランスしていなければならない。したがって、以下のようになる。
Ｔ_Ｃ・Δｆ_Ｃ＝Ｔ_１・Δｆ_１＋Ｔ_２・Δｆ_２
時間期間Ｔ_１，Ｔ_２は、ＧＳＭ同期データ及びシステムデータの受信を保証するために十分長く設定されており、知られている。時間期間Ｔ_ＰＬＬ１，Ｔ_ＰＬＬ２は、実質的に一定であり、これは、間隔５７の終わり（ＷＣＤＭＡ信号の受信が再開するとき）が、時間内の知られたポイントにあることになる。間隔５７の終わりから、間隔５５の終わりに戻って動作することによってＴ_Ｃが計算される。ＷＣＤＭＡへの再接続が、望ましい時間（すなわち、間隔５７の終わり）において必要であることを保証するために、もし必要であれば、時間期間Ｔ_２は、増加又は減少される。これは、受信機のコード位相を、図３に示すウィンドウＷの外側を流れさせるほどΔｆ_Ｃが決して大きくないことを保証するための簡単な設計の問題である。従って、理想的には、ＧＳＭスキャンが実行されている間の時間期間に対する累積周波数エラーと、移動ユニットが単純にスタンバイにとどまっているものとの間に差はないであろう。実際には、製造公差がわずかな違いをもたらしうるが、同じ公差によって受信機は、あらゆる僅かな差をうまく処理できるようになり、これは無視される。

前述の記載から認められるように、リファレンス発振器は、一時的に新たなシステムとの位相同期を達成することが許される。これによって、受信機は、ＧＳＭ信号ドメインをスキャンし、正しい位相でＧＳＭデータを受信することができる。これによって、事後補正は不要となる。このアプローチは、回路複雑さ、メモリスペース、及びエネルギー消費量において、非常に小さなオーバヘッドしか必要としない。このエラー推定は、ＷＣＤＭＡシステムに戻る前に決定され、受信機再設定期間の間適用される。これによって、ＷＣＤＭＡシステムが再取得されるとき、もしも完全に取り除かれていないのであれば、エラーは、実質的に低減する。

したがって、好適な実施例を参照して本発明を記述することによって、問題となっている本実施例は典型的な唯一のものであり、例えば適切な知識と技能とを有する者に思い浮かぶような変更や変形は、特許請求の範囲及びその等価物で説明されたような本発明の精神及び範囲から逸脱することなくなされうることが良く理解されよう。

図１は、移動ユニットのためのデュアルモード受信機の概要回路図である。 図２は、図１の受信機内の位相同期ループの概要回路図である。 図３は、ＰＮ空間における位相図である。 図４は、ＰＮ空間におけるエネルギー曲線を示すグラフである。 図５は、図１の受信機によって実行されるシステム間スキャンのためのタイムラインの一例を示す。

Claims (26)

