JP4219387B2 - 統合された移動通信−位置決め装置における周波数調整 - Google Patents

Description

本発明は、一般にエレクトロニクスに係り、そして特に、同調可能なオシレータを使用する電気通信に関する。

移動体ワイアレス・サービスに対する消費者の要求は、常に増加する多数のセルラ・ネットワークの展開に導いてきている。１つのそのようなネットワークは、コード分割多元アクセス（code division multiple access）（ＣＤＭＡ）技術に基づいており、これは、スペクトル拡散通信を使用してワイアレス音声及びデータ・サービスをサポートする。スペクトル拡散通信では、非常に多数の信号が同じ周波数スペクトルを共有し、そしてその結果、高いレベルのユーザ能力を提供する。これは、キャリアを変調する異なる擬似ノイズ（pseudo-noise）（ＰＮ）コードを用いて各信号を送信することによって、そしてそれによって信号を拡散することによって実現される。送信された信号は、信号を逆拡散するために対応するＰＮコードを使用するコリレータによって受信機において分離される。コードが符合しない不必要な信号は、逆拡散されずに、ノイズとしてだけ寄与する。

ヨーロッパ及びアジアにおいてデファクト・スタンダードになってきている競合するネットワークは、移動体通信のためのグローバル・システム（Global System for Mobile Communication）（ＧＳＭ）技術である。ＣＤＭＡとは異なって、ＧＳＭは、狭帯域時間分割多元アクセス（time division multiple access）（ＴＤＭＡ）技術を使用して、ワイアレス音声及びデータ・サービスをサポートする。ＴＤＭＡ技術を使用して数年以上発展している他の普及しているネットワークは、汎用パケット無線サービス（General Packet Radio Service）（ＧＰＲＳ）及びＥＤＧＥを含み、その両者は、高速データ・サービスをサポートする。これらのネットワークは、それぞれが自身の固有なプロトコル、サービス、及びデータ・レートのセットを用いて、地理的な領域全体に広められている。

今日、ワイアレス通信装置は、複数のセルラ・ネットワークをサポートする技術を用いて展開されてきている。一般的に、これらの装置は、各ネットワークに対して専用の受信機を装備する。ローカル・オシレータ（local oscillator）(ＬＯ)回路は、各受信機への安定な基準信号を提供するために使用されることができる。安定な基準信号は、それぞれの個々の受信機により使用されることができて、高周波数キャリアから情報信号を再生する。ＬＯ回路は、一般的に複数の周波数増倍回路を駆動するクリスタル・オシレータを用いて与えられる。周波数増倍回路は、個々にプログラムされることができ、適切な周波数で各受信機に基準信号を提供する。良い受信機性能を維持するために、高精度でかつ安定なクリスタル・オシレータが多くの場合に採用される。あるいは、電圧制御され温度補償されたクリスタル・オシレータ（voltage controlled temperature compensated crystal oscillator）(ＶＣＴＣＸＯ）のような、同調可能なオシレータが使用されることができる。周波数トラッキング・ループは、オシレータを同調させるために使用されることが可能であり、製造公差、ドップラ周波数シフト、及びドリフトを補償する。

さらに高等なシステムでは、ワイアレス通信装置は、グローバル・ポジショニング・システム（Global Positioning System）（ＧＰＳ）受信機を装備することができる。ＧＰＳは、米国国防省によって開発された衛星ベースのナビゲーション・システムの一部である。ＧＰＳは、多様な環境条件の下でナビゲーション能力を用いて全地球的な交信可能地域を提供する。完全に機能するＧＰＳでは、地球の全表面は、４個の人工衛星を各軌道上に有する６個の軌道に分散された最大２４個の人工衛星によってカバーされる。ワイアレス通信装置中のＧＰＳ受信機は、地球上の自身の正確な所在地をピンポイントで示すために複数の人工衛星から擬似ランダム・ノイズ（pseudo-random-noise）（ＰＲＮ）コードによって変調された信号を使用する。ＧＰＳ受信機によって発生された生データは、各種のアプリケーションに対して使用されることができる。例として、生データは、メモリ中に記憶された地図ファイルに接続されることができる。

これらのワイアレス通信装置の経済的実行可能性を改善するために、ＧＰＳ受信機は、多くの場合セルラ受信機と共通ＬＯ回路を共有する。このアプローチに伴う問題は、ＬＯ回路中のクリスタル・オシレータがＧＰＳ動作の間に周波数トラッキング・ループによって同調される場合に、ＧＰＳ受信機の性能が低下されることがあることである。したがって、ＧＰＳ受信機の性能を低下させることなくＬＯ回路中のクリスタル・オシレータを同調させるために使用することが可能な革新的なアプローチに対する必要性がある。

［サマリー］
本発明の１態様では、通信装置は、基準信号を生成するために構成された同調可能なオシレータ、該基準信号を使用してキャリアから情報信号を再生するために構成された受信機、及び該情報信号中の周波数エラーを検出するため、そして該周波数エラーを減少させるために該オシレータを定期的に同調させるために構成されたプロセッサを含む。

本発明の他の１つの態様では、通信装置は、基準信号を生成するために構成された同調可能なオシレータ、該基準信号を使用してキャリアから情報信号を再生するために構成された受信機、及び該情報信号中の周波数エラーを検出するため、そして該周波数エラーがしきい値を越える場合に該オシレータを同調させるために構成されたプロセッサを含む。

本発明のさらに他の１つの態様では、通信の方法は、基準信号を使用してキャリアから情報信号を再生すること、該情報信号中の周波数エラーを検出すること、及び該周波数エラーを減少させるためにオシレータを定期的に同調させることを含む。

本発明のさらなる１つの態様では、通信装置は、基準信号を生成するための手段、該基準信号を使用してキャリアから情報信号を再生するための手段、該情報信号中の周波数エラーを検出するための手段、及び該周波数エラーを減少させるために該基準信号を定期的に同調させるための手段を含む。

