JP4240238B2 - Ｃｄｍａ移動電話機を同期する回路 - Google Patents

Description

本発明は符号分割多重アクセスを用いる通信システムに関し、特定的にはスペクトル拡散通信システム中で低周波発振器を使用する比較的低電力の同期技術に関する。
ＣＤＭＡ技術を用いた電話システムでは、リンクチャネルは、パイロットチャネル、同期チャネル、ページングチャネル、トラフィックチャネルを含む。パイロットチャネルは、パイロットＰＮコードを繰り返し送信するためのチャネルであり、移動端末機器において同期を獲得及び維持しクロック信号を再生するために使用される。
直接シーケンススペクトル拡散通信に適用可能な１つの既知の同期技術では、システムタイミングは、移動ユニットがアイドルモードにある場合でも発振し続けねばならない移動ユニット内の局部発振器によって部分的に維持される。システムタイミングをできる限り正確に保つため、移動ユニットの中では正確な高周波（約１４−１９ＭＨｚ）局部発振器が使用される。
例として、ＥＰ７４４，８４０号では、ページング（呼出し）メッセージは、スーパーフレームの整数倍の間隔で移動端末機器へ送信される。ページングメッセージを受信するために、移動ユニットは停止した回路を作動しそれを受信可能な状態にするための時間を必要とするため、移動端末機器はページングメッセージの先頭以前の時点で再開されるべきである。
図１は、ＣＤＭＡシステムにおける伝送を示す図である。本願では、移動ユニットがページングチャネル上のデータを正確に読み出すためにページングチャネルの正確なタイミングを再捕捉することを許す時間期間を、以下「捕捉時間」と称するものとする。
また、当業者によれば、移動ユニットがアイドルモードに維持されうる持続期間を増加するため捕捉時間の持続期間を減少することが望ましい。これは移動ユニットにおける電力消費を減少する。
捕捉時間を減少する１つの方法は、非常に正確且つ高周波数の発振器を使用することである。しかしながら、かかる高周波発振器自体が比較的大量の電力を消費するため、携帯型バッテリ式移動ユニットにおけるバッテリ電力消費の減少に関しては高周波発振器自体が重要な問題となる。従って、捕捉時間を減少し、電力消費を減少し、それでもなお移動ユニットと基地局との間で正確な同期を維持しうるような、経済的且つ容易に実施され低電力の符号分割多重に互換性のある同期技術が所望とされる。
概して、スペクトル拡散受信器において使用される周波数較正回路が提供される。スペクトル拡散受信器は、例えばセルラー式電話機又はスペクトル拡散（ＣＤＭＡ）通信技術を用いる任意の他のタイプのワイヤレス適用でありうる。
望ましい実施例では、受信器は、基地局からのスペクトル拡散信号を受信しそこから網クロック信号を回復する回路と、発振器クロック信号を発生する望ましくは低周波発振器である局部発振器と、網クロック信号及び発振器クロック信号を入力としクロック信号間の差に基づいて較正係数を発生する周波数比較器とを含む。
低周波発振器及び周波数比較器に結合される制御器は、ウェイクアップ信号を出力するために較正係数を低周波発振器信号と共に使用し、それによりページングチャネルのタイミングを正確に再捕捉することが可能である。
従って本発明は、局部低周波発振器を使用し、それにより減少された電力消費を有する改善された受信器を提供することを目的とする。本発明は減少された捕捉時間を必要とする改善された受信器を提供することを他の目的とする。
本発明は、正確な公差よりも少ない成分を正確に補償しそれにより全体としてあまり高価でない受信器となる改善された受信器を提供することを他の目的とする。
本発明の他の目的は、本願より明らかとなろう。
上記の目的を達成するため、本発明に係る受信器は、スペクトル拡散信号を送信する送信機を有する通信システムにおいて使用される受信器であって、前記スペクトル拡散信号を受信すると共に受信したこのスペクトル拡散信号から網クロック信号を復調する復調器と、発振器クロック信号を生成する発振器と、前記復調器および前記発振器手段に結合されて前記網クロック信号および前記発振器クロック信号を受信すると共に前記網クロック信号および前記発振器クロック信号の比較に基づいて較正係数を生成する周波数比較器手段と、を備える受信器において、前記周波数比較器手段が生成する前記較正係数は、前記網クロック信号と前記発振器クロック信号とを比較して前記発振器クロック信号の１クロックサイクルに対する前記網クロック信号のクロック数を計算した結果を、低周波クロックを計算したときの誤りとして生成したものであり、前記発振器および前記周波数比較器手段に結合されて前記較正係数をウェイクアップ時間に加算又は減算することにより周波数ドリフトが調整されたウェイクアップ信号を前記復調器に出力する制御器を備えると共に、前記発振器は前記網クロック信号の周波数よりも低いクロック周波数を有する低周波数発振器であることを特徴とする。
