KR100796535B1

KR100796535B1 - 다중의 적분 길이를 사용한 주파수 에러 추정

Info

Publication number: KR100796535B1
Application number: KR1020067008924A
Authority: KR
Inventors: 롤란드 알 릭; 아루나바 초두리
Original assignee: 퀄컴 인코포레이티드
Priority date: 2003-10-08
Filing date: 2004-10-07
Publication date: 2008-01-21
Also published as: KR20060082877A; IL174835A0; WO2005036845A1; BRPI0415132A; BRPI0415132B1; IL174835A; US7065163B2; US20050078774A1

Abstract

무선 통신 디바이스 (WCD)는 단기 및 장기 평균값을 발생시키기 위해 다중의 적분 길이에 걸쳐 주파수 에러 추정치를 평균함으로서 주파수 에러를 추정한다. WCD는 단기 및 장기 평균값을 단기 및 장기 임계값에 비교한다. 장기 임계값은 단기 임계값보다 더 낮다. 임의의 적분 길이에 대한 평균값이 그 각각의 임계값을 초과한다면, 주파수 오프셋이 결정되고 오실레이터 주파수는 그 주파수 오프셋에 기초해 조정된다. 단기 및 장기 임계값 모두의 사용은 주파수 에러의 비교적 큰 변화에 신속하게 응답하는 것을 용이하게 하면서, 주파수 에러의 실제 변화보다는 시스템의 노이즈를 나타낼 수도 있는 더 작은 변화를 무시하게 한다.

주파수 에러 추정.

Description

다중의 적분 길이를 사용한 주파수 에러 추정{FREQUENCY ERROR ESTIMATION USING MULTIPLE INTEGRATION LENGTHS}

기술 분야

본 발명은 일반적으로 무선 통신에 관한 것이다. 더 상세히, 본 발명은 무선 통신 디바이스에서 사용하기 위한 자동 주파수 제어 (AFC) 에 관한 것이다.

배경기술

무선 통신 시스템에서, 복수의 무선 통신 디바이스 (WCD) 는 셀이라고 공지된 영역 내에서 하나 이상의 기지국과 통신한다. 무선 통신 시스템은, 예를 들어, 랩탑 컴퓨터와 사용하기 위한 개인 휴대 정보 단말기 (PDA) 및 모뎀과 같은 무선 통신 능력을 가진 디바이스 및 무선 전화를 포함하여, 다양한 타입의 WCD를 포함한다. 또한, 무선 통신 기능은, 자동차와 같은 다른 타입의 디바이스에 포함될 수 있다. 자동차 설계에 포함된 무선 능력에 의해, 운전자는 실-시간, 위치-기반 트래픽, 날씨, 및 네비게이션 정보뿐만 아니라, 로드사이드 어시스턴트 및 자동차 상태 경보도 획득할 수 있다.

각각의 셀 내에서, WCD는 단일 주파수 대역을 사용하여 기지국과 동시에 통신할 수도 있다. 주파수 대역의 공유는 다양한 임의의 다중 접속 기술을 사용하여 달성될 수 있다. 급속한 성장을 향유하고 있는 하나의 기술은 코드 분할 다중 접속 (CDMA) 이다. CDMA 시스템에서, 음성 또는 데이터는 디지털 형식으 로 변환되고, 그 후, 무선 신호로서 송신된다. 각각의 셀은 고유한 코드에 의해 구별된다. 특히, 각각의 WCD는, 독특한 확산 (spreading) 코드를 사용하여, 송신하는 신호를 변조하고 수신한 신호를 복조한다. 이 코드는, 예를 들어, 음성 데이터와 같은 정보 데이터에 부가되고, 캐리어 상에 변조된다. 동일한 코드는 그 코드를 캐리어와 상관시키는데 사용되는 수신기에서 사용된다. 상관 프로세스는 코드와 일치하는 데이터만을 통과시킨다. 따라서, 예를 들어, 다른 사용자의 신호인, 무효한 신호는 디코딩되지 않고, 노이즈로서 나타난다. 그 결과, WCD들 사이에서 최소의 간섭이 달성된다. 따라서, 여러 개의 WCD가 단일의 주파수 대역을 공유할 수 있다. CDMA 시스템에 대한 추가적인 정보는 주지의 IS-95 표준에서 설명된다.

기타 다른 무선 통신 시스템은, 예를 들어, 주파수 분할 다중 접속 (FDMA), 진폭 압신 단측파대 (ACSSB) 및 다른 진폭 변조 (AM) 방식을 포함하여, 다른 다중 접속 기술을 사용한다. 광범위하게 사용되는 또 다른 기술은, 할당된 시간 슬롯 동안에 WCD들이 통신하는 시 분할 다중 접속 (TDMA) 이다.

TDMA에 관한 하나의 다중 접속 기술은, TDMA와 암호화 기술을 함께 사용하는 GSM (Global System for Mobile) 으로서 공지되어 있다. GSM통신은, 예를 들어, 정보를 전송하기 위한 트래픽 채널 (TCH) 을 포함하여, 다수의 채널을 사용하여 구성된다. 또한, GSM 표준은, WCD 등록, 페이징 그리고 통화 발신 및 종료와 같은 제어 정보를 전송하기 위한, 공통 제어 채널 (CCCH) 을 사용한다. CCCH는 그 자체로 특정 타입의 제어 정보와 관련된 여러 개의 채널을 포함한다. 이들 채널은 랜덤 접속 제어 채널 (RACH), 페이징 및 접속 허여 채널 (PAGCH), 방송 제어 채널 (BCCH), 동기 채널 (SCH), 주파수 정정 채널 (FCCH) 을 포함한다. 예를 들어, FCCH 및 SCH는 WCD와 각각의 기지국 사이의 동기화를 유지하는데 사용된다.

GSM 채널은 할당된 주파수 대역 내의 임의의 다수의 주파수, 예를 들어 880~960㎒, 를 사용하여 전달된다. 또한, DCS 채널은, 1710~1880㎒를 포함하지만 이에 제한되지 않는, 상이한 주파수 대역을 사용하여 전달될 수 있다. WCD는 클록 배열을 사용하여 이들 주파수를 발생시킨다. 클록 배열은, 전압-제어 수정 오실레이터 (VCXO) 또는 전압-제어 온도 보상 수정 오실레이터 (VCTCXO) 와 같은 오실레이터를 포함할 수도 있다. 일부 구현에서, 오실레이터는 펄스 밀도 변조기 (PDM) 에 의해 제어된다. 다른 동작 양태중에서, PDM은 오실레이터에 의해 발생되는 주파수를 제어한다. WCD가 자신의 관련 기지국과 통신하기 위해, 오실레이터는, 기지국이 통신하는 주파수에 정합되는 주파수를 발생시키는 것이 바람직하다.

WCD와 기지국의 주파수가 정합하는지를 보장하기 위해, WCD에서의 클록 배열은, 기지국에 의해 사용되는 주파수를 추적하고 그 주파수에 정합시키기 위해, 자동 주파수 제어 (AFC) 기술을 사용할 수도 있다. 일반적으로, AFC 기술은 WCD 와 기지국의 주파수사이의 주파수 에러, 즉, WCD 주파수와 기지국 주파수 사이의 차이를 추정하는 단계를 포함한다. 추정된 주파수 에러는, 그 추정된 주파수 에러를 보상하기 위한 오실레이터에 적용될, 주파수 오프셋을 결정하기 위해 사용 된다. 그 후, PDM은, 예를 들어, 입력 전압을 오실레이터에 인가함으로써 주파수 오프셋을 오실레이터에 적용하며, 이는 인가 전압에 응답하여 오실레이터 주파수를 변경한다.

WCD는 임의의 다수의 기술을 사용하여 AFC를 구현할 수 있다. 하나의 종래의 AFC 기술은, 주파수 에러를 추정하기 위해 무한 임펄스 응답 (IIR) 필터의 사용을 포함한다. IIR은, 개별 샘플에 대한 장기 주파수 에러 추정치를 순시 주파수 에러 추정치와 비교하여, 장기 및 순시 주파수 에러 추정치 사이의 차이를 결정한다. IIR은, 통상적으로, 장기 주파수 에러 추정치를 조정하기 위해 그 차이에 스케일 팩터를 곱하고 그 곱의 결과를 이용함으로써, 이 차이의 함수로서 장기 주파수 에러 추정치를 조정한다. 큰 스케일 팩터를 이용하는 것은 IIR이 주파수 에러의 변화에 비교적 신속하게 응답하는 것을 가능하게하지만, 또한, WCD가 노이즈, 예를 들어, 하나의 샘플로부터 다음 샘플까지의 순시 주파수 에러 추정치의 변동에 민감하게 한다. 이러한 변동은 실제 주파수 에러의 변화에 의해 야기될 수도 또는 야기되지 않을 수도 있다. 다른 방법으로, IIR은 노이즈에 대한 민감성을 감소시키기 위해 작은 스케일 팩터를 사용할 수 있다. 그러나, 작은 스케일 팩터를 사용하는 것은 실제 주파수 에러의 변화에 대해 IIR의 응답 시간을 증가시킨다.