本発明のその他の実施形態が、以下の詳細な説明からこの分野に知識のあるものにとって容易に明らかにされるであろうことは、理解される。ここでは、説明として発明のいくつかの具体例の実施形態だけが示され、説明される。理解されるように、本発明は、他の実施形態及び異なる実施形態に入れることができ、そのいくつかの詳細は、その全てが本発明の精神及び範囲から全て逸脱しないで、種々の他の関連する変形を可能にする。したがって、図面及び詳細な説明は、本質的に説明として見なされるべきであり、制限すると見なされるべきではない。

［詳細な説明］
本発明の複数の態様は、限定ではなく例として説明される。

添付された図面とともに下記に記載された詳細な説明は、本発明の種々の実施形態の説明として意図され、そして本発明が実行されることができる実施形態だけを表すように意図されていない。本明細書中に記載された各実施形態は、本発明の単に一例又は説明として提供され、そしてその他の実施形態に対して好ましい又は有利であると必ずしも解釈されるべきではない。詳細な説明は、本発明の完全な理解を提供する目的のために具体的な詳細を含む。しかしながら、本発明がこれらの具体的な詳細を用いずに実行されることができることは、当業者にとって明らかである。ある例では、周知の構造及び装置は、本発明の概念を不明瞭にすることを避けるためにブロック図形式で示される。頭文字の略語及びその他の説明のための用語は、単に利便性及び明確化のために使用されることがあり、本発明の範囲を限定することを意図しない。その上、本開示の目的のために、用語“連がれた（coupled）”は、“接続された（connected to）”を意味し、そしてそのような接続は、直接的である若しくは、文脈において適切な、例えば、介在する又は中間的な装置又はその他の手段を介して間接的であることが可能である。

ワイアレス通信装置は、１つのネットワークをアクセスするために、若しくは１又はそれより多くのセルラ・ネットワーク介して他の通信装置と通信するために使用することができる。例として、ワイアレス通信装置は、広帯域コード分割多元アクセス（wideband code division multiple access）（ＷＣＤＭＡ）セルラ・ネットワークを介して通信するように設計されることができる。あるいは、ワイアレス通信装置は、ＧＳＭ、ＧＰＲＳ、ＥＤＧＥ、又はその他のいずれかの通信ネットワーク上で通信するように設計されることができる。少なくとも１つの実施形態において、ワイアレス通信装置は、複数のセルラ・ネットワーク上で動作するように設計されることができ、そしてＧＰＳ能力を有する。一般的に加入者局と呼ばれるワイアレス通信装置は、セルラ・ネットワークとワイアレス媒体を介して通信することが可能ないずれかのタイプのワイアレス装置であることが可能である。そのワイアレス装置は、限定するのではないが、ワイアレス電話機又は端末、コンピュータ、モデム、パーソナル・ディジタル・アシスタンツ及びその他を含む。

ワイアレス通信装置のための受信機システムの機能的なブロック図が図１に示される。受信機システムは、アンテナ１０４を有するＧＰＳ受信機１０２を含むことができる。ＧＰＳ受信機１０２は、中間周波数（intermediate frequency）（ＩＦ）でヘテロダイン・アーキテクチャを用いて実行されることができる。受信機システムは、同様に、例として、ＷＣＤＭＡ受信機、ＧＳＭ受信機、ＧＰＲＳ受信機、ＥＤＧＥ受信機及び／又はいずれかのその他のセルラ受信機を含む１又はそれより多くのセルラ受信機を含むことができる。説明を容易にするために、受信機システムは、ＷＣＤＭＡ動作のために設計された単一直接変換ヘテロダインセルラ受信機１０６で示される。当業者は、本明細書全体を通して説明される発明の概念を複数のセルラ受信機設計に容易に適用できる。ＷＣＤＭＡ受信機１０６は、ＧＰＳ受信機１０２とアンテナ１０４を共有することができ、あるいは代わりに、自分自身のものを装備することができる。図１に示された実施形態では、ＧＰＳ受信機１０２及びＷＣＤＭＡ受信機１０６の両者は、経費を削減するために同じアンテナ１０４に接続される。

ＬＯ回路１０８は、適切な周波数で各受信機に安定な基準信号を提供するために使用されることができる。ＬＯ回路１０８は、１対の周波数増倍回路１１２及び１１４に接続された、ＶＣＴＣＸＯ又はその他の類似の回路のような、同調可能なオシレータ１１０で与えられることができる。第１の周波数増倍回路１１２は、ＧＰＳドップラ・キャリアをＩＦ信号に変換するために適しているＧＰＳ基準信号１０８ａを発生させるために使用されることができる。第２の周波数増倍回路１１４は、ＷＣＤＭＡ高周波数（radio frequency）（ＲＦ）キャリアをベースバンド信号に変換するために適しているＷＣＤＭＡ基準信号１０８ｂを発生させるために使用されることができる。その上、周波数増倍回路は、受信機システムの代わりの実施形態において存在することがある増設のセルラ受信機をサポートするために使用されることができる。オシレータ１１０のチューニング入力に印加される電圧は、周波数の製造公差を補償するためにバイアスされることができる。

ＧＰＳ受信機１０２は、任意の数の増幅器段及びフィルタを含むことができ、利得を増加させ、そしてアンテナ１０４からのＧＰＳ信号のフロント・エンド・ノイズを減少させる。ＧＰＳ信号は、同様にＬＯ回路１０８からのＧＰＳ基準信号１０８ａを用いたミキシング動作を通してＩＦ信号にダウンコンバートされることができ、そしてディジタル・ベースバンド信号を生成するためにサンプリングされることができる。ディジタル・ベースバンド信号は、その後、ナビゲーション解を取得するために、コード・コリレートされ、復調され、そして信号処理されることができる。信号処理機能は、ユーザによって、又は代わりにネットワークによってイネーブルされる演算アルゴリズムにより実行されることができる。演算アルゴリズムがイネーブルされる場合、ＧＰＳ受信機１０２は、“アクティブ”状態であると言われる。一旦、ＧＰＳ受信機１０２がナビゲーション解を取得すると、ＧＰＳ受信機は、ユーザ又はネットワークによって再びイネーブルされるまで、“アイドル”状態に入る。

