KR20070116908A - 온도 보상되지 않은 간단화된 크리스탈 발진기를 이용한ｃｄｍａ 주파수 획득 - Google Patents

Abstract

CAMA 코드 채널은, 온도 보상되지 않고 상대적으로 큰 주파수 에러 (예를 들어, +/-5 ppm) 를 갖는 튜닝 신호를 생성하는 크리스탈 발진기를 이용하여 획득된다. 채널 획득은, 이상 온도/주파수 에러 곡선을 이용가능한 실제 데이터 포인트에 맞춤으로써 획득된 시작 주파수로부터 오프셋하지 않고 먼저 시도된다. 성공적이지 않은 파일롯 획득에 후속하여, 오프셋 주파수는 "스피럴" 방법으로 단계화되고, 파일롯 획득이 재시도된다. 파일롯 및 동기 채널이 성공적으로 획득되지만 시스템 식별이 예상되지 않은 경우, 인접 채널 이미지가 획득되고 오프셋 주파수가 큰 단계 (예를 들어, 15 kHz) 만큼 범핑된다. 파일롯 획득이 스피럴 단계화를 이용하여 재시도된다. 주파수 획득이 성공적이었던 온도에 대한 주파수 조정표에 데이터 포인트를 보유함으로써 파일롯, 동기 및 페이징 채널 각각의 성공적인 획득 이후, 크리스탈 발진기가 교정된다.

채널 획득, 크리스탈 발진기

Description

온도 보상되지 않은 간단화된 크리스탈 발진기를 이용한 ＣＤＭＡ 주파수 획득{CDMA FREQUENCY ACQUISITION USING A SIMPLIFIED CRYSTAL OSCILLATOR THAT IS NOT TEMPERATURE COMPENSATED}

배경

본 특허 출원은, 본 명세서에 참조로서 포함되고, 본 발명의 양수인에게 양수되었으며, 2005 년 3 월 24 일에 출원된, 발명의 명칭이 "CDMA FREQUENCY ACQUISITION USING A CRYSTAL OSCILLATOR THAT IS NOT TEMPERATURE COMPENSATED" 인 미국 가 특허 출원 제 60/665,617 호에 대해 우선권을 주장한다.

분야

본 명세서는 일반적으로는 무선 통신 디바이스에 관한 것이고, 더 상세하게는, 시작 주파수가 비교적 정확하지 않는 경우, 순방향 CDMA 채널에 대한 주파수를 획득하는 방법에 관한 것이다.

배경

다수의 무선 네트워크 및 이동국 (무선 핸드셋) 은, (1) TIA/EIA (Telecommunications Industry Association/Electronic Industry Association) 에 의해 공표된 IS-95 표준, (2) 관련 1xEV-DO 표준, (3) 명칭이 "제 3 세대 파트너쉽 프로젝트" (3GPP) 인 컨소시엄에 의해 제공된 UMTS 표준 및 (4) 명칭이 "제 3 세대 파트너쉽 프로젝트 2" (3GPP2) 인 컨소시엄에 의해 제공된 표준 (IS-2000 표준) 과 같은 코드 분할 다중 액세스 (CDMA) 에 기초한 하나 이상의 기술 표준을 지원하도록 설계된다. 이러한 CDMA 셀룰러 시스템에서는, 기지국으로부터 복수의 이동국으로 송신되는 신호가, 주파수-분할 다중 액세스 (FDMA) 또는 시간-분할 다중 액세스 (TDMA) 에서와 같이 간단한 주파수 또는 시간 할당에 의해서가 아닌, 고유 코드에 의해 서로 구분된다. 셀룰러 시스템에서 단일 채널상의 모든 모바일은 동일한 반송 주파수을 이용한다. 기지국으로부터 이동국으로의 순방향 CDMA 채널 (또한 다운링크 채널이라 칭함) 상에서, 각각의 이동국에 연결된 송신을 위해 기지국은 상이한 코드를 이용하는 셀/섹터 내의 복수의 이동국에 사용자 데이터를 송신한다. 직접-시퀀스 CDMA 시스템에서, 송신된 신호는, 데이터 신호에 의해 반송 신호를 변조한 후, 결과 신호를 광대역 확산 신호로 다시 변조함으로써 데이터를 송신하기에 필요한 최소 대역폭보다 큰 주파수 대역을 통해 확산된다. 각각의 이동국은, 전체 광역 무선 채널을 차지하는 다양한 코드 채널을 획득하는 프로세스를 통해 특정 셀/섹터에 대해 적절히 광대역 코딩된 신호를 획득한다.