또 다른 종래의 AFC 기술은, 소정 개수의 샘플 또는 적분 길이에 걸쳐 주파수 에러 추정치를 평균하여 평균 주파수 에러 추정치를 결정하는 단계를 포함한다. 적분 길이가 짧다면, WCD는 주파수 에러의 변화에 신속하게 응답할 수 있다. 그러나, 짧은 적분 길이에서, AFC 기술은 노이즈에 민감하다. 긴 적분 길이를 사용하는 것은 노이즈에 대한 AFC 기술의 민감성을 감소시킨다. 그 결과, 주파수 에러의 변화에 대한 정상 상태 응답은 더 짧은 적분 길이에 관하여 더 안정적이다. 그러나, WCD는 더 짧은 적분 길이에 관하여 주파수 에러의 변화에 더 느리게 응답한다.

요약

다양한 실시형태에 의하면, 무선 통신 디바이스 (WCD) 는 다중의 적분 길이에 걸쳐 평균 주파수 에러 추정치를 결정함으로써 주파수 에러를 추정한다. 주파수 에러 추정치의 평균은 2개 이상의 적분 길이에 걸쳐 계산된다. 이들 평균은 다중의 임계값과 비교된다. 임의의 적분 길이에 대한 평균이 그 각각의 임계값을 초과한다면, 주파수 오프셋은 결정된다.

일 실시형태는 무선 통신 디바이스에 적용될 주파수 오프셋을 결정하는 방법에 관한 것이다. 단기 및 장기 평균값은 각각 주파수 에러 추정치의 제 1 및 제 2 세트를 평균함으로써 결정되며, 제 2 세트는 주파수 에러 추정치의 제 1 세트의 슈퍼세트를 포함한다. 주파수 오프셋은, 단기 평균값이 단기 임계값을 초과할 때에 단기 평균값의 함수로서 결정되고, 단기 임계값보다 더 낮은 장기 임계값을 장기 평균값이 초과할 때, 장기 평균값의 함수로서 결정된다.

다른 실시형태에서, 오실레이터는, 그 오실레이터와 연결된 메모리로부터 주파수 오프셋 값을 판독함으로서 무선 통신 디바이스와 함께 사용을 위해 구성된다. 단기 및 장기 평균값은 각각, 주파수 에러 추정치의 제 1 및 제 2 세트를 평균함으 로써 결정되며, 제 2 세트는 주파수 에러 추정치의 제 1 세트의 슈퍼세트를 포함한다. 오실레이터 주파수는, 단기 평균값이 단기 임계값을 초과할 때 단기 평균값의 함수로서 조정되고, 단기 임계값보다 낮은 장기 임계값을 장기 평균값이 초과할 때에, 장기 평균값의 함수로서 조정된다. 이들 방법 중 어느 것이든 프로세서-판독가능 매체에 포함된 프로세서-실행가능 명령을 사용하여 구현될 수 있다.

또 다른 실시형태에서, 집적 회로 (IC) 는 오실레이터 및 그 오실레이터와 동작적으로 커플링된 프로세서 배열을 포함한다. 프로세서 배열은, 단기 평균값을 결정하기 위한 주파수 에러 추정치의 제 1 세트와 장기 평균값을 결정하기 위한 주파수 에러 추정치의 제 2 세트를 평균하기 위해 구성된다. 제 2 세트는 주파수 에러 추정치의 제 1 세트의 슈퍼세트이다. 프로세서 배열은, 단기 평균값이 단기 임계값을 초과할 때에 단기 평균값의 함수로서 오실레이터의 주파수를 조정한다. 프로세서 배열은, 단기 임계값보다 더 낮은 장기 임계값을 장기 평균값이 초과할 때에, 장기 평균값의 함수로서 오실레이터의 주파수를 조정한다.

또 다른 실시형태에서, 무선 통신 디바이스 (WCD) 는 RF 신호를 수신하도록 배열된 안테나를 포함한다. 수신 배열은, 안테나에 동작적으로 커플링되고, RF 신호의 함수로서 복수의 샘플을 발생시킨다. 오실레이터는, 수신 배열에 동작적으로 커플링되고, 주파수를 발생하도록 구성된다. 프로세서 배열은, 수신 배열로부터 복수의 샘플을 수신하도록 커플링된다. 프로세서 배열은, 복수의 주파수 에러 추정치를 샘플의 함수로서 계산하도록 구성된다. 프로세서 배열은, 단기 평균값을 결정하기 위한 주파수 에러 추정치의 제 1 서브세트와 장기 평균값 을 결정하기 위한 주파수 에러 추정치의 제 2 서브세트를 평균한다. 제 2 서브세트는 주파수 에러 추정치의 제 1 서브세트의 슈퍼세트이다. 프로세서 배열은, 단기 평균값이 단기 임계값을 초과할 때에 단기 평균값의 함수로서, 오실레이터에 의해 발생된 주파수를 조정한다. 프로세서 배열은, 단기 임계값보다 더 낮은 장기 임계값을 장기 평균값이 초과할 때에 장기 평균값의 함수로서, 오실레이터에 의해 발생된 주파수를 조정한다.

도면의 간단한 설명

다음으로, 본 발명은 첨부 도면을 참조하여 예로써 설명될 것이다.

도 1은 일 실시형태에 따른 예시적인 무선 통신 시스템을 도시한 시스템도이다.

도 2는 다른 실시형태에 따른 예시적인 무선 통신 디바이스를 도시한 블록도이다.

도 3은 예시적인 자동 주파수 제어 (AFC) 기술을 도시한 흐름도이다.

도 4 내지 도 6은 무한 임펄스 응답 (IIR) 필터를 사용한 종래의 AFC 기술과 도 3의 AFC 기술사이의 시뮬레이션된 성능 비교를 나타낸 그래프이다.

도 7은 양자화된 IIR 필터를 사용한 종래의 AFC 기술과 도 3의 AFC 기술사이의 시뮬레이션된 성능 비교를 나타낸 그래프이다.

도 8 내지 도 10은 단일 적분 길이를 사용한 종래의 AFC 기술과 도 3의 AFC 기술사이의 시뮬레이션된 성능 비교를 나타낸 그래프이다.

설명

다양한 실시형태에 의하면, 무선 통신 디바이스 (WCD) 는, 단기 평균값 및 장기 평균값과 같은 다중의 평균값을 발생시키기 위해, 다중의 적분 길이에 걸쳐 주파수 에러 추정치를 평균함으로써 주파수 에러를 추정한다. WCD는 단기 및 장기 평균값을 단기 및 장기 임계값과 비교한다. 주파수 에러의 더 작은 변화가 샘플의 더 큰 세트에 걸쳐 나타날 때에 그 변화가 현저하기 때문에, 장기 임계값은 단기 임계값보다 낮다. 일부 실시형태에서, WCD는, 대응하는 임계값과 각각 관련된 더 많은 수의 평균값을 사용할 수도 있다. 임의의 적분 길이에 대한 평균이 그 각각의 임계값을 초과한다면, 주파수 오프셋이 결정되며, 오실레이터 주파수는 그 주파수 오프셋에 기초하여 조정된다. 일부 실시형태에서, 주파수 에러의 임의의 변화가 샘플의 더욱 더 큰 세트에 걸쳐 나타난다면 그 변화는 현저할 수도 있으며, WCD는, 샘플의 이 더욱 더 큰 세트에 관하여 결정된 주파수 오프셋에 의해 오실레이터 주파수를 조정한다.