ＷＣＤＭＡ受信機１０６の機能は、ＷＣＤＭＡプロセッサ１１６による使用のためにＷＣＤＭＡセルラ・ネットワークからの情報信号を増幅し、フィルタし、そしてダウンコンバートすることである。ＧＰＳ受信機１０２に類似の方式で、ＷＣＤＭＡ受信機１０８は、アンテナ１０４からのキャリア信号を処理するために任意の数の増幅器段及びフィルタを使用することができる。情報信号は、ＷＣＤＭＡ基準信号１０８を用いたミキシング動作を通してキャリアから再生されることができる。ＷＣＤＭＡ受信機１０６からのベースバンド信号は、それからＷＣＤＭＡプロセッサ１１６に提供されることができる。ＷＣＤＭＡプロセッサ１１６は、情報信号から復調され、エラー補正されたデータを発生させるために使用されることができる。データは、テキスト、ビデオ、オーディオ、又はいずれかのその他のタイプのデータであることができる。

ＷＣＤＭＡプロセッサ１１６は、ＬＯ回路１０８を同調させることに責がある。チューニング動作は、その他の受信機への影響を最小にする方法で行われるべきである。これまでに説明された受信機システムの実施形態において、ＧＰＳ受信機１０２の性能は、ＬＯチューニングの間に低下されることがあり、そしてＷＣＤＭＡプロセッサ１１６はこれを気にして実行されるべきである。別の受信機への潜在的な影響を減少する１つの方法は、ＬＯ回路１０８のチューニング期間を制限することである。チューニング期間を制限するための基準は、設計者の好み、固有の通信アプリケーション及び全体の設計制約に応じて変化することがある。ＷＣＤＭＡプロセッサ１１６の少なくとも１つの実施形態では、ＬＯ回路１０８は、繰り返しの周波数間隔で短い時間の期間の間に同調されることができる。ＷＣＤＭＡプロセッサ１１６の別の１つの実施形態では、ＬＯ回路１０８は、ベースバンド信号中の周波数エラーがしきい値を越えるときだけ同調されることができる。当業者は、ＬＯ回路１０８の定期的なチューニングを制御するための特定のアプリケーションに最も適した基準を容易に決定することが可能である。

ＷＣＤＭＡプロセッサ１１６の動作を説明するために、定期的なチューニング・アルゴリズムが記述される。本明細書の目的に関して、用語“定期的な（periodic）”及び“定期的に（periodically）”は、ＬＯチューニング動作の時間の期間又は頻度に無関係に“時折（on occasion）”を意味する。記述された実施形態では、ＷＣＤＭＡプロセッサ１１６は、周波数トラッキング機能を含むことができて、ベースバンド信号中の周波数エラーを検出する。周波数トラッキング機能は、小さな周波数エラーに対してベースバンド信号を補償するために使用することができる。大きな周波数エラーに対して、チューニング制御信号１１６ａは、ＷＣＤＭＡプロセッサ１１６によって発生されることができて、オシレータ１１０のチューニング入力に印加される電圧を調節することによってＬＯ回路１０８を同調させる。高性能を確実にするために、周波数トラッキング機能は、ＬＯチューニングの期間でさえもベースバンド信号補償を提供するはずである。１又はそれより多くのしきい値がＷＣＤＭＡプロセッサ１１６に設定されることができ、そして周波数エラーに対して比較されてＬＯ回路１０８が同調されるべきかどうかを決定する。これらのしきい値は、ＧＰＳ受信機１０２がアクティブ状態であるか休止状態であるかどうかに応じて異なることがある。状態指示信号１０２ａは、複数のしきい値を設定するためにＧＰＳ受信機１０２からＷＣＤＭＡプロセッサ１１６に供給されることができる。複数のしきい値は、同様に、セルラ受信機のタイプに応じて異なることがある。例として、ＷＣＤＭＡ受信機に対するしきい値は、ＧＳＭ受信機に対するしきい値とは異なることがある。当業者は、全体の設計制約及び性能パラメータに基づいて自身の特定のアプリケーションに対する適切なしきい値を容易に決定することが可能である。

ＷＣＤＭＡプロセッサ１１６の少なくとも１つの実施形態では、第１しきい値は、ＬＯ回路１０８のチューニング動作を開始するために使用されることができる。第１しきい値は、ＷＣＤＭＡ動作に最も良く適応するように選択されることができ、そしてＧＰＳ受信機１０２がアクティブ状態であるか休止状態であるかに応じて調節可能であり得る。ＬＯチューニングの間にＧＰＳ性能の低下を防止するために、チューニング指示信号１１６ｂは、ＷＣＤＭＡプロセッサ１１６によって発生されることができ、そしてＧＰＳ動作をディスエーブルするためにＧＰＳ受信機１０２に供給されることができる。

一旦、チューニング動作が始まると、ＷＣＤＭＡプロセッサ１１６は、周波数エラーが第２しきい値より下に低下するまでＬＯ回路１０８を同調させ続けることができる。第１しきい値のように、第２しきい値は、ＷＣＤＭＡ動作に最も良く適応するように選択されることができ、そしてＧＰＳ受信機１０２がアクティブ状態であるか休止状態であるかに応じて調節可能であり得る。一旦、周波数エラーが第２しきい値より下に低下すると、チューニング動作は、終了され、そしてチューニング指示信号１１６ｂは、動作を再始動させるためにＧＰＳ受信機１０２に信号を送るために使用されることができる。

ＧＰＳ受信機１０２が動作を再始動させる前に、ＧＰＳ受信機１０２は、ＧＰＳ信号をまず再捕捉しなければならない。捕捉は、ＰＲＮコード・オフセット及びドップラ・キャリアの推定値を与える粗い同期化処理である。この処理は、そこではレプリカ・コード及びレプリカ・キャリアが受信されたＧＰＳ信号に合わせられている空間及び周波数全体の２次元検索を含む。多重周波数の前提は、捕捉処理を完了することを要求されることがある。信号捕捉に要する時間を低減するために、ＷＣＤＭＡプロセッサ１１６の周波数トラッキング機能によって発生された周波数エラー信号１１６ｃは、ＧＰＳ受信機１０２に供給されることができる。この情報は、ＧＰＳ受信機１０２によって使用されることができて、ドップラ・キャリアに関する周波数スペクトル全体の検索を制限する。