1. 第一の通信システムからの信号、又は第二の異なる通信システムからの信号を受信することができ、前記第一の通信システムの信号を受信している間に、前記第二の通信システムの信号をスキャンしている前記受信機に関連する周波数エラーを低減する複数モード受信機を制御する方法であって、
   前記受信機のリファレンス発振器のパラメータを、前記発振器が、前記第二の通信システムの信号に関連した周波数において発振できるように変えることと、
   この調整の結果生じる前記発振器の周波数における変化を記録することと、
   時間期間の間、前記第二の通信システムの信号を受信することと、
   前記時間期間を記録することと、
   前記記録した変化と、前記記録した時間期間とからエラーベクトルを計算することと、
   前記第一の通信システムの信号に関連する周波数において前記発振器が発振できるように、前記計算されたエラーベクトルを適用することを含めて、前記発振器のパラメータを変えることとを備える。
2. 請求項１に記載の方法において
   前記第二の通信システムの信号の周波数に関連したデータを受信することと、
   前記受信したデータから、前記リファレンス発振器のパラメータを決定し、同じことを起こして、前記第二の通信システムの信号に関連した周波数の前後において発振させることとを更に備える。
3. 請求項２に記載の方法において
   前記第二の通信システムの信号の周波数に関連した更なるデータを受信することと、
   前記受信したデータから、前記リファレンス発振器のパラメータに加えられる補正値を決定し、同じことを起こして、前記第二の通信システムの信号に関連した周波数において実質的に発振させることとを更に備える。
4. 請求項３に記載の方法において、前記周波数における記録された変化は、前記第二の通信システムの信号に関連した周波数の前後で発振することに関連した変化と、前記第二の通信システムの信号に関連した周波数において実質的に発振することに関連した変化とを含む。
5. 請求項３又は請求項４に記載の方法において、前記時間期間は、前記第二の通信システムの信号に関連した周波数の前後で発振するのに費やした時間と、前記第二の通信システムの信号に関連した周波数において実質的に発振するのに費やした時間との両方を含む。
6. 請求項１乃至５のうち何れか１項に記載の方法において、前記第二の通信システムに関連する情報を含む前記第二の通信システムの信号を受信することを更に備える。
7. 請求項１乃至６のうち何れか１項に記載の方法において、前記スキャンすることは、前記受信機がアイドルモードにある間に達成される。
8. 第一の通信システムからの信号、又は第二の異なる通信システムからの信号を受信する複数モード受信装置であって、
   前記第一の通信システムの信号を受信する第一の受信機チェーンと、
   前記第二の通信システムの信号を受信する第二の受信機チェーンと、
   前記第一の受信機チェーンと前記第二の受信機チェーンとのためのリファレンス信号を生成するリファレンス発振器と、
   コントローラとを備え、
   前記コントローラは、
   前記リファレンス発振器のパラメータを、前記発振器が、前記第二の通信システムの信号に関連した周波数において発振できるように変え、
   この調整の結果生じる前記発振器の周波数における変化を記録し、
   前記第二の通信システムの信号が前記第二の受信機チェーンによって受信されている時間期間を記録し、
   前記記録した変化と、前記記録した時間期間とからエラーベクトルを計算し、
   前記第一の通信システムの信号に関連する周波数において前記発振器が発振できるように、前記計算されたエラーベクトルを適用することを含めて、前記発振器のパラメータを変える。
9. 請求項８に記載の装置において、前記第二の通信システムの信号の周波数に関連したデータを受信する手段を更に備え、前記コントローラは、前記受信したデータから、前記リファレンス発振器のパラメータを決定し、同じことを起こして、前記第二の通信システムの信号に関連した周波数の前後において発振させるように配置される。
10. 請求項９に記載の装置において、前記第二の通信システムの信号の周波数に関連した更なるデータを受信する手段を更に備え、前記コントローラは、前記受信したデータから、前記リファレンス発振器のパラメータに加えられる補正値を決定し、同じことを起こして、前記第二の通信システムの信号に関連した周波数において実質的に発振させるように配置される。
11. 請求項１０に記載の装置において、前記コントローラは、前記第二の通信システムの信号に関連した周波数の前後で発振することに関連した変化と、前記第二の通信システムの信号に関連した周波数において実質的に発振することに関連した変化とを含む周波数における変化を記録するように配置される。
12. 請求項１０又は請求項１１に記載の装置において、前記コントローラは、前記第二の通信システムの信号に関連した周波数の前後で発振するのに費やした時間と、前記第二の通信システムの信号に関連した周波数において実質的に発振するのに費やした時間との両方から前記時間期間を計算するように配置される。
13. 請求項８乃至１２のうち何れか１項に記載の装置において、前記コントローラは、前記受信機がアイドルモードにある間に動作可能である。
14. 第一の通信システムの信号と、第二の通信システムの信号とを受信する受信機であって、前記第一及び第二の通信システムの信号を受信するように調整可能な受信回路を備え、前記受信機は、前記第一の通信システムの信号を受信するように調整されている間に、前記受信回路が、前記第一の通信システムの信号を再び受信するために調整戻しがなされる前に、前記第二の通信システムの信号を受信するために手短に再調整できるように、及び、前記第二の通信システムの信号の再調整及び受信をしている間になされた調整変化と、この変化の期間とに依存して前記第一の通信システムの信号に調整戻しするときに補正がなされるように配置されている。
15. 請求項１４に記載の受信機において、前記受信回路は、第一の通信システムからの信号を受信するように動作することができる第一の受信機チェーンと、第二の通信システムからの信号を受信するように動作することができる第二の受信機チェーンとを備える。
16. 請求項１５に記載の受信機において、前記第一の受信機チェーン、及び前記第二の受信機チェーンに関連した位相同期ループ回路を更に備える。
17. 請求項１６に記載の受信機において、前記位相同期ループ回路は、前記第一の通信システムの信号に関連した第一の周波数で信号を出力するか、又は前記第二の通信システムの信号に関連した第二の周波数で信号を出力するように設定可能な単一の位相同期ループを備える。
18. 請求項１６又は請求項１７に記載の受信機において、前記位相同期ループ回路は、補正がなされる電圧制御温度補償型水晶発振器を備える。
19. 請求項１５乃至１８のうち何れか１項に記載の受信機において、前記第一の受信機チェーンは、連続的な周波数分割二重システムの信号を受信するように構成されている。
20. 請求項１５乃至１９のうち何れか１項に記載の受信機において、前記第二の受信機チェーンは、時分割二重システムの信号を受信するように構成されている。
21. 請求項１９に記載の受信機において、前記第一の受信機チェーンは、ＷＣＤＭＡ信号を受信するように構成されている。
22. 請求項２０に記載の受信機において、前記第二の受信機チェーンは、ＧＳＭ信号を受信するように構成されている。
23. 請求項１５乃至２２のうち何れか１項に記載の受信機において、前記受信回路を制御し、同じことを起こして、前記第一の通信システムの信号と前記第二の通信システムの信号との間の調整をさせるコントローラを更に備える。
24. 請求項２３に記載の受信機において、前記コントローラは、前記第二の通信システムの信号の再調整及び受信をしている間になされた調整変化と、この変化の期間とから補正値を計算し、この補正値を前記受信回路に適用するように動作する。
25. 第一の通信システムの信号と、第二の通信システムの信号とを受信する方法であって、受信回路を調整して、前記第一の通信システムの信号を受信することと、前記受信回路を再調整して、前記第二の通信システムの信号を受信することと、前記受信機の調整を戻して、前記第一の通信システムの信号を再び受信することと、前記第二の通信システムの信号を再調整及び受信している間になされた調整変化と、この変化の期間とを判定することと、この変化と、この変化の期間とから、前記調整に対してなされうる補正値を計算することと、前記第一の通信システムの信号に調整を戻す時に、前記計算された補正を行うこととを備える。
26. 添付図面を参照してここで詳述したような装置又は方法。

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