단기 평균값을 계산하고 그들을 단기 임계값과 비교하는 것은 WCD가 주파수 에러의 비교적 큰 변화에 신속하게 응답할 수 있도록 하면서, 주파수 에러의 실제 변화보다 시스템의 노이즈를 표시할 수도 있는 더 작은 변화를 무시하게 한다. 또한, 장기 평균값을 계산하고 그들을 단기 임계 값보다 더 낮은 장기 임계 값과 비교하는 것은 주파수 에러의 더 작은 변화에 응답하는 것을 용이하게 한다. 더 작은 변화가 샘플의 더 큰 세트에 걸쳐 지속하도록 요구하는 것은 시스템의 노이즈, 즉, 주파수 에러의 실제 변화를 나타내지 않을 수도 있는 연속하는 샘플 사이의 순시 주파수 에러 추정치의 변동에 대한 일부 보호를 제공한다.

도 1은 일 실시형태에 따른 예시적인 무선 통신 시스템 (100) 을 도시한 시스템도이다. 특히, 무선 통신 시스템 (100) 은 무선 전화 네트워크로서 나타낸 것이다. 그러나, 당업자는, 기지국과 같은 시스템의 또 다른 컴포넌트의 주파수를 추적하기 위해, 시스템 내부에서의 하나 이상의 디바이스가 자동 주파수 제어 (AFC) 를 사용하는 무선 통신 시스템에, 여기서 개시된 원칙이 동등하게 적용가능함을 알 수 있다. 도 1에 도시된 무선 전화 네트워크는, 예를 들어, 880~960㎒ 의 주파수 대역의 GSM 통신에서 사용하기 위해 구성될 수도 있다. 또한, 무선 전화 네트워크는 1710~1880㎒ 의 주파수 대역 또는 다른 주파수 대역의 DCS 통신에서 사용하기 위해 구성될 수도 있다. 또한, 무선 통신 시스템 (100) 은, 예를 들어, IS-95 표준, CDMA 2000 표준 및 WCDMA 표준을 포함하여, 임의의 다수의 표준에 따른 GPRS 통신 및/또는 CDMA 통신에서 사용하기 위해 구성될 수도 있다.

동작 중에, 무선 통신 디바이스 (WCD; 102A ~ 102D) 는, 변조된 RF 신호를 사용하여 하나 이상의 기지국 (104A ~ 104D) 과 하나 이상의 RF 인터페이스를 확립함으로써 무선 통신을 수행한다. 도 1에서, WCD (102A ~ 102D) 는 GSM 표준을 사용하여 무선 전화 통신하는 것으로서 도시되어 있다. 당업자는 임의의 또는 모든 WCD (102A ~ 102D) 가 CDMA 프로토콜같은 다른 프로토콜을 사용하는 무선 전화로서 구현될 수도 있다는 것을 알 수 있다. 또한, 임의의 또는 모든 WCD (102A ~ 102D) 는, 예를 들어, 랩톱 컴퓨터와 함께 사용하기 위한 무선 능력 및 무선 모뎀을 가진 개인 휴대 정보 단말기 (PDA), 를 포함하여, 다른 타입의 WCD로서 구현될 수도 있다. 또한, 무선 통신 기능은 자동차와 같은 다른 타입의 디바이 스에 포함될 수 있다.

기지국 (104) 과 WCD (102) 사이의 각각의 RF 인터페이스는 기지국 (104) 으로부터 WCD (102) 까지의 포워드 링크 (106) 또는 다운 링크, 및 WCD (102) 로부터 기지국 (104) 까지의 리버스 링크(108) 또는 업 링크를 포함한다. 이들 RF 인터페이스를 사용하여, 다른 사용자와의 통화는 이동 전화 교환국 (MTSO; 110) 및 공중 교환 전화 네크워크 (PSTN; 112) 를 통해 수행될 수도 있다. 기지국 (104), MTSO (110), 및 PSTN (112) 사이의 링크는, 마이크로파 링크와 같은 유선 접속 또는 무선 접속을 통해 형성될 수도 있다.

상술된 바와 같이, 각각의 WCD (102) 는 포워드 링크 (106) 를 통해 하나 이상의 기지국 (104) 으로부터 RF 신호를 수신한다. 이 RF 신호는 전력이 비교적 낮다. 따라서, WCD (102) 의 일부를 형성하는 LNA는, WCD (102) 가 수신 RF 신호를 기저 대역 신호, 예를 들어, 동 위상 (in-phase; I) 및 직교 위상 (quadrature; Q) 기저 대역 신호로 하향 변환할 수 있도록 그 수신 RF 신호를 증폭한다. 그 후, 이 기저 대역 신호는, RF 신호에 의해 반송된 음성 또는 데이터 신호를 추출하기 위해, 모뎀에 의해 복조된다.

통상적으로, 각각의 기지국 (104) 은 자신의 관련 WCD (102) 에 주파수 정정 채널 (FCCH) 을 통해 신호를 방송한다. WCD (102) 는 기지국 (104) 과 통신하기 위한 적절한 주파수에 튜닝하기 위해 FCCH를 사용한다. 더 자세하게, WCD의 수신 서브 시스템은, FCCH에 기초한 코오스 (coarse) 주파수 추정에 따라, 전압 제어 수정 오실레이터 (VCXO) 또는 전압-제어 온도 보상 수정 오실레이터 (VCTCXO) 와 같은 오실레이터를 튜닝하기 위해 주파수 튜너를 구성한다.

WCD (102) 의 활성시에, 오실레이터의 초기 주파수는 에러, 예를 들어, 파일럿 신호에 의해 반영됨에 따라 기지국 주파수에 대한 불일치를 표시할 수도 있다. 이 주파수 에러는, 예를 들어, 온도, 에이징 (aging) 및 다른 팩터에 의해 야기되는 주파수 드리프트를 포함하여, 임의의 다양한 원인에 기인될 수 있다. 따라서, 기지국 (104) 과 신뢰성 있는 통신을 유지하기 위해, WCD (102) 는, 기지국 (104) 의 주파수에 실질적으로 정합시키기 위해 오실레이터의 주파수를 조정하는 자동 주파수 제어 (AFC) 기술을 사용한다.

다양한 구현에서, AFC 기술은, 여러 개의 샘플에 걸친, WCD (102) 의 오실레이터와 기지국 사이의 주파수 에러의 순시 추정치를 획득하는 단계를 포함한다. 이들 순시 추정치는, 당업자에게 주지된 임의의 다양한 기술을 사용하여 획득될 수도 있다. 순시 주파수 에러 추정치는, 추정된 주파수 에러의 단기 및 장기 평균값을 획득하기 위해 다중의 적분 길이에 걸쳐 평균된다. WCD (102) 는 단기 및 장기 평균값을 단기 및 장기 임계값과 비교한다. 주파수 에러의 변화가 샘플의 더 큰 세트에 걸쳐 나타날 때 그 변화가 현저하기 때문에, 장기 임계값은 단기 임계값보다 더 낮다. 임의의 적분 길이에 대한 평균이 그 각각의 임계값을 초과한다면, 주파수 오프셋은 결정되고, 오실레이터 주파수는 주파수 오프셋에 기초하여 조정된다. 또한, 주파수 에러 추정치의 임의의 변화가 샘플의 더욱 더 큰 변화에 걸쳐 나타난다면 그 임의의 변화는 현저할 수도 있으며, WCD (102) 는, 이 샘플의 더욱 더 큰 변화에 관하여 결정된 주파수 오프셋에 의해 오실레이터 주 파수를 조정할 수도 있다.

단기 및 장기 평균값 모두를 계산하고 그들을 단기 및 장기 임계값과 비교함으로서, WCD (102) 는 주파수 에러의 비교적 큰 변화에 신속하게 응답할 수 있다. 또한, WCD (102) 는, 주파수 에러의 실제 변화보다 시스템의 노이즈에 더 기인될 수도 있는 더 작은 변화를 무시할 수 있다. 장기 평균값을 계산하고 그들을 단기 임계값보다 더 낮은 장기 임계값과 비교하는 것은 주파수 에러의 더 작은 변화에 응답하는 것을 용이하게 한다. 더 작은 변화가 샘플의 더 큰 세트에 걸쳐 지속되도록 요구하는 것은 시스템의 노이즈, 즉, 주파수 에러의 실제 변화를 나타내지 않을 수도 있는 연속된 샘플 사이의 순시 주파수 에러 추정치의 변동에 대해 일부 보호를 제공한다.

도 2는 예시적인 무선 통신 디바이스 (WCD; 102) 를 도시한 블록도이다. WCD (102) 가 GSM 프로토콜을 사용하여 무선 전화 통신하는 것으로 설명되지만, 당업자는 WCD (102) 가, IS-95, CDMA2000, 및 WCDMA를 포함하지만 이에 제한되지는 않는, 임의의 다양한 무선 통신 프로토콜을 사용하여 통신하도록 구성될 수 있다는 것을 알 것이다. 도 2에 나타낸 하나 이상의 컴포넌트는, 주문형 집적 회로 (ASIC) 와 같은 집적회로 (IC) 로서 형성 또는 마이크로 프로세서 기반 회로로서 구현될 수도 있다.