第１しきい値及び第２しきい値は、異なることがある。このアプローチの効果は、ＬＯ回路１０８のチューニング動作にヒステリシスの要素を加えることである。この概念は、周波数エラーの関数としてＬＯチューニング動作をプロットしている図２を参照して説明される。図２を参照して、周波数エラーが０Ｈｚから第１しきい値Ｆ_１まで増加するが、ＬＯチューニング動作は実行されないことが、容易に理解される。第１しきい値Ｆ_１の下では、ベースバンド信号は、周波数エラーをＷＣＤＭＡプロセッサで補償されることができる。しかしながら、周波数エラーが第１しきい値Ｆ_１を越えると、ＷＣＤＭＡプロセッサ１１６は、周波数エラーを減少させるためにＬＯ回路１０８を同調させ始める。ＬＯチューニング動作は、周波数エラーが第２しきい値Ｆ_２より下に低下するまで継続する。しきい値周波数Ｆ_１とＦ_２の間隔は、ＬＯ回路１０８の全体のチューニング期間を最小にするために当業者によって最適化されることができる。

ＷＣＤＭＡプロセッサの機能的なブロック図が図３に示される。ＷＣＤＭＡプロセッサは、複素（Ｉ−Ｑ）アーキテクチャを用いて与えられることができる。説明を容易にするために、ＷＣＤＭＡプロセッサ１１６は、Ｉ（in-phase）チャネル及びＱ（quadrature）チャネルを分離して参照することなく、図３では機能的に図示される。ＷＣＤＭＡプロセッサ１１６は、レーキ受信機３０２に供給するキャリア再生回路及びタイミング回復回路を含む。レーキ受信機３０２は、ダイバーシティ利得をもたらすために分解可能なマルチパスの個々のフェーディングを使用することができる。具体的に、レーキ受信機３０２は、ワイアレス通信装置へのダウンリンク送信の１又はそれより多くのマルチパスを処理するように構成されることができる。各マルチパスは、別々のフィンガ・プロセッサに供給されることができて、ＰＮコードを逆拡散すること及び直交可変拡散係数（orthogonal variable spreading factor）（ＯＶＳＦ）コードをデカバリングすることを実行する。レーキ受信機３０２は、それから各フィンガ・プロセッサからの結果を統合するために使用されることができて、ダウンリンク送信を介して送信されたシンボルを再生する。

レーキ受信機出力は、タイミング回復ループ３０４を駆動するために使用されることができる。タイミング回復は、ダウンリンク送信からタイミング情報を抽出すること、そしてローカル・クロックを同期させるためにタイミング情報を使用する処理を呼ぶ。このクロック（図示されず）は、その後、ＷＣＤＭＡ受信機１０６（図１参照）からディジタル・ベースバンド信号をサンプリングするために使用されることができる。具体的に、タイミング回復ループ３０４は、レーキ受信機３０２によって再生された複数のシンボルとローカル・クロックとの間のタイミング・エラーを推定するため、そしてタイミング・エラーを最小にするようにローカル・クロックを調節するために使用されることができる。ローカル・クロック（図示されず）は、その後、デシメータ３０６のサンプリング時期を制御するために使用されることができる。タイミング回復回路は、本技術において周知である。

レーキ受信機出力は、同様に周波数トラッキング・ループ３０８を駆動するために使用されることが可能である。周波数トラッキング・ループ３０８は、ローテータ３１０とともに使用されることができて、ベースバンド信号中の周波数エラーを補償する。ローテータ３１０は、複素マルチプレクサ又は類似の装置を用いて与えられることができる。周波数エラーは、本技術において周知のいずれかの多くの技術によって算出されることができる。

周波数トラッキング・ループ３０８によって算出された周波数エラーは、しきい値検出器３１２に供給されることができる。後でより詳細に説明される方式で、しきい値検出器３１２は、ＬＯ回路１０８（図１参照）の定期的なチューニングを制御するために使用されることができる。しきい値検出器３１２の動作は、図４のフロー図を参照して説明される。ステップ４０２において、しきい値検出器は、一般的に電力を印加することによって初期化されることができる。しきい値検出器は、信号捕捉の期間中初期化状態に留まるはずである。初期化状態の期間に、しきい値検出器は、第１状態に設定されることができる。図４に示されないが、ＷＣＤＭＡプロセッサは、信号を再捕捉する必要があるはずであり、しきい値検出器は、初期化状態に強制的に戻されるはずである。

一旦、ＷＣＤＭＡプロセッサが信号を捕捉すると、しきい値検出器は、初期化状態を出ることができ、そしてステップ４０４において第１しきい値Ｆ_１を設定する。第１しきい値Ｆ_１は、ＧＰＳ受信機がアクティブ状態であるか休止状態であるかどうかに応じて調節されることができる。ステップ４０６において、しきい値検出器は、周波数トラッキング・ループから周波数エラー測定値Ｆ_ｅを受け取り、そしてステップ４０８において第１しきい値Ｆ_１に対して周波数エラー測定値Ｆ_ｅを比較する。測定された周波数エラーＦ_ｅが第１しきい値Ｆ_１より小さい場合には、しきい値検出器は、ステップ４０６に回って戻り、周波数トラッキング・ループからの次の周波数エラー測定値Ｆ_ｅを待機する。他方で、測定された周波数エラーＦ_ｅが第１しきい値Ｆ_１を越える場合には、しきい値検出器は、ステップ４１０において第２状態に設定されることができる。