本発明は従って、以下の開示より明らかとなる構成、要素の組合せ、及び部分の配置の特徴を含み、本発明の範囲は請求項に記載される。
本発明の理解のため、添付の図面に関連して以下の説明が参照され、図中、
図１はスペクトル拡散受信器のタイミング図を示す図であり、
図２はスペクトル拡散伝送を送信及び受信することが可能であり本発明の実施において使用されるスペクトル拡散通信システムのブロック図を示す図であり、
図３は本発明によって構成される較正回路を示すブロック図である。
まず、図２を参照するに、第１の基地局ＢＳ１及び第２の基地局ＢＳ２が図示されている。基地局ＢＳ１及びＢＳ２は地上線ＬＬ１及びＬＬ２によって無線網制御器ＲＮＣに接続されうる。基地局ＢＳ１及びＢＳ２はチャネルＣ１，Ｃ２，Ｃ３を通じて複数の移動ユニットＭＳ１，ＭＳ２，ＭＳ３と通信しうる。無線網制御器ＲＮＣはまた、移動交換局及び基地局制御器といった階層構造の幾つかの層を含みうる（図示せず）。
ＣＤＭＡ移動ユニットの一般的な構成は当業者によってよく理解されるため、簡単化のため、これについては省略する。
上述のように、移動ユニットにおける電力消費を減少するためにここで意図される望ましいアプローチは、システム時間維持のために低周波発振器を使用することである。しかしながら、市販されているかかる安価な低周波発振器は、短い時間に亘ってでさえ追加的な周波数ドリフトにより不正確であることが認識される。
しかしながらかかる低周波発振器が正確に較正されれば、ページングチャネルを再捕捉するための捕捉時間又は調達時間は最小化され、それにより移動ユニットが作動モードにされねばならない持続時間を減少（し、それにより移動ユニットの全体の電力消費を減少）する。更に、低周波発振器はその高周波発振器よりも少ない電力を消費するため、低周波発振器を用いる移動ユニットの構成もまた高周波発振器を使用する移動ユニットよりも少ない電力を使用する。
ここで、望ましい低周波発振器を正確に較正する較正回路を示す図３を参照するに、図中、低周波発振器はシステム網から受信されるシステム時間に対して較正される。
図示されるように、移動ユニット較正回路は、ベースバンド信号を受信するための入力とベースバンド信号から回復される網のチップクロックを出力する出力とを有するＣＤＭＡ復調器１０を含むことが望ましい。周波数比較器２０はＣＤＭＡ復調器１０の出力に結合される。周波数比較器２０は、入力として変調器１０からのチップクロック信号と低周波発振器３０の出力とを受信する。最後に制御器４０が設けられ、周波数比較器２０及び低周波発振器３０の出力に結合される。制御器４０の出力は復調器１０に結合される。
較正回路の動作は以下の通りである。作動モードの中、復調器（レーキ受信器）はベースバンド信号を受信し、その復調の後、ベースバンド信号からのチップクロック信号が回復される。次に、（周波数比較器２０の入力としての）チップクロック及び低周波発振器のクロックは次に周波数比較器２０の中で比較され、較正係数が計算される。例えば低周波クロックの１クロックサイクルに亘って、網クロック（チップクロック）のサイクルの数が計算される。次に、制御器４０により較正係数（低周波クロックの計算された誤り）が入力として受信される。制御器４０はまた発振器３０の出力を受信する。このようにして、制御器４０は、較正係数をウェイクアップ時間に加算又は減算することによって発振器３０の中の周波数ドリフトについて調整しうる。
その後、アイドルモード中に、ページングチャネル監視手順、メッセージ承認手順、登録手順、アイドルハンドオフ手順等の他の手順／機能が実施されうることが認識されるにも拘わらず、アイドルモード中に、ウェイクアップ制御器４０は電力を節約するためＣＤＭＡ変調器１０及び移動ユニットの他の構成要素をスイッチオフする。
制御器４０は、ページングチャネル及び移動ユニットの他の必要な構成要素のタイミングを再捕捉するために再較正された低周波発振器クロック信号を使用することが認められる。それは例えば、制御器４０が低周波発振器３０の発振の数の正確な計数を維持し、その所定の数の後、既知の方法でシステムをウェイクアップすることである。しかしながら、発振器３０の周波数が３２ＫＨｚであり、較正中、発振器３０が１％オフとされ、システムが１秒に亘ってアイドルモードとされる場合、制御器４０はページングチャネルを再捕捉する前に３２，３２０サイクル（３２，０００＋３２０）を計数する。
低周波発振器を使用する較正回路を提供することにより、改善された低電力消費の受信器が提供される。また、上述の発明を使用することによりページングチャネルを再捕捉するために減少された捕捉時間を必要とする改善された受信器が提供される。更に、本発明を用いることにより、正確な公差よりも少ない成分を正確に補償しそれにより全体としてあまり高価でない受信器となる改善された受信器が提供される。

