JPH05268136A - 移動無線電話のための同期化方法 - Google Patents
移動無線電話のための同期化方法Info
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- JPH05268136A JPH05268136A JP4292374A JP29237492A JPH05268136A JP H05268136 A JPH05268136 A JP H05268136A JP 4292374 A JP4292374 A JP 4292374A JP 29237492 A JP29237492 A JP 29237492A JP H05268136 A JPH05268136 A JP H05268136A
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Abstract
る全ての要求が満たされるような同期化方法を提供する
こと。 【構成】 当該移動無線電話では、初期同期化と、通常
動作−同期化と通常動作中の同期化維持とが次のように
行われており、すなわち前記初期同期化が以下の過程に
分けられるようにすなわち周波数−粗同期化とフレーム
−粗同期化と周波数−微同期化とフレーム−微同期化と
に分けられるように、行われており、前記通常動作−同
期化は、周波数−微同期化によるフレーム同期化とデー
タ信号前処理とからなり、さらに前記通常動作中の同期
化維持は、フレーム−粗同期化と、周波数−微同期化に
よるフレーム−微同期化からなるように構成される。
Description
動作し複数の固定局及び複数の移動無線電話を含めた毛
細状のデジタル移動無線電話網における移動無線電話の
ための同期化方法に関する。
Recommendation)では、デジタル情報
を伝送する際の高い要求を満たすために移動無線電話の
同期化に対して比較的大きな出費が必要である。
られる要求の全てができるだけ僅かな技術的な出費で満
たされるような同期化方法を提供することである。
は、当該移動無線電話では、初期同期化と、通常動作−
同期化と通常動作中の同期化維持とが次のように行われ
ており、すなわち前記初期同期化が以下の過程に分けら
れるようにすなわち周波数−粗同期化とフレーム−粗同
期化と周波数−微同期化とフレーム−微同期化とに分け
られるように、行われており、前記通常動作−同期化
は、周波数−微同期化によるフレーム同期化とデータ信
号前処理とからなり、さらに前記通常動作中の同期化維
持は、フレーム−粗同期化と、周波数−微同期化による
フレーム−微同期化からなるように構成されて解決され
る。
む同期化が実現され得るという利点が得られる。本発明
の有利な構成及び変形実施例は従属項に記載される。当
該方法は、同期化が連続する位相角の評価に基づく場合
に特に有利である。この連続する位相角はそれぞれ個々
のI−値(同相成分)とQ−値(直交成分)の対から算
出される。それにより同期状態が非常に迅速に達成され
る。
明する。
pe Special Mobile,)では、無線伝
送路上への伝送が完全なデジタルで行われている。この
デジタル移動無線電話網は、ドイツ国内で使用されてい
るD−ネットワークの基礎となるものである。
935〜960MHzまで広がっており、さらにこの領
域はそれぞれ200KHzの帯域幅を有する124の受
信チャネルに分けられている。この場合周波数帯域毎に
8つの加入者チャネルが時分割多重−パターンで配置さ
れ、個々のタイムスロットがフレーム構成に従って配置
されている。
の異なる同期化の種類に分けられる。
常動作の同期化と、(3)通常動作中の同期化維持(A
ufsynchronisation)である。
いている。この連続する位相角はそれぞれI−(同相)
成分とQ−(直交)成分から算出されるものである。D
−ネットワークに用いられている変調方式はGMSK−
(Gaussian Minimum Shift K
eying)方式である。この方式ではガウス分布状の
パルス応答特性を有する直線性フィルタにより連続した
移行が変調周波数の間で生じ、それによって伝送帯域幅
の節約が生ぜしめられる。
ime Division Multiplex Ac
cess)−フレーム10は、タイムスロット11を8
つ有している。(GSM−Recomendation
GSM5.02参照)同期過程を詳しく述べる前に、
図2のブロック回路図に基づいて移動無線電話の受信部
回路分岐の基本的な構成を説明する。
ナである。この無線アンテナ20は高周波受信部21の
入力側に接続されている。この高周波受信部21にはベ
ースバンド変換器22が接続されている。このベースバ
ンド変換器22はIないしQ−信号電圧のための2つの
出力側23,24を有している。この2つの出力側2
3,24はアナログ/デジタル変換器25の相応する入
力側にそれぞれ接続されている。このアナログ/デジタ
ル変換器25はシリアル出力側26を有している。この
出力側26は等化器ユニット27の入力側に接続されて
いる。この等化器ユニット27は、同期プロセッサ28
と等化復調プロセッサ29とから成っている。等化器ユ
ニット27にはデジタル信号処理ユニット30が接続し
ている。中央制御ユニット31は段21,22,25,
27,及び30と相互間での接続を行う。