WCD (102) 는, 듀플렉서 (106) 에 동작적으로 커플링된 안테나 (104) 를 통해 신호를 송신 및 수신한다. 듀플렉서 (106) 는 수신 체인 (108) 의 입력 및 송신 체인 (110) 의 출력에 동작적으로 커플링된다. 수신 신호 경로의 일부를 형성하는 경우, 수신 체인 (108) 은 표면 탄성파 (surface acoustic wave; SAW) 필터 및 로우 노이즈 증폭기 (low noise amplifier; LNA) 를 포함할 수도 있다. 듀플렉서 (106) 에 의해 수신된 RF 신호는 기저 신호에 비교해 비교적 낮은 전력이기 때문에, LNA는 RF 신호를 증폭한다. 그 후, 수신 프로세서 (112) 는, 모뎀 (114) 에 의해 복조될 기저 대역 직교 신호를 생성하기 위해 RF 대 기저 대역 신호 프로세싱을 수행한다. 특히, 수신 프로세서 (112) 는 RF 신호를 동 위상 (I) 및 직교 (Q) 기저 대역 신호로 하향 변환한다. 수신 프로세서 (112) 는, RF 신호를 기저 대역 주파수로 하향 변환하기 전에, RF 신호를 중간 주파수 (IF) 로 먼저 하향 변환한다. 다른 방법으로, 수신 프로세서 (112) 는 RF 신호를 중간 주파수로 먼저 하향 변환하지 않고 RF 신호를 기저 대역 주파수로 직접 하향 변환할 수도 있다. 다른 경우, 수신 프로세서 (112) 는 모뎀 (114) 에 기저 대역 신호를 제공하고, 그 모뎀 (114) 은 디코더 (도시되지 않음) 에 의해 디코딩되고 출력 디바이스, 예를 들어, 출력 (116) 으로 개념적으로 나타내어진 스피커 또는 디스플레이 스크린에 제공되는 출력 신호를 생성하기 위해 기저 대역 신호를 복조한다.

송신 신호 경로에서, WCD (102) 의 사용자는, 입력 (118) 으로 개념적으로 나타내어진 마이크로폰 또는 키패드와 같은 입력 디바이스를 통해 입력을 WCD (102) 에 제공한다. 인코터 (도시되지 않음) 는 입력을 인코딩하고 모뎀 (114) 에 인코딩된 신호를 제공한다. 모뎀 (114) 은, 예를 들어, GSM 무선 통신 프로토콜에 따른, 사용자 입력을 변조하기 위해 직교 위상 편이 변조 (QPSK) 를 사용한다. 다른 실시형태에서, 모뎀 (114) 은, CDMA 프로토콜과 같은 상이한 무선 통 신 프로토콜에 의해 사용자 입력을 변조할 수도 있다. 변조 프로세스의 결과, 모뎀 (114) 은 동 위상 (I) 및 직교 (Q) 기저 대역 신호를 발생시킨다. 송신 프로세서 (120) 는 WCD (102) 에 의해 송신될 RF 신호를 생성하기 위해 기저 대역 대 RF 신호 프로세싱을 수행한다. 특히, 송신 프로세서 (120) 는 기저 대역 직교 신호를, 예를 들어, GSM 주파수 대역인 RF 신호로 상향 변환하고, 송신 체인 (110) 에 신호 드라이브 능력을 제공하기 위해 그 기저 대역 직교 신호를 증폭한다. 또한, 송신 프로세서 (120) 는 기저 대역 직교 신호를 DCS 주파수 대역 또는 GSM 통신을 지원하는 임의의 다른 대역으로 상향 변환할 수도 있다. 신호를 RF 주파수 대역으로 상향 변환시키기 전에, 송신 프로세서 (120) 는 기저 대역 직교 신호를 중간 주파수 (IF) 로 먼저 상향 변환할 수도 있다. 다른 방법으로, 송신 프로세서 (120) 는 기저 대역 직교 신호를 중간 주파수로 먼저 상향 변환하지 않고 기저 대역 직교 신호를 RF 주파수로 직접 상향 변환할 수도 있다. 어느 경우에나, 송신 프로세서 (120) 는 상향 변환된 신호를 송신 체인 (110) 에 제공한다. 송신 체인 (110) 은 RF 신호를 증폭하기 위해 전력 증폭기를 포함하며, 하나 이상의 필터링 소자를 더 포함할 수도 있다. 송신 체인 (110) 은 증폭된 신호를 듀플렉서 (106) 에 제공한다. 그 후, 듀플렉서 (106) 는, 그 RF 신호를 송신하는 안테나 (104) 에 RF 신호를 제공한다.

로컬 오실레이터 발생기 (122) 는 수신 프로세서 (112) 및 송신 프로세서 (120) 에 커플링된다. 또한, 로컬 오실레이터 발생기 (122) 는 오실레이터 (124) 에 커플링된다. 오실레이터 (124) 는, 예를 들어, 전압-제어 수정 오실 레이터 (VCXO) 또는 전압-제어 온도 보상 수정 오실레이터 (VCTCXO) 로서 구현될 수 있다. 로컬 오실레이터 발생기 (122) 및 오실레이터 (124) 는 수신된 RF 신호의 정확한 복조 및 송신될 RF 신호의 정확한 변조를 총괄적으로 용이하게 한다. 통상적으로, 기지국은 수신 체인 (108) 에 의해 검출가능한 주파수 정정 채널 (FCCH) 을 통해 신호를 방송한다. 수신 프로세서 (112) 는 주파수 튜너 (126) 를 통해 적절한 주파수로의 오실레이터 (124) 튜닝을 용이하게 하도록 코오스 주파수 추정에서 FCCH를 사용한다. 유사하게, 로컬 오실레이터 발생기 (122) 및 오실레이터 (124) 는 로컬 오실레이터 발생기 (122) 로부터 출력된 기준 주파수를 통한 송신 프로세서 (120) 및 하나 이상의 주파수 상향 변환기와 혼합기 (도시되지 않음) 기저대역 대 RF 변환을 총괄적으로 용이하게 한다.

사용자가 WCD (102) 를 활성화하면, 오실레이터 (124) 의 초기 주파수는 기지국 주파수와 상이할 수도 있다. 오실레이터 (124) 의 주파수가 기지국의 주파수와 상이한 양은 주파수 에러로서 알려져 있다. 이 주파수 에러는, 예를 들어, 온도, 에이징, 및 다른 팩터에 의해 야기되는 주파수 드리프트를 포함하여, 임의의 다양한 원인에서 기인될 수 있다. 따라서, 기지국과 신뢰성 있는 통신을 유지하기 위해, 주파수 튜너 (126) 는, 기지국의 주파수를 실질적으로 정합시키기 위해 오실레이터의 주파수를 조정하는 자동 주파수 제어 (AFC) 기술을 사용한다.

주파수 에러는, 적어도 일부분은 연속하는 샘플사이라도 주파수 에러 추정치의 가능성 있는 큰 변화 때문에 실시간으로 측정하기 어렵다. 따라서, 주파수 튜너 (126) 는 주파수 에러를 추정하고, 추정된 주파수 에러에 기초한 주파수 오프 셋을 오실레이터 (124)에 적용한다. 이하, 도 3과 함께 더 충분히 설명되는 바와 같이, 주파수 튜너는 여러 개의 샘플에 걸쳐 주파수 에러의 개별 추정치의 평균의 함수로서 주파수 에러를 추정한다. 이 개별 추정치는, 예를 들어, 이전의 샘플에 대한 주파수 에러 측정의 함수로서 주파수 에러를 추정하는 것을 포함하여, 당업자에게 주지된 임의의 다양한 기술을 사용하여 획득될 수도 있다.