一旦、しきい値検出器出力が第２状態に設定されると、第２しきい値Ｆ_２は、ステップ４１２において設定されることができる。第２しきい値Ｆ_２は、ＧＰＳ受信機がアクティブ状態であるか休止状態であるかどうかに応じて調節されることができる。ステップ４１４において、しきい値検出器は、周波数トラッキング・ループから新たな周波数エラー測定値Ｆ_ｅを受け取り、そしてステップ４１６において第２しきい値Ｆ_２に対して新たな周波数エラー測定値Ｆ_ｅを比較する。測定された周波数エラーＦ_ｅが第２しきい値Ｆ_２より大きい場合には、しきい値検出器は、ステップ４１４に回って戻り、周波数トラッキング・ループからの次の周波数エラー測定値Ｆ_ｅを待機する。他方で、測定された周波数エラーＦ_ｅが第２しきい値Ｆ_２より下に低下する場合には、しきい値検出器出力は、ステップ４１８において第１状態に戻されて設定されることができる。その後、しきい値検出器は、ステップ４０４に回って戻り、周波数トラッキング・ループからの次の周波数エラー測定値Ｆ_ｅを待機する。

図３に戻って、しきい値検出器３１２は、スイッチ３１４を制御するために使用されることができる。スイッチ３１４は、しきい値検出器３１２の状態に応じて２つの出力ラインの１つについて周波数トラッキング・ループ３０８によって算出された周波数エラーをデマルチプレックスするために使用されることができる。しきい値検出器３１２が第１状態である時には、周波数エラーは、スイッチ３１４を経由してローテータ３１０に接続されることができる。このモードにおいて、周波数エラーは、ＬＯ回路１０８（図１参照）を同調させることなしにベースバンド信号を補償するために使用されることができる。

しきい値検出器３１２が第２状態である時には、スイッチ３１４は、同様に周波数トラッキング・ループ３０８からコンバータ３１８に周波数エラーを接続するように構成されることができる。コンバータ３１８は、周波数エラーに対応するパルス幅変調された信号を発生させるために使用されることができる。フィルタ３２２は、パルス幅変調された信号をアナログ電圧に変換するために使用されることができる。アナログ電圧は、ＬＯ回路１０８（図１参照）の粗いチューニングを与えるために使用されるチューニング制御信号１１６ａである。スケーラ３１６は、ディジタル・ドメインにおける正確なチューニングを与えるためにローテータ３１０に適用されることが可能なディジタル信号を生成するために使用されることができる。ＧＰＳ性能の低下を防止するために、しきい値検出器３１２が第２状態である時に、しきい値検出器３１２は、同様に、チューニング指示信号１１６ｂを通してＧＰＳ動作をディスエーブルするために使用されることができる。一旦ＬＯ回路１０８（図１参照）が同調されると、周波数トラッキング・ループ３０８からの周波数エラー信号１１６ｃは、ＧＰＳ信号の再捕捉を容易にするために、同様に、ＧＰＳ受信機１０２（図１参照）に与えられることができる。

ＷＣＤＭＡプロセッサは、同様に、信号捕捉および信号同期のためにサーチャ３２４を含むことができる。捕捉処理は、スペクトル拡散パイロット信号とレプリカ・コードとの粗い合わせをもたらすために、未知の時間の領域及び周波数の領域にわたる検索を含む。ＰＮコード発生器３２６は、多重周波数仮定のために異なるＰＮコードにわたって順番に並べるために使用されることができる。サーチャ３２４は、同様に、しきい値検出器３１２を信号捕捉の期間に強制的に第１状態にさせるために使用されることができる。このアプローチを用いて、信号捕捉処理は、ＬＯ回路１０８（図１参照）を同調させないで、そしてＧＰＳ動作を妨害しないで実行されることができる。一旦、捕捉処理が完了すると、サーチャ３２４は、強いマルチパス着信を識別するために、そしてレーキ受信機３０２中のフィンガを割り当てるためにパイロット信号を使用できる。レーキ受信機３０２は、各予想されるマルチパス反射に対して信号を相関付けるためにタイミング基準として複数のフィンガを使用する。

情報及び信号が、多様な異なる技術及び技法のいずれかを使用して表されることができることを、当業者は、理解する。例えば、上記の説明の全体を通して参照されることができる、データ、指示、命令、情報、信号、ビット、シンボル、及びチップは、電圧、電流、電磁波、磁場又は磁力粒子、光場又は光粒子、若しくはこれらの任意の組み合わせによって表されることができる。

本明細書中に開示された実施形態に関連して説明された各種の解説的な論理ブロック、モジュール、回路、及びアルゴリズムが、電子ハードウェア、コンピュータ・ソフトウェア、若しくは両者の組み合わせとして与えられることができることを、当業者は、さらに価値を認めるはずである。ハードウェア及びソフトウェアのこの互換性を明確に説明するために、各種の解説的な複数の構成要素、ブロック、モジュール、回路、方法及びアルゴリズムが、それらの機能性の面から一般的に上記に説明されてきている。そのような機能性が、ハードウェア又はソフトウェアとして与えられるかどうかは、固有のアプリケーション及びシステム全体に課せられた設計の制約に依存する。知識のある者は、述べられた機能性を各々の固有のアプリケーションに対して違ったやり方で実行することができる。しかし、そのような実行の判断は、本発明の範囲からの逸脱を生じさせるように解釈されるべきではない。

本明細書中に開示された実施形態に関連して説明された、各種の解説的な論理ブロック、モジュール、及び回路は、汎用プロセッサ、ディジタル・シグナル・プロセッサ（digital signal processor）（ＤＳＰ）、用途特定集積回路（application specific integrated circuit）（ＡＳＩＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲートアレイ（field programmable gate array）（ＦＰＧＡ）若しくはその他のプログラマブル・ロジック・デバイス、ディスクリート・ゲート・ロジック又はトランジスタ・ロジック、ディスクリート・ハードウェア素子、若しくは本明細書中に説明された機能を実行するために設計されたこれらのいずれかの組み合わせで、与えられる又は実行されることができる。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサであり得るが、しかし代わりに、プロセッサは、いずれかの従来型のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、又はステート・マシン(state machine)であり得る。プロセッサは、同様に、演算装置の組み合わせとして与えられることができる。例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサの組み合わせ、ＤＳＰコアとともに１又はそれ以上のマイクロプロセッサの組み合わせ、若しくはいずれかの他のそのような構成の組み合わせであることができる。