通りである。すなわち高周波受信部21で行われる受信
信号の多段の高周波変換と、ベースバンド変換器22に
よるベースバンドへの変換の後で、I及びQ−成分が2
70.833kHzでサンプリングされ、さらにアナロ
グ/デジタル変換器25において8ビットで量子化され
る。引き続く全ての同期化ルーチンはI及びQ−成分か
ら算出される位相角の処理に基づく。
かは、中央制御ユニット31から同期プロセッサ28に
設定される。制御ユニットは同期プロセッサから当該結
果を呼び出し、その結果を判断し、さらに例えば周波数
処理部のような相応のコンポーネントへの調整量を伝送
する。
続形成に使われる初期同期化(1)は次の4つの過程を
有している。すなわち(1.1) 周波数粗同期化と、
(1.2) フレーム粗同期化と、(1.3) 周波数
微同期化と、(1.4) フレーム微同期化とを有して
いる。
1) 周波数粗調整はバーストに依存することなく動作するた
め、搬送波周波数の検出の後で高周波受信部21を介し
て最初の周波数評価に用いることができる。この結果は
次のような情報、すなわち検出された搬送波の周波数が
許容範囲TB内にあるのか、あるいは許容範囲TB外に
あるのかに関する情報を提供する(図3参照)。最大許
容範囲は絶対位相特性経過によって設定される。この絶
対位相特性経過は一方で論理値0の永続的なビット列I
からなり、他方で固定の測定時間に関連する論理値0と
1の交番するビット列IIから生成されるものである。
許容範囲は可変であり、これによって任意のデータ流に
対する範囲が制限される場合の周波数評価の精度が高ま
る(図3参照)。搬送波周波数の精度が十分な場合は、
バーストに依存しない周波数粗調整は省くことができ
る。この場合初期同期化に対しては前記した同期化過程
(1.2),(1.3),(1.4)で十分である。
(1.2) 次の同期化過程、すなわちフレーム粗調整(1.2)で
はフレーム開始部を近似的に検出することが必要であ
る。このために周波数補正バースト12(図1)が用い
られる。周波数補正バースト12の特性(142の固定
ビット)は位相特性経過に対してN・2πの位相跳躍
(位相回転)の考慮と補正のもとで、定格周波数での各
サンプリング値の対I,Q毎にそれぞれ90度の連続し
た位相上昇を意味する。位相回転を考慮しなければ算出
される位相角は2つの隣接する位相値間でπ/2の位相
差をもって0〜2πの範囲において存在する。それによ
り周波数補正バースト12の開始を識別する探索アルゴ
リズムに対する簡単な判定尺度が与えられる。
(1.3) フレーム開始の検出が行われた後で移動無線電話の発振
器周波数が高精度(0.1ppm)でベース局の発振器
周波数と一致されなければならない(GSM5.1
0)。そのために周波数補正バースト12が用いられ
る。この周波数補正バースト12はタイムスロットの経
過に対し純然たる正弦波信号に相応しており、サンプリ
ング値対ごとの連続するその位相特性経過は、定格周波
数においてそれぞれπ/2だけ高くなる。
I,Q−サンプリング値の対から瞬時の位相値が検出さ
れ、さらにそれと並列的に算出される基準位相値との差
が当該アルゴリズムにより形成される。線形回帰による
位相差値の最小化により周波数オフセットに比例する尺
度が得られる。
(1.4) フレーム−微調整ないし正確なビットでのフレーム−同
期化は、同期化−バースト13(図1)の中で学習シー
ケンスの識別及び評価により行われる。パターン相関方
式により正確なビットでのフレーム調整が可能である。
フレーム検出に対する捕捉(プルイン)範囲は、約±4
0クロックの範囲に存する。測定量は、中央制御ユニッ
ト31が必要とするビット同期化に対する調整量に直接
相応する。
ーケンスの位相経過が次のように示されている。すなわ
ち、A 理論的に算出された位相経過、B 測定された
位相経過(アナログ/デジタル変換器25の出力側にお
いて測定されたI−サンプリング値及びQ−サンプリン
グ値と、これらのサンプリング値から算出された位相経
過)である。
る。すなわち2.1 微同期化によるフレーム同期化
と、2.2 データ信号前処理である。
ケンスの評価によりフレーム同期性及び周波数同期性を
絶えず監視及び維持することにより、誤りのないデコー
ド化が保証される。この場合まずフレームオフセット
(ずれ)が検出される。検出された値(クロックオフセ
ット)は、データセット内のパターンシーケンスを正確
なビットでマーキングするために必要なパラメータであ
る。これは瞬時の周波数偏移を検出するための、引き続
いての正確な相関計算に対する前提条件である。
られた周波数−補正値は同期プロセッサ28に供給され
る。それによりデータが前処理される。この前処理によ
りデコード化の確実性が向上する。なぜなら等化器に瞬
時のデータが既に周波数補正されて供給されるからであ
る。データ信号−前処理により200Hz以上の周波数
偏移(これはドップラー効果と発振器に帰因し得る)で
の誤りのないデコード化に対する制限が完全に除去され
るものとなる。
fsynchronisation)(3) 同期化維持(Aufsynchronisation,
これは移動無線電話の、通常動作中の周囲の隣接セルへ
の同期化の意味である)も同様に以下の2つの過程によ
って行われる。すなわち3.1 フレーム−粗同期化