WCD (102) 의 전원을 처음 켤 때, 주파수 튜너 (126) 는, 메모리 (128) 로부터 오실레이터 (124) 에 대한 초기 주파수 설정을 판독한다. 메모리 (128) 는, 예를 들어, 비휘발성 메모리로서 구현될 수도 있다. 주파수 튜너 (126) 는 개별 주파수 에러 추정치를 획득하고, 추정된 주파수 에러의 단기 및 장기 평균값을 획득하기 위해 다중의 적분 길이에 걸쳐 그들을 평균한다. 주파수 튜너 (126) 는 단기 및 장기 평균값을 단기 및 장기 임계값과 비교한다. 주파수 에러의 더 작은 변화가 샘플의 더 큰 세트에 걸쳐 나타날 때 그 변화가 현저하기 때문에, 장기 임계값은 단기 임계값보다 더 낮다. 임의의 적분 길이에 대한 평균이 그 각각의 임계값을 초과한다면, 주파수 튜너 (126) 는 주파수 오프셋을 결정하고 그 주파수 오프셋에 기초하여 오실레이터 주파수를 조정한다. 또한, 주파수 에러 추정치의 임의의 변화가 샘플의 더욱 더 큰 세트에 걸쳐 나타난다면 그 변화는 현저할 수도 있으며, 주파수 튜너 (126) 는 샘플의 더욱 더 큰 세트에 관하여 결정된 주파수 오프셋에 의해 오실레이터 주파수를 조정한다. 이 프로세스 중에, 주파수 튜너 (126) 는, 펄스 밀도 변조기 (PDM) 레지스터와 같은 메모리 (130) 에, 평균 추정된 주파수 에러를 저장할 수도 있다. 일부 실시형태에서, 메모리 (130) 및 메모리 (128) 는 단일의 메모리 디바이스를 사용하여 구현될 수도 있다.

장기 및 단기 평균값을 계산하고 그들을 단기 및 장기 임계값과 비교함으로써, 주파수 튜너는 주파수 에러의 비교적 큰 변화에 신속하게 응답할 수 있다. 또한, 주파수 튜너 (126) 는 주파수 에러의 실제 변화보다 시스템의 노이즈에 기인될 수도 있는 더 작은 변화를 무시할 수 있다. 장기 평균값을 계산하고 그들을 단기 임계값보다 더 낮은 장기 임계값과 비교하는 것은 주파수 에러의 더 작은 변화에 응답하는 것을 용이하게 한다. 더 작은 변화가 샘플의 더 큰 세트에 걸쳐 지속되도록 요구하는 것은 시스템의 노이즈에 대해 일부 보호를 제공한다.

도 3은 주파수 튜너 (126) 에 의해 구현되는 바와 같은 예시적인 자동 주파수 제어 (AFC) 기술을 도시한 흐름도이다. 이 기술은, 메모리 디바이스와 같은 프로세서-판독가능 매체에 포함된 프로세서-실행가능 명령을 통해 구현될 수도 있다. WCD (102) 의 전원을 처음 켤 때, 주파수 튜너 (126) 는 메모리 (128) 로부터 오실레이터 (124) 에 대한 초기 설정을 판독한다 (150). 이들 초기 설정은, 예를 들어, 팩토리-프로그램 될 수 있는 초기 주파수 설정 및 ppm/lsb의 단위인 오실레이터 (124) 의 슬로프를 포함할 수도 있다. 또한, 초기 주파수 설정은 팩토리-프로그램 될 수 있지만, 동작 중에 주기적으로 업데이트되는 것이 바람직하다. 주파수 튜너 (126) 는 초기 주파수 설정을 메모리 (130) 에 기입하고 (152) ppm/lsb 단위로 표현된 슬로프를 lsb/㎐ 값으로 변환한다 (154). 이 변환은 각각의 ARFCN (absolute radio frequency channel number) 에 대해서 보다 GSM 대역의 중앙 및 DCS 대역의 중앙에 대해 계산될 수 있다.

주파수 튜너 (126) 에 의해 구현되는 AFC 기술을 통해, 주파수 튜너 (126) 는 주파수 에러의 추정치를 발생시키고 메모리 (130) 를 업데이트한다. AFC 기술은, 예를 들어, 주파수 제어 채널 (FCCH) 및 동기 채널 (SCH) 을 검출, 자립형 전용 제어 채널 (SDCCH) 또는 다른 제어 채널을 검출, 및 트래픽 채널 (TCH) 을 검출하는 것을 포함하여, 임의의 다양한 모드에 적용될 수 있다. FCCH/SCH 검출 이외의 모든 모드에서, AFC 기술의 기본 구조는 동일하다. 더 상세하게, 주파수 튜너 (126) 는 다수의 샘플에 대한 주파수 에러의 추정치를 누산하고, 그들 샘플에 대한 평균 주파수 에러를 주기적으로 계산하며, 평균 주파수 에러에 기초하여 주파수 오프셋을 결정하고, 필요할 때 임의의 업데이트를 적용한다. 주파수 에러가 크다면, 메모리 (130) 에 저장된 값을 신속하게 업데이트하는 것이 바람직하다. 한편, 주파수 에러가 작다면, 정확성을 달성하기 위해, 더 긴 평균 간격 또는 적분 길이가 바람직하다.

초기 주파수 설정이 메모리 (128) 로부터 판독되고 메모리 (130) 에 저장된 후, 주파수 튜너 (126) 는 수신 프로세서 (112) 로부터 샘플을 수신하고 (156), 샘플에 대한 신호-대-노이즈 비 (SNR) 를 계산한다 (158). SNR이 최소 SNR 임계값 아래에 있다면, 그 샘플은 무시되고, 주파수 튜너 (126) 는 수신 프로세서 (112) 로부터 또 다른 신호를 수신한다 (156). 다른 방법으로, 어떤 경우, 주파수 튜너 (126) 는 동기화를 위해 SNR에 상관없이 모든 샘플을 사용할 수도 있다.

주파수 튜너 (126) 가 충분한 SNR을 갖는 샘플을 수신한 후, 주파수 튜너 (126) 는 그 샘플에 대해 주파수 에러를 추정하고 추정된 주파수 에러를 누산한다 (160). FCCH/SCH 검출 모드에서 동작하지 않는다면, 주파수 튜너 (126) 는, 그 주파수 튜너 (126) 가 이산값의 세트로부터 선택된 값, 예를 들어, -200㎐, -100㎐, 0㎐, 100㎐, 또는 200㎐를 보고하도록 주파수 에러 추정치를 양자화하는 것이 바람직하다. 주파수 튜너 (126) 는 적분 길이 N, 예를 들어, 4 개의 샘플에 의해 특정된 다수의 값에 대해 추정 주파수 에러값을 계속 수신 및 누산한다.

주파수 튜너 (126) 가 N 개의 샘플에 대해 추정 주파수 에러 값을 누산할 때, 주파수 튜너 (126) 는 추정된 주파수 에러 값의 단기 및 장기 평균을 계산한다 (162). 단기 평균은 N 개 샘플의 적분 길이에 걸쳐 계산된 평균 추정-주파수 에러이다. 장기 평균은, 예를 들어, 이전의 리셋 동작 이후에 수신된 모든 샘플과 같은 더 큰 수의 샘플에 걸쳐 계산된 평균 추정-주파수 에러이다.

단기 평균값이 단기 임계값, 예를 들어, 175㎐를 초과한다면, 주파수 튜너 (126)는 단기 평균값에 의해 메모리 (130) 를 업데이트한다 (164). 단기 평균값이 임계값을 초과하지 않을지라도, 주파수 튜너 (126) 는 다른 상황하에서 메모리 (130) 를 업데이트할 수도 있다. 예를 들어, 장기 평균값이, 예를 들어, 12개의 샘플인 더 큰 수의 샘플에 걸쳐, 예를 들어, 50㎐ 인 단기 임계값보다 더 낮은 장기 임계값을 초과한다면, 주파수 튜너 (126) 는 장기 평균값에 의해 메모리 (130) 를 업데이트한다 (166). 또한, 주파수 튜너 (126) 는, 장기 평균값, 즉, 0 값인 장기 임계값을 갖는 장기 평균값의 사이즈와는 상관없이 더욱 큰 수의 샘플, 예를 들어, 96개의 샘플에 걸쳐 장기 평균값에 의해 메모리 (130) 를 업데이트할 수도 있다 (168). 이러한 개수의 샘플에 걸친 임의의 주파수 에러는 현저할 수도 있다. 주파수 튜너 (126) 가 메모리 (130) 를 업데이트할 때마다, 장기 평균값은 리셋된다 (170).

도 3은, 단기 평균값을 단기 임계값과 비교하는 것 및 장기 평균값을 장기 임계값과 비교하는 것을 도시한 것이다. 당업자는, 주파수 튜너 (126) 가 다중의 적분 길이에 걸쳐 장기 평균값을 다중의 장기 임계값과 비교할 수도 있다는 것을 알 것이다.