本明細書中に開示された実施形態に関連して説明された方法又は技術は、ハードウェアにおいて、プロセッサにより実行されるソフトウェア・モジュールにおいて、又は両者の組み合わせにおいて直接実現されることができる。ソフトウェア・モジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュ・メモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハード・ディスク、脱着可能なディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、若しくは、この技術において公知の他のいずれかの記憶媒体の中に常駐できる。ある具体例の記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体から情報を読み出し、そしてそこに情報を書き込めるようにプロセッサに接続される。あるいは、記憶媒体は、プロセッサに集積されることができる。プロセッサ及び記憶媒体は、ＡＳＩＣ中に常駐できる。

開示された複数の実施形態のこれまでの説明は、本技術に知識のあるいかなる者でも、本発明を作成し、使用することを可能にするために提供される。これらの実施形態への各種の変形は、当業者に容易に明白にされるであろう。そして、ここで規定された一般的な原理は、本発明の精神又は範囲から逸脱することなく、その他の実施形態に適用されることができる。それゆえ、本発明は、本明細書中に示された実施形態に制限することを意図したものではなく、本明細書中に開示した原理及び新規な機能に整合する最も広い範囲に適用されるものである。
以下に、本願発明の種々の観点に基づく発明を付記する。
［１］通信装置であって、該装置は下記を具備する：
基準信号を生成するために構成された同調可能なオシレータ；
該基準信号を使用してキャリアから情報信号を再生するために構成された受信機；及び
該情報信号中の周波数エラーを検出するため、そして該周波数エラーを減少させるために該オシレータを定期的に同調させるために構成されたプロセッサ。
［２］プロセッサは、オシレータの定期的なチューニングと同時に周波数エラーを補償するために構成されたローテータをさらに具備する［１］の通信装置。
［３］プロセッサは、捕捉状態及び同期された状態において動作するようにさらに構成され、該プロセッサは該捕捉状態の期間にオシレータを同調させることなしにキャリアを捕捉するため、そして周波数エラーを減少させるためかつ該同期された状態の期間に該周波数エラーを補償するためにローテータを使用するために該オシレータを定期的に同調させるために、さらに構成される［２］の通信装置。
［４］同調可能なオシレータは、第２基準信号を生成するためにさらに構成され、該通信装置は、該第２基準信号を使用して第２キャリアから第２情報信号を再生するために構成された第２受信機をさらに具備し、プロセッサは、該オシレータのチューニングの期間に該第２受信機をディスエーブルするためにさらに構成される［１］の通信装置。
［５］プロセッサは、第２受信機へ周波数エラーに関係する信号を供給するためにさらに構成され、そしてここにおいて、該第２受信機は、オシレータのチューニングに引き続いて第２キャリアを捕捉するために該周波数エラーに関係する信号を使用するためにさらに構成される［４］の通信装置。
［６］第２受信機は、グローバル・ポジショニング衛星受信機を具備する［４］の通信装置。
［７］プロセッサは、広帯域コード分割多元アクセス・プロセッサを具備する［６］の通信装置。
［８］周波数エラーが第１しきい値を越える場合に、プロセッサは、オシレータのチューニングをイネーブルするためにさらに構成され、そして一旦イネーブルされると、該周波数エラーが第２しきい値より下に減少されるまで該オシレータを同調し続ける［１］の通信装置。
［９］第１しきい値は、第２しきい値より大きい［８］の通信装置。
［１０］プロセッサは、特定の通信ネットワークにインターフェースするためにさらに構成され、そしてここにおいて、第１しきい値及び第２しきい値は、そこに該プロセッサがインターフェースするために構成される該特定の通信ネットワークの関数（function）である［８］の通信装置。
［１１］同調可能なオシレータは、第２基準信号を生成するためにさらに構成され、該通信装置は、該第２基準信号を使用して第２キャリアから第２情報信号を再生するために構成された第２受信機をさらに具備し、該第２受信機は、アクティブ状態及びアイドル状態において動作するように構成され、そしてここにおいて、第１しきい値及び第２しきい値は、該第２受信機の状態の関数である［８］の通信装置。
［１２］第２受信機は、グローバル・ポジショニング衛星受信機を具備し、該グローバル・ポジショニング衛星受信機は、ナビゲーション解を算出している時にアクティブ状態である［１１］の通信装置。
［１３］通信装置であって、該装置は下記を具備する：
基準信号を生成するために構成された同調可能なオシレータ；
該基準信号を使用してキャリアから情報信号を再生するために構成された受信機；及び
該情報信号中の周波数エラーを検出するため、そして該周波数エラーがしきい値を越える場合に該オシレータを同調させるために構成されたプロセッサ。