Claims (4)

1. スペクトル拡散信号を送信する送信機を有する通信システムにおいて使用される受信器であって、前記スペクトル拡散信号を受信すると共に受信したこのスペクトル拡散信号から網クロック信号を復調する復調器と、発振器クロック信号を生成する発振器と、前記復調器および前記発振器手段に結合されて前記網クロック信号および前記発振器クロック信号を受信すると共に前記網クロック信号および前記発振器クロック信号の比較に基づいて較正係数を生成する周波数比較器手段と、を備える受信器において、
   前記周波数比較器手段が生成する前記較正係数は、前記網クロック信号と前記発振器クロック信号とを比較して前記発振器クロック信号の１クロックサイクルに対する前記網クロック信号のクロック数を計算した結果を、低周波クロックを計算したときの誤りとして生成したものであり、
   前記発振器および前記周波数比較器手段に結合されて前記較正係数をウェイクアップ時間に加算又は減算することにより周波数ドリフトが調整されたウェイクアップ信号を前記復調器に出力する制御器を備えると共に、
   前記発振器は前記網クロック信号の周波数よりも低いクロック周波数を有する低周波数発振器であることを特徴とする受信器。
2. 前記低周波数発振器は、およそ３２ＫＨｚのクロック周波数を有する、請求項１に記載の受信器。
3. 前記ウェイクアップ信号は、前記発振器クロック信号および前記較正係数から演算された所定の時間の期間の経過後に出力される、請求項１に記載の受信器。
4. 前記発振器クロック信号は第１の周波数で発振し、前記発振器は前記発振器クロック信号の発振の数を計数する手段を有し、前記所定の時間期間は前記発振器クロック信号の前記発振に前記第１の周波数における前記較正係数としてのさらなる割合を加算または減算して計算されたものである、請求項３に記載の受信器。

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