상술된 바와 같이, 도 3에 나타낸 AFC 기술은, 방송 제어 채널 (BCCH) 검출 모드, 유휴 (idle) 모드, 또는 랜덤 접속 모드 동안에 자립형 전용 제어 채널 (SDCCH) 또는 다른 제어 채널을 검출하는 것을 포함하지만, 이에 제한하지는 않는 다양한 모드에 적용될 수 있다.

또한, AFC 기술은 전용 트래픽 채널 (TCH) 을 검출하기 위해 적용될 수 있다. 이 모드에서, 주파수 튜너 (126) 는 자립형 제어 채널 (SACCH) 을 통해 수신된 샘플만을 선택적으로 고려한다. 다른 샘플을 무시함으로써, 충분한 성능을 보장하면서 프로세서 리소스가 보전된다. 주파수 튜너 (126) 가 SACCH 샘플만을 고려한다면, AFC 기술은 모든 SACCH 버스트 이전에 인에이블되고 모든 SACCH 버스트 이후에는 디스에이블된다.

또한, 일부 적응으로, AFC 기술은 FCCH/SCH 검출 모드에서 사용할 수 있다. FCCH/SCH 검출 동안, 모뎀 (114) 은 주파수 추적에 대해 직접 제어한다. 따라서, 이 모드에서, 주파수 튜너 (126) 는 초기 주파수 및 슬로프 설정을 모뎀 (114) 에 전달한다. 또한, 상술된 바와 같은 주파수 에러 추정치를 양자화하는 것보 다, 모뎀 (114) 은 비교적 비-양자화된 값으로서 주파수 에러 추정치를 계산한다.

FCCH/SCH 검출 동안, 모뎀은 단기 및 장기 평균값을 FCCH 주파수 에러 임계값과 비교한다. 그 평균값이 FCCH 주파수 에러 임계값을 초과한다면, 모뎀 (114) 은 평균값의 총량으로 메모리 (130) 를 업데이트한다. 그렇지 않다면, 모뎀 (114) 은 평균값의 절반으로 메모리 (130) 를 업데이트한다. 또한, 평균값이 SCH 주파수 에러 임계값보다 작다면, 모뎀 (114) 은 SCH 채널을 디코딩하는 것을 시도한다. 그렇지 않으면, 모뎀 (114) 은 FCCH 채널에 대한 스캔을 계속하며, 주파수 추정 또는 메모리 업데이트는 SCH 샘플에 기초해 수행되지 않는다. SCH 검출이 성공적일 경우, 모뎀 (114) 은 방송 제어 채널 (BCCH) 을 디코딩하기 시작하고, 시작점으로 가장 최근의 주파수 오프셋을 사용한 AFC의 제어를 가정한다. 그 후, 이 주파수 오프셋 값은, 예를 들어, 메모리 (130) 내에 저장된, 디폴트 값으로 초기화된다.

도 4 내지 도 6은, 도 3과 함께 도시되고 설명된 AFC 기술과 무한 임펄스 응답 (IIR) 필터를 사용한 종래의 AFC 기술 사이의 시뮬레이션된 성능 비교를 나타낸 그래프이다. 도 4 내지 도 6에서, 도트는 250개의 샘플에 걸쳐 계산된 개별 주파수 오류 추정치를 표시한 것이다. 실선 (200) 은 50 번째 샘플에서 도입된 300㎐의 시뮬레이션된 주파수 에러를 표시한 것이다. 파선 (202) 은 도 3의 AFC 기술을 적용한 것에 대한 결과를 표시한 것이다. 점선 (204, 206, 및 208) 은 가변 스케일 팩터를 가진 IIR 필터를 사용한 종래의 AFC 기술을 적용한 것에 대한 결과를 표시한 것이다.

도 4 상의 점선 (204) 은 0.01의 스케일 팩터를 갖는 IIR 필터를 사용한 종래의 AFC 기술을 적용한 결과를 표시한 것이다. 도 4에서 도시된 바와 같이, 주파수 에러 추정은 시뮬레이션된 주파수 에러에 느리게 응답한다. 스케일 팩터를 0.03으로 증가한 것은 도 5의 점선 (206) 에 의해 도시된 결과를 생성한다. WCD (102) 는 시뮬레이션된 주파수 에러에 더 신속하게 응답한다. 그러나, 그 응답은, 시뮬레이션된 주파수 에러보다는 시스템의 노이즈를 나타내는 개별 주파수 추정치사이의 넓은 변동에 더 민감하다. 도 6의 점선 (208) 은 스케일 팩터가 0.10으로 더 증가한 것의 효과를 도시한 것이다. 특히, 스케일 팩터가 증가함에 따라, WCD (102) 는 시뮬레이션된 주파수 에러에 더 신속하게 응답하지만, 이 응답은 노이즈에 더 민감하다.

도 7은 도 3에 도시되고 설명된 AFC 기술과 0.03의 스케일 팩터를 갖는 양자화된 IIR 필터를 사용한 종래의 AFC 기술 사이의 시뮬레이션된 성능 비교를 나타낸 그래프이다. 도 5의 점선 (206) 과 비교함으로써, 점선 (210) 은 감소된 노이즈 민감성을 나타내지만, 시뮬레이션된 주파수 에러에 대한 응답 시간은 더 느려진다는 것을 나타낸다. 양자화된 IIR 필터가 250개의 샘플내에서 300㎐의 시뮬레이션된 주파수 에러를 수렴하지 못함을 알 수 있다.

도 8 내지 도 10은 도 3과 함께 도시되고 설명된 AFC 기술과 단일의 적분 길이를 사용한 종래의 AFC 기술 사이의 시뮬레이션된 성능 비교를 나타낸 그래프이다. 도 8 내지 도 10에서, 도트는 250개의 샘플에 대해 계산된 개별 주파수 에러 추정치를 표시한 것이다. 실선 (200) 은 50번째 샘플에서 도입된 300㎐의 시뮬레이션된 주파수 에러를 표시한 것이다. 파선 (202) 은 도 3의 AFC 기술을 적용한 것에 대한 결과를 표시한 것이다. 점선 (212, 214, 및 216) 은 단일의 적분 길이를 사용한 종래의 AFC 기술을 적용한 것에 대한 결과를 표시한 것이다.

도 8의 점선 (212) 은 4개 샘플의 단일의 적분 길이를 사용한 종래의 AFC 기술을 적용한 것에 대한 결과를 표시한 것이다. 도 8에서 도시된 바와 같이, WCD (102) 는 시뮬레이션된 주파수 에러에 신속하게 응답하지만, 노이즈에 대해 매우 민감하다. 적분 길이를 12개의 샘플로 증가하는 것은 도 9의 점선 (214) 에 의해 표시되는 결과를 생성한다. 도 9에서 도시된 바와 같이, 응답은 노이즈에 대해 덜 민감하다. 그러나, WCD (102) 는 시뮬레이션된 주파수 에러에 더 느리게 응답한다. 적분 길이를 96개 샘플로 더 증가하는 것은 도 10의 점선 (216) 에 의해 표시된 결과를 생성한다. 응답은 실질적으로 노이즈에 영향받지 않지만, 약 200개의 샘플 이후에 시뮬레이션된 주파수 에러에만 수렴한다.

대조적으로, 도 4 내지 도 10의 파선 (202) 에 의해 도시된 바와 같이, WCD (102) 는 짧은 적분 길이를 사용하는 것의 이점 및 다중의 적분 길이를 사용하므로써 긴 적분 길이를 사용하는 것의 이점을 결합한다. 단기 및 장기 평균 주파수 에러 추정치 모두를 발생시키므로써, WCD (102) 는 주파수 에러의 비교적 큰 변화에 신속하게 응답하면서, 주파수 에러의 실제 변화보다는 시스템의 노이즈를 나타낼 수도 있는 더 작은 변화를 무시할 수 있다. 또한, 장기 평균값을 계산하고 그것을 단기 임계값보다 더 낮은 장기 임계값과 비교하는 것은 주파수 에러의 더 작은 변화에 응답하는 것을 용이하게 한다. 더 작은 변화가 샘플의 더 큰 세트 에 걸쳐 지속되도록 요구하는 것은 시스템의 노이즈, 즉, 주파수의 실제 변화를 나타내지 않을 수도 있는 연속하는 샘플 사이의 순시 주파수 에러 추정치의 변동에 대한 일부 보호를 제공한다.