［１４］プロセッサは、一旦周波数エラーがしきい値を越えると周波数エラーが第２しきい値より下に減少されるまでオシレータを同調するためにさらに構成される［１３］の通信装置。
［１５］しきい値は、第２しきい値より大きい［１４］の通信装置。
［１６］プロセッサは、特定の通信ネットワークにインターフェースするためにさらに構成され、そしてここにおいて、しきい値は、そこに該プロセッサがインターフェースするために構成された該特定の通信ネットワークの関数である［１３］の通信装置。
［１７］同調可能なオシレータは、第２基準信号を生成するためにさらに構成され、該通信装置は、該第２基準信号を使用して第２キャリアから第２情報信号を再生するために構成された第２受信機をさらに具備し、プロセッサは、該オシレータのチューニングの期間に第２受信機をディスエーブルするためにさらに構成される［１３］の通信装置。
［１８］プロセッサは、第２受信機へ周波数エラーに関係する信号を供給するためにさらに構成され、そしてここにおいて、該第２受信機は、オシレータのチューニングに引き続いて第２キャリアを捕捉するために該周波数エラーに関係する信号を使用するためにさらに構成される［１７］の通信装置。
［１９］第２受信機は、グローバル・ポジショニング衛星受信機を具備する［１７］の通信装置。
［２０］プロセッサは、広帯域コード分割多元アクセス・プロセッサを具備する［１９］の通信装置。
［２１］第２受信機は、アクティブ状態及びアイドル状態において動作するように構成され、そしてここにおいて、しきい値は、該第２受信機の状態の関数である［１７］の通信装置。
［２２］第２受信機は、グローバル・ポジショニング衛星受信機を具備し、該グローバル・ポジショニング衛星受信機は、ナビゲーション解を算出している時にアクティブ状態である［２１］の通信装置。
［２３］通信の方法であって、該方法は下記を具備する：
基準信号を使用してキャリアから情報信号を再生すること；
該情報信号中の周波数エラーを検出すること；及び
該周波数エラーを減少させるためにオシレータを定期的に同調させること。
［２４］基準信号の定期的なチューニングと同時に周波数エラーを補償するための情報信号をローテーティングすることをさらに具備する［２３］の方法。
［２５］基準信号を同調させることなくキャリアを捕捉することをさらに具備し、そしてここにおいて、情報信号のローテーションとともに該基準信号の定期的なチューニングは、該キャリア捕捉に引き続いて実行される［２４］の方法。
［２６］基準信号のチューニングの期間に第２基準信号を使用して第２キャリアからの第２情報信号の再生をディスエーブリングすることをさらに具備し、該基準信号及び第２基準信号は、共通オシレータから発生される［２３］の方法。
［２７］周波数エラーに関係する信号を発生すること、及び基準信号のチューニングに引き続いて第２キャリアを捕捉するために該信号を使用することをさらに具備する［２６］の方法。
［２８］第２情報信号を有する第２キャリアは、グローバル・ポジショニング衛星システムからである［２６］の方法。
［２９］情報信号を有するキャリアは、広帯域コード分割多元アクセス・ネットワークを具備する［２８］の方法。
［３０］基準信号の定期的なチューニングは、周波数エラーが第１しきい値を越える時に該基準信号のチューニングをイネーブリングすること、そして一旦イネーブルされると、該周波数エラーが第２しきい値より下に減少されるまで該基準信号を同調し続けることを具備する［２３］の方法。
［３１］第１しきい値は、第２しきい値より大きい［３０］の方法。
［３２］特定の通信ネットワークから情報信号を有するキャリアを受信することをさらに具備し、そしてここにおいて、第１しきい値及び第２しきい値は、そこから該キャリアが受信される該特定の通信ネットワークの関数である［３０］の方法。
［３３］グローバル・ポジショニング衛星システムからの第２情報信号からナビゲーション解を定期的に算出することをさらに具備し、該第２情報信号は、第２基準信号を使用して第２キャリアから再生され、そして該基準信号及び第２基準信号は、共通オシレータから発生され、そしてここにおいて、第１しきい値及び第２しきい値は、計算の解が算出されるかどうかの関数である［３０］の方法。
［３４］通信装置であって、該装置は下記を具備する：
基準信号を生成するための手段；
該基準信号を使用してキャリアから情報信号を再生するための手段；
該情報信号中の周波数エラーを検出するための手段；及び
該周波数エラーを減少させるために該基準信号を定期的に同調させるための手段。
［３５］周波数エラーが第１しきい値を越える場合に、基準信号を定期的に同調させるための手段は、該基準信号のチューニングをイネーブルするために構成され、そして一旦イネーブルされると、該周波数エラーが第２しきい値より下に減少されるまで該基準信号を同調し続ける［３４］の通信装置。
［３６］第２基準信号を生成するための手段、該第２基準信号を使用して第２キャリアから第２情報信号を再生するための手段、及び基準信号のチューニングの期間に該第２情報信号の再生をディスエーブルするための手段、該基準信号を発生させるための手段及び該第２基準信号を発生するための手段は共通オシレータをそれぞれが具備することを、さらに具備する［３４］の通信装置。