と、3.2 周波数−微同期化によるフレーム微同期化
である。
tion)では初期同期化の特殊な例が処理される。こ
の場合基本的に次のことが保証される。すなわち無線セ
ルを離脱する場合に実際のセルのベース局によって接続
形成の継続状態が確実に保証されるのである。
る無線セルに切り換わる場合に同期化の離調が起こるこ
とがないようにするために、通常動作ではバックグラン
ド的なプロセスとして−同期化維持(Aufsynch
ronisation,比較的小さな優先度のプロセ
ス)−セルの境界を越えるために必要な同期化パラメー
タ(フレーム及び周波数オフセット)が周囲の隣接する
セルに対して検出される。それにより接続路がセルの境
界を越えても維持されることが制御ユニット31によっ
て保証される。
プロセスとしての同期化維持(Aufsynchron
isation)の際にフレーム−粗同期化(周波数−
バースト−開始)と、周波数−微同期化によるフレーム
−微同期化が開始される。この場合フレーム同期化及び
周波数同期化に対して同期化−バースト13が使用され
る。
には1.2,1.3,1.4,2.1の同期化のアルゴ
リズムに相応する。
費で高精度な同期化が実現されるという効果が奏され
る。
図である。
ック回路図である。
つの位相特性の経過を表した図である。
的に求められた位相経過(A)と測定された位相経過
(B)とを表した図である。
Claims (13)
- 【請求項1】 GSM−方式によって動作し複数の固定
局及び複数の移動無線電話を含めた毛細状のデジタル移
動無線電話網における移動無線電話のための同期化方法
において、 当該移動無線電話では、 (1)初期同期化と、 (2)通常動作−同期化と (3)通常動作中の同期化維持(Aufsynchro
nisation)とが次のように行われており、すな
わち前記初期同期化が以下の過程に分けられるようにす
なわち (1.1)周波数−粗同期化と (1.2)フレーム−粗同期化と (1.3)周波数−微同期化と (1.4)フレーム−微同期化に分けられるように行わ
れており、 前記通常動作−同期化(2)は、 (2.1)周波数−微同期化によるフレーム同期化と (2.2)データ信号前処理とからなり、 さらに前記通常動作中の同期化維持(Aufsynch
ronisation)は、 (3.1)フレーム−粗同期化と、 (3.2)周波数−微同期化によるフレーム−微同期化
からなることを特徴とする、移動無線電話のための同期
化方法。 - 【請求項2】 前記同期化は連続する位相角の評価に基
づいており、該位相角はそれぞれ個々のI−値,Q−値
の対から算出される請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 前記周波数粗同期化の精度は位相許容範
囲(Tb)により可変である請求項1記載の方法。 - 【請求項4】 最大位相許容範囲が2進数列0000…
(上方の位相限界値)と、2進数列0101…(下方の
位相限界値)に相応する位相角により与えられている請
求項1から3までのいずれか1項記載の方法。 - 【請求項5】 前記フレーム−粗同期化を、周波数補正
バースト(12)の評価によって行う請求項1から4ま
でのいずれか1項記載の方法。 - 【請求項6】 前記周波数−微同期化のために前記周波
数補正バースト(12)は次のように評価される、すな
わち隣接する位相値の位相差値から線形回帰により周波
数エラーに比例する制御量が形成されるように、評価さ
れる請求項1から5までのいずれか1項記載の方法。 - 【請求項7】 前記フレーム−微同期化を、同期化バー
スト(13)の拡張−学習シーケンスの識別及び評価に
より行う請求項1から6までのいずれか1項記載の方
法。 - 【請求項8】 前記拡張−学習シーケンスの識別を、パ
ターン相関方式(Musterkorrelation
sverfahren)によって行う請求項7記載の方
法。 - 【請求項9】 前記通常動作−同期化を、通常バースト
(14)内の学習シーケンスの識別及び評価により行う
請求項1から6までのいずれか1項記載の方法。 - 【請求項10】 隣接する位相値の位相差値から線形回
帰により周波数エラーに比例する制御量が中央制御ユニ
ット(3)に対して形成されるように、前記フレーム−
同期化をパターン相関方式によって行い、さらに前記周
波数−同期化を周波数−補正バーストの評価によって行
う請求項1から9までのいずれか1項記載の方法。 - 【請求項11】 通常動作中の周囲の隣接セルへの同期
化維持(Aufsynchronisation)をフ
レーム−粗同期化によって行い、その後周波数−微同期
化によるフレーム−微同期化を同期化バースト(13)
の識別及び評価によって行う、請求項1から10までの
いずれか1項記載の方法。 - 【請求項12】 前記同期化維持(Aufsynchr
onisation)は、通常動作に対してより僅かな
優先度を以って行われる、請求項1から11までのいず
れか1項記載の方法。 - 【請求項13】 I,Q−サンプリング値の信号前処理
が、周波数−オフセットを取り除くために行われる、請
求項1から12までのいずれか1項記載の方法。
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