다양한 실시형태의 전술한 설명은 당업자가 본 발명을 실시하는 것을 가능하도록 제공된다. 이들 실시형태에 대한 다양한 변경은 당업자에게는 명백할 것이며, 여기서 설명한 일반적 원칙은 창의적인 재능의 사용없이도 다른 실시형태에 적용될 수도 있다. 따라서, 본 발명은 여기서 명백히 설명된 실시형태로 제한하려는 것이 아니라, 여기에 개시된 원리 및 신규한 특성과 부합하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

Claims

무선 통신 디바이스에 적용될 주파수 오프셋을 결정하기 위한 방법으로서,

단기 평균값을 결정하기 위해 주파수 에러 추정치의 제 1 세트를 평균하는 단계;

장기 평균값을 결정하기 위해 주파수 에러 추정치의 제 2 세트를 평균하는 단계로서, 상기 제 2 세트는 주파수 에러 추정치의 상기 제 1 세트의 슈퍼세트를 포함하는, 상기 제 2 세트의 평균 단계;

상기 단기 평균값이 단기 임계값을 초과할 경우, 상기 단기 평균값의 함수로서 상기 주파수 오프셋을 결정하는 단계; 및

상기 단기 임계값보다 낮은 장기 임계값을 상기 장기 평균값이 초과할 경우, 상기 장기 평균값의 함수로서 상기 주파수 오프셋을 결정하는 단계를 포함하는, 주파수 오프셋의 결정 방법.
제 1 항에 있어서,

주파수 에러 추정치의 제 3 세트의 평균값을 결정하는 단계로서, 상기 제 3 세트는 주파수 에러 추정치의 상기 제 2 세트의 슈퍼세트를 포함하는, 상기 제 3 세트의 평균값 결정 단계; 및

주파수 에러 추정치의 상기 제 3 세트의 평균값의 함수로서 상기 주파수 오프셋을 결정하는 단계를 더 포함하는, 주파수 오프셋의 결정 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 주파수 오프셋의 함수로서 오실레이터 주파수를 조정하는 단계를 더 포함하는, 주파수 오프셋의 결정 방법.
제 3 항에 있어서,

상기 오실레이터 주파수를 조정하는 단계는, 상기 주파수 오프셋을 오실레이터와 연관된 메모리에 기입하는 단계를 포함하는, 주파수 오프셋의 결정 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 무선 통신 디바이스로서는 주파수 제어 채널 (FCCH)을 검출하도록 구성되며,

상기 주파수 오프셋을 결정하는 단계는,

상기 단기 평균값 및 상기 장기 평균값 중 하나가 FCCH 에러 임계값을 초과할 경우, 상기 단기 평균값 및 상기 장기 평균값 중 하나를 상기 주파수 오프셋으로서 사용하는 단계, 및

상기 단기 평균값 및 상기 장기 평균값 중 하나가 상기 FCCH 에러 임계값을 초과하지 않을 경우, 상기 단기 평균값 및 상기 장기 평균값 중 하나의 절반과 같은 값을 상기 주파수 오프셋으로서 사용하는 단계를 포함하는, 주파수 오프셋의 결정 방법.
제 5 항에 있어서,

상기 단기 평균값 및 상기 장기 평균값 중 하나가 동기 채널 (SCH) 에러 임계값보다 작을 경우, SCH를 디코딩하는 단계를 더 포함하는, 주파수 오프셋의 결정 방법.
제 1 항에 있어서,

제어 채널 및 트래픽 채널 중 하나 이상을 디코딩하는 단계를 더 포함하는, 주파수 오프셋의 결정 방법.
무선 통신 디바이스와 관련하여 사용하기 위한 오실레이터를 구성하는 방법으로서,

상기 오실레이터와 연관된 메모리로부터 주파수 오프셋을 판독하는 단계;

단기 평균값을 결정하기 위해 주파수 에러 추정치의 제 1 세트를 평균하는 단계;

장기 평균값을 결정하기 위해 주파수 에러 추정치의 제 2 세트를 평균하는 단계로서, 상기 제 2 세트는 주파수 에러 추정치의 상기 제 1 세트의 슈퍼세트를 포함하는, 상기 제 2 세트의 평균 단계;

상기 단기 평균값이 단기 임계값을 초과할 경우, 상기 단기 평균값의 함수로서 오실레이터 주파수를 조정하는 단계; 및

상기 단기 임계값보다 더 낮은 장기 임계값을 상기 장기 평균값이 초과할 경우, 상기 장기 평균값의 함수로서 상기 오실레이터 주파수를 조정하는 단계를 포함하는, 오실레이터 구성 방법.
제 8 항에 있어서,

주파수 에러 추정치의 제 3 세트의 평균값을 결정하는 단계로서, 상기 제 3 세트는 주파수 에러 추정치의 상기 제 2 세트의 슈퍼세트를 포함하는, 상기 제 3 세트의 평균값 결정 단계; 및

주파수 에러 추정치의 상기 제 3 세트의 평균값의 함수로서 상기 오실레이터 주파수를 조정하는 단계를 더 포함하는, 오실레이터 구성 방법.
제 8 항에 있어서,

상기 오실레이터 주파수를 조정하는 단계는, 오실레이터와 연관된 메모리에 상기 주파수 오프셋을 기입하는 단계를 포함하는, 오실레이터 구성 방법.
오실레이터; 및

상기 오실레이터에 동작적으로 커플링된 프로세서 배열을 구비하며,

상기 프로세서 배열은,

단기 평균값을 결정하기 위해 주파수 에러 추정치의 제 1 세트를 평균하고,

장기 평균값을 결정하기 위해, 주파수 에러 추정치의 상기 제 1 세트의 슈퍼 세트를 포함하는 주파수 에러 추정치의 제 2 세트를 평균하고,

상기 단기 평균값이 단기 임계값을 초과할 경우, 상기 단기 평균값의 함수로서 상기 오실레이터의 주파수를 조정하며, 그리고,

상기 단기 임계값보다 더 낮은 장기 임계값을 상기 장기 평균값이 초과할 경우, 상기 장기 평균값의 함수로서 상기 오실레이터의 주파수를 조정하도록 구성되는, 집적 회로(IC).
제 11 항에 있어서,

상기 프로세서 배열은, 또한,

주파수 에러 추정치의 상기 제 2 세트의 슈퍼세트를 포함하는 주파수 에러 추정치의 제 3 세트의 평균값을 결정하며, 그리고,

주파수 에러 추정치의 상기 제 3 세트의 상기 평균값의 함수로서 상기 오실레이터의 상기 주파수를 조정하도록 구성되는, 집적 회로.
제 11 항에 있어서,

상기 프로세서 배열에 동작적으로 커플링되고, 상기 오실레이터의 상기 주파수를 조정하기 위해 주파수 오프셋을 저장하도록 구성되는 메모리를 더 구비하는, 집적회로.
제 13 항에 있어서,

상기 메모리는 비휘발성 메모리를 포함하는, 집적회로.
제 11 항에 있어서,

상기 프로세서 배열은,

주파수 제어 채널 (FCCH)을 검출하고;

상기 단기 평균값 및 상기 장기 평균값 중 하나가 FCCH 에러 임계값을 초과할 경우, 상기 단기 평균값 및 상기 장기 평균값 중 하나에 의해 상기 오실레이터의 상기 주파수를 조정하며, 그리고

상기 단기 평균값 및 상기 장기 평균값 중 하나가 상기 FCCH 에러 임계값을 초과하지 않을 경우, 상기 단기 평균값 및 상기 장기 평균값 중 하나의 절반에 의해 상기 오실레이터의 상기 주파수를 조정하도록 구성되는, 집적회로.
제 15 항에 있어서,

상기 프로세서 배열은, 상기 단기 평균값 및 상기 장기 평균값 중 하나가 동기 채널 (SCH) 에러 임계값보다 작을 경우, SCH를 디코딩하도록 구성되는, 집적 회로.
제 11 항에 있어서,

상기 프로세서 배열은, 제어 채널 및 트래픽 채널 중 하나 이상을 디코딩하도록 구성되는, 집적 회로.
RF 신호를 수신하도록 배열된 안테나;

상기 RF 신호의 함수로서 복수의 샘플을 발생시키기 위해, 상기 안테나에 동작적으로 커플링된 수신 배열;