図１は、ワイアレス通信装置のための受信機システムの機能的な例を説明する概念的なブロック図である。 図２は、ワイアレス通信装置中のＬＯ回路に対する定期的なチューニング動作の一例を示すグラフ説明図である。 図３は、ワイアレス通信装置中のＷＣＤＭＡプロセッサの機能的な例を説明する概念的なブロック図である。 図４は、ＬＯチューニング動作とともに使用されることができるＷＣＤＭＡプロセッサ中のしきい値検出器の動作の機能的な例を説明するフロー図である。

符号の説明

１０４…アンテナ，１０８ａ…ＧＰＳ基準信号，１０８ｂ…ＷＣＤＭＡ基準信号，１１０…オシレータ。

Claims (27)

1. 第１の基準信号を生成するためそして第２の基準信号を生成するために構成された同調可能なオシレータ；
   該第１の基準信号を使用して第１のキャリアから第１の情報信号を再生するために構成された第１受信機；
   該第２の基準信号を使用して第２のキャリアから第２の情報信号を再生するために構成された第２受信機、該第２受信機はアクティブ状態及びアイドル状態において動作するように構成される；及び
   該情報信号中の周波数エラーを検出するため、該周波数エラーを減少させるために該オシレータを定期的に同調させるため、そして該周波数エラーが第１しきい値を越える場合に該オシレータの該チューニングをイネーブルし、そして一旦イネーブルされると、該周波数エラーが第２しきい値より下に減少されるまで該オシレータを同調し続けるように構成されたプロセッサを具備し、ここにおいて、該第１しきい値及び第２しきい値は、該第２受信機の該状態の関数（ function ）である
   ことを特徴とする通信装置。
2. 該プロセッサは、該オシレータの該定期的なチューニングと同時に該周波数エラーを補償するために構成されたローテータをさらに具備することを特徴とする、請求項１の通信装置。
3. 該プロセッサは、捕捉状態及び同期された状態において動作するようにさらに構成され、該プロセッサは該捕捉状態の期間に該オシレータを同調させることなく該第１のキャリアを捕捉するために、そして該周波数エラーを減少させるためかつ該同期された状態の期間に該周波数エラーを補償するために該ローテータを使用するために該オシレータを定期的に同調させるようにさらに構成されることを特徴とする、請求項２の通信装置。
4. 該プロセッサは、該オシレータの該チューニングの期間に該第２受信機をディスエーブルするようにさらに構成されることを特徴とする、請求項１の通信装置。
5. 該プロセッサは、該周波数エラーに関係する信号を該第２受信機へ与えるためにさらに構成され、そしてここにおいて、該第２受信機は、該オシレータの該チューニングに引き続いて該第２キャリアを捕捉するために該周波数エラーに関係する該信号を使用するようにさらに構成されることを特徴とする、請求項４の通信装置。
6. 該第２受信機は、グローバル・ポジショニング衛星受信機を具備することを特徴とする、請求項１の通信装置。
7. 該プロセッサは、広帯域コード分割多元アクセス・プロセッサを具備することを特徴とする、請求項６の通信装置。
8. 該第１しきい値は、該第２しきい値より大きいことを特徴とする、請求項１の通信装置。
9. 該プロセッサは、特定の通信ネットワークにインターフェースするようにさらに構成され、そしてここにおいて、該第１しきい値及び第２しきい値は、該プロセッサがそこにインターフェースするように構成される該特定の通信ネットワークの関数であることを特徴とする、請求項１の通信装置。
10. 該第２受信機は、グローバル・ポジショニング衛星受信機を具備し、該グローバル・ポジショニング衛星受信機はナビゲーション解を算出している時に該アクティブ状態であることを特徴とする、請求項１の通信装置。
11. 第１の基準信号及び第２の基準信号を生成するために構成された同調可能なオシレータ；
    該第１の基準信号を使用して第１のキャリアから第１の情報信号を再生するために構成された第１受信機；
    該第２の基準信号を使用して第２のキャリアから第２の情報信号を再生するためそしてアクティブ状態及びアイドル状態において動作するように構成された第２受信機；及び
    該第１の情報信号中の周波数エラーを検出するため、そして該周波数エラーが第１しきい値を越える場合に、該オシレータを同調させるために構成されたプロセッサを具備し、ここにおいて、該第１しきい値は、該第２受信機の該状態の関数であり、該プロセッサは該オシレータの該チューニングの期間に該第２の受信機をディスエーブルするようにさらに構成される、
    ことを特徴とする通信装置。
12. 該プロセッサは、一旦該周波数エラーが該第１しきい値を越えると該周波数エラーが第２しきい値より下に減少するまで該オシレータを同調するようにさらに構成されることを特徴とする、請求項１１の通信装置。
13. 該第１しきい値は、該第２しきい値より大きいことを特徴とする、請求項１２の通信装置。
14. 該プロセッサは、特定の通信ネットワークにインターフェースするようにさらに構成され、そしてここにおいて、該第１しきい値は、該プロセッサがそこにインターフェースするように構成された該特定の通信ネットワークの関数であることを特徴とする、請求項１１の通信装置。
15. 該プロセッサは、該第２受信機へ該周波数エラーに関係する信号を供給するためにさらに構成され、そしてここにおいて、該第２受信機は、該オシレータの該チューニングに引き続いて該第２のキャリアを捕捉するために該周波数エラーに関係する該信号を使用するようにさらに構成されることを特徴とする、請求項１１の通信装置。
16. 該第２受信機は、グローバル・ポジショニング衛星受信機を具備することを特徴とする、請求項１１の通信装置。
17. 該プロセッサは、広帯域コード分割多元アクセス・プロセッサを具備することを特徴とする、請求項１６の通信装置。
18. 該第２受信機は、グローバル・ポジショニング衛星受信機を具備し、該グローバル・ポジショニング衛星受信機は、ナビゲーション解を算出している時に該アクティブ状態であることを特徴とする、請求項１１の通信装置。
19. 第１の基準信号を使用して第１のキャリアから第１の情報信号を再生すること；
    グローバル・ポジショニング衛星システムからの第２の情報信号からナビゲーション解を定期的に算出すること、該第２の情報信号は第２の基準信号を使用して第２のキャリアから再生される；
    該第１の情報信号中の周波数エラーを検出すること；及び
    該周波数エラーを減少させるために該第１の基準信号を定期的に同調させること、そして該周波数エラーが第１しきい値を越える時に該第１の基準信号の該チューニングをイネールすること、そして一旦イネーブルされると、該周波数エラーが第２しきい値より下に減少するまで該第１の基準信号を同調させ続けること、該第１の基準信号及び該第２の基準信号は共通オシレータから発生され、そしてここにおいて、該第１しきい値及び第２しきい値は、該計算の解が算出されるかどうかの関数である、
    ことを具備することを特徴とする、通信の方法。
20. 該第１の基準信号の該定期的なチューニングと同時に該周波数エラーを補償するために該第１の情報信号をローテートすることをさらに具備することを特徴とする、請求項１９の方法。
21. 該第１の基準信号を同調させることなく該第１のキャリアを捕捉することをさらに具備し、そしてここにおいて、該第１の情報信号の該ローテーションとともに該第１の基準信号の該定期的なチューニングは、該第１のキャリアの捕捉に引き続いて実行されることを特徴とする、請求項２０の方法。
22. 該第１の基準信号の該チューニングの期間に該第２の情報信号の再生をディスエーブルすることをさらに具備し、該第１の基準信号及び該第２の基準信号は共通オシレータから発生されることを特徴とする、請求項１９の方法。
23. 該周波数エラーに関係する信号を発生すること、及び該第１の基準信号の該チューニングに引き続いて該第２のキャリアを捕捉するために該信号を使用することをさらに具備することを特徴とする、請求項２２の方法。
24. 該第２の情報信号を有する該第２のキャリアは、グローバル・ポジショニング衛星システムからであることを特徴とする、請求項２２の方法。
25. 該第１の情報信号を有する該第１のキャリアは、広帯域コード分割多元アクセス・ネットワークを具備することを特徴とする、請求項２４の方法。
26. 該第１しきい値は、該第２しきい値より大きいことを特徴とする、請求項１９の方法。
27. 特定の通信ネットワークから該第１の情報信号を有する該第１のキャリアを受信することをさらに具備し、そしてここにおいて、該第１しきい値及び第２しきい値は、該第１のキャリアがそこから受信される該特定の通信ネットワークの関数であることを特徴とする、請求項１９の方法。

Images