상기 수신 배열에 동작적으로 커플링되고, 주파수를 발생시키도록 구성된 오실레이터; 및

상기 수신 배열로부터 복수의 샘플을 수신하도록 커플링된 프로세서 배열을 구비하며,

상기 프로세서 배열은,

상기 샘플의 함수로서 복수의 주파수 에러 추정치를 계산하고,

단기 평균값을 결정하기 위해 상기 주파수 에러 추정치의 제 1 서브세트를 평균하고,

장기 평균값을 결정하기 위해, 주파수 에러 추정치의 상기 제 1 서브세트의 슈퍼세트를 포함하는 주파수 에러 추정치의 제 2 서브세트를 평균하고,

상기 단기 평균값이 단기 임계값을 초과할 경우, 상기 단기 평균값의 함수로서 상기 오실레이터에 의해 발생된 상기 주파수를 조정하며, 그리고,

상기 단기 임계값보다 더 낮은 장기 임계값을 상기 장기 평균값이 초과할 경우, 상기 장기 평균값의 함수로서 상기 오실레이터에 의해 발생된 상기 주파수를 조정하도록 구성되는, 무선 통신 디바이스 (WCD).
제 18 항에 있어서,

상기 프로세서 배열은, 또한,

주파수 에러 추정치의 상기 제 2 서브세트의 슈퍼세트를 포함하는 주파수 에러 추정치의 제 3 서브세트의 평균값을 결정하며, 그리고,

주파수 에러 추정치의 상기 제 3 서브세트의 평균값의 함수로서 상기 오실레이터에 의해 발생된 상기 주파수를 조정하도록 구성되는, 무선 통신 디바이스.
제 18 항에 있어서,

상기 프로세서 배열에 동작적으로 커플링되고, 상기 오실레이터의 상기 주파수를 조정하기 위해 주파수 오프셋을 저장하도록 구성되는 메모리를 더 구비하는, 무선 통신 디바이스.
제 20 항에 있어서,

상기 메모리는 비휘발성 메모리를 포함하는, 무선 통신 디바이스.
제 18 항에 있어서,

상기 프로세서 배열은,

주파수 제어 채널 (FCCH)을 검출하고,

상기 단기 평균값 및 상기 장기 평균값 중 하나가 FCCH 에러 임계값을 초과할 경우, 상기 단기 평균값 및 상기 장기 평균값 중 하나에 의해 상기 오실레이터 의 상기 주파수를 조정하며, 그리고,

상기 단기 평균값 및 상기 장기 평균값 중 하나가 상기 FCCH 에러 임계값을 초과하지 않을 경우, 상기 단기 평균값 및 상기 장기 평균값 중 하나의 절반에 의해 상기 오실레이터의 상기 주파수를 조정하도록 구성되는, 무선 통신 디바이스.
제 22 항에 있어서,

상기 프로세서 배열은, 상기 단기 평균값 및 상기 장기 평균값 중 하나가 동기 채널 (SCH) 에러 임계값보다 작을 경우, SCH를 디코딩하도록 구성되는, 무선 통신 디바이스.
제 18 항에 있어서,

상기 프로세서 배열은, 제어 채널 및 트래픽 채널 중 하나 이상을 디코딩하도록 구성된, 무선 통신 디바이스.
단기 평균값을 결정하기 위해 주파수 에러 추정치의 제 1 세트를 평균하는 수단;

장기 평균값을 결정하기 위해 주파수 에러 추정치의 제 2 세트를 평균하는 수단으로서, 상기 제 2 세트는 주파수 에러 추정치의 상기 제 1 세트의 슈퍼세트를 포함하는, 상기 제 2 세트의 평균 수단;

상기 단기 평균값이 단기 임계값을 초과할 경우, 상기 단기 평균값의 함수로서 상기 오실레이터의 주파수를 조정하는 수단; 및

상기 단기 임계값보다 더 낮은 장기 임계값을 상기 장기 평균값이 초과할 경우, 상기 장기 평균값의 함수로서 상기 오실레이터의 주파수를 조정하는 수단을 포함하는, 프로세서 장치.
단기 평균값을 결정하기 위해 주파수 에러 추정치의 제 1 세트를 평균하는 단계;

장기 평균값을 결정하기 위해 주파수 에러 추정치의 제 2 세트를 평균하는 단계로서, 상기 제 2 세트는 주파수 에러 추정치의 상기 제 1 세트의 슈퍼세트를 포함하는, 상기 제 2 세트의 평균 단계;

상기 단기 평균값이 단기 임계값을 초과할 경우, 상기 단기 평균값의 함수로서 주파수 오프셋을 결정하는 단계; 및

상기 단기 임계값보다 더 낮은 장기 임계값을 상기 장기 평균값이 초과할 경우, 상기 장기 평균값의 함수로서 주파수 오프셋을 결정하는 단계를 위한 프로세서-실행 가능 명령을 포함하는, 프로세서-판독가능 매체.
제 26 항에 있어서,

주파수 에러 추정치의 제 3 세트의 평균값을 결정하는 단계로서, 상기 제 3 세트는 주파수 에러 추정치의 상기 제 2 세트의 슈퍼세트를 포함하는, 상기 제 3 세트의 평균값 결정 단계; 및

주파수 에러 추정치의 상기 제 3 세트의 상기 평균값의 함수로서 상기 주파수 오프셋을 결정하는 단계를 위한 프로세서-실행가능 명령을 더 포함하는, 프로세서-판독가능 매체.
제 26 항에 있어서,

상기 주파수 오프셋의 함수로서 오실레이터 주파수를 조정하는 단계를 위한 프로세서-실행가능 명령을 더 포함하는, 프로세서-판독가능 매체.
제 28 항에 있어서,

오실레이터와 연관된 메모리에 상기 주파수 오프셋을 기입하는 단계를 위한 프로세서-실행가능 명령을 더 포함하는, 프로세서-판독가능 매체.
제 26 항에 있어서,

주파수 제어 채널 (FCCH)을 검출하는 단계;

상기 단기 평균값 및 상기 장기 평균값 중 하나가 FCCH 에러 임계값을 초과할 경우, 상기 단기 평균값 및 상기 장기 평균값 중 하나를 상기 주파수 오프셋으로서 사용하는 단계; 및

상기 단기 평균값 및 상기 장기 평균값 중 하나가 상기 FCCH 에러 임계값을 초과하지 않을 경우, 상기 단기 평균값 및 상기 장기 평균값 중 하나의 절반과 같은 값을 상기 주파수 오프셋으로서 사용하는 단계를 위한 프로세서-실행가능 명령 을 더 포함하는, 프로세서-판독가능 매체.
제 30 항에 있어서,

상기 단기 평균값 및 상기 장기 평균값 중 하나가 동기 채널 (SCH) 에러 임계값보다 작을 경우, SCH를 디코딩하는 단계를 위한 프로세서-실행가능 명령을 더 포함하는, 프로세서-판독가능 매체.
제 26 항에 있어서,

제어 채널 및 트래픽 채널 중 하나 이상을 디코딩하는 단계를 위한 프로세서-실행가능 명령을 더 포함하는, 프로세서-판독가능 매체.
오실레이터와 연관된 메모리로부터 주파수 오프셋 값을 판독하는 단계;

단기 평균값을 결정하기 위해 주파수 에러 추정치의 제 1 세트를 평균하는 단계;

장기 평균값을 결정하기 위해 주파수 에러 추정치의 제 2 세트를 평균하는 단계로서, 상기 제 2 세트는 주파수 에러 추정치의 상기 제 1 세트의 슈퍼세트를 포함하는, 상기 제 2 세트의 평균 단계;

상기 단기 평균값이 단기 임계값을 초과할 경우, 상기 단기 평균값의 함수로서 오실레이터 주파수를 조정하는 단계; 및

상기 단기 임계값보다 더 낮은 장기 임계값을 상기 장기 평균값이 초과할 경 우, 상기 장기 평균값의 함수로서 상기 오실레이터 주파수를 조정하는 단계를 위한 프로세서-실행가능 명령을 포함하는, 프로세서-판독가능 매체.
제 33 항에 있어서,

주파수 에러 추정치의 제 3 세트의 평균값을 결정하는 단계로서, 상기 제 3 세트는 주파수 에러 추정치의 상기 제 2 세트의 슈퍼세트를 포함하는, 상기 제 3 세트의 평균값 결정 단계; 및

주파수 에러 추정치의 상기 제 3 세트의 상기 평균값의 함수로서 상기 오실레이터 주파수를 조정하는 단계를 위한 프로세서-실행가능 명령을 더 포함하는, 프로세서-판독가능 매체.
제 33 항에 있어서,

오실레이터와 연관된 메모리에 상기 주파수 오프셋을 기입하는 단계를 위한 프로세서-실행가능 명령을 더 포함하는, 프로세서-판독가능 매체.