소정의 중심 주파수에 집중된 광대역 코드 채널을 획득하기 위해, 이동국은 발진기를 이용하여 광대역 코딩된 신호를 믹스-다운하거나, 다운 샘플링하는 튜닝 신호를 생성한다. 주파수 에러가 복조의 대역폭에 비해 너무 큰 경우, 코드 채널은 성공적으로 획득될 수 없다. 예를 들어, +/-5 ppm (100 만분의 1) 보다 큰 것과 같은, 비교적 큰 주파수 에러를 갖는 튜닝 신호로 코드 채널을 획득하는 것은 어려울 수 있다. 따라서, CDMA 이동국은 통상적으로 전압-제어된, 온도-보상 크리스탈 발진기 (VCTCXO) 를 이용하여, +/-2 ppm 보다 작은 것과 같은, 비교 적 적은 주파수 에러를 갖는 튜닝 신호를 생성한다. 또한, 온도가 출력 주파수에 미치는 영향을 보상하는 추가적인 회로가 없는 크리스탈 발진기는 VCTCXO 보다 제조하기가 비교적 염가이다. 그러나, 크리스탈 발진기의 주파수 에러는 +/-20 ppm 과 같이, 비교적 클 수 있다. 이동국이 이러한 비교적 염가인 크리스탈 발진기를 이용하여 채널 획득을 수행하는 것이 이점이다. 그 결과, 본 방법은 +/-5 ppm 보다 큰 것과 같이, 비교적 큰 주파수 에러를 갖는 튜닝 신호를 이용하여 CDMA 코드 채널을 획득하도록 고려되었다.

요약

이동국의 회로는, 예를 들어, +/-5 ppm 보다 큰, 비교적 큰 주파수 에러를 갖는 크리스탈 발진기를 이용하여 CDMA 코드 채널을 획득한다. 크리스탈 발진기에 의해 출력된 신호의 주파수는 온도가 보상되지 않는다. 먼저 시작 주파수와 동일한 중심 주파수에서 채널 획득이 시도된다. 시작 주파수는, 주파수 조정 표로부터 임의의 이용가능한 온도/주파수 에러 데이터 점으로 맞춰진 이상 곡선으로부터 획득된다. 성공적이지 않은 파일롯 채널 획득에 후속하여, 이동국은 "스피럴 (spiral)" 방법으로 주파수에서 오프셋을 단계화한다. 그 후, 파일롯 획득은 복수의 "스피럴" 시퀀스: 0, +1, -1, +2, -2, +3, -3,.. 인 매그니튜드를 갖는 오프셋 주파수와 시작 주파수의 합과 동일한 중심 주파수에서 재시도된다. 이 반복적인 "스피럴" 탐색 방법은, 파일롯 채널이 획득되거나 소정의 최대 반복 회수가 발생되기까지 더 높게 및 더 낮게 증가적으로 발산하는 주파수로 반복된다. 중심 주파수는 위상-고정 루프 및 주파수 회전기 모두를 이용하여 조정된다. 일 실시형태에서, 코스 (coarse) 튜닝은 위상-고정 루프를 이용하여 수행되고, 파인 (fine) 튜닝은 주파수 회전기로 수행된다. 프로세서는 크리스탈 발진기에 의해 출력된 신호를 컨디셔닝하며, 위상-고정 루프에 의해 튜닝 신호 출력의 주파수를 조정한다. 크리스탈 발진기 신호는 위상-고정 루프에 대해 참조 클럭 신호로서 이용된다. 프로세서는 또한 주파수 회전기가, 획득될 코드 채널의 중심 주파수를 조정하는 양을 제어한다.

파일롯 채널 및 동기화 채널이 성공적으로 획득되지만, 회로가 예상하지 않은 시스템 식별 (예를 들어, SID) 을 검출한 경우, 인접 채널 이미지가 획득되었을 가능성이 있다. 시스템 식별이 허용가능하거나, 확정적이지 않은 표시인 경우, 및 동기 채널이 이동국을 복조될 수 없는 새로운 채널에 연결시킨 경우, 인접 채널 이미지가 획득되었을 가능성이 있다. 이미지가 의심되는 어떠한 경우에도, 오프셋 주파수는 예를 들어, 15 kHz 이상, 큰 스텝만큼, 스피럴 방법으로 현재 값으로부터 "범핑된 (bumped)" 다. 파일롯 획득이 "범핑된" 오프셋 주파수를 이용하여 재시도된 후, 스피럴 단계화가 파일롯 획득이 성공적일때까지 수행된다. 회로가 복수의 인접가능한 채널 이미지, 연속적으로 후속하는 성공적인 파일롯 채널 및 동기 채널 획득을 검출하는 경우, 회로는 스피럴 방법으로 오프셋 주파수를 "범핑" 하고, 파일롯 획득이 재시도된다. 파일롯 채널, 동기 채널 및 페이징 채널 3 개를 모두 획득한 이후, 회로는 주파수 획득이 성공적이었던 온도에 대한 데이터 포인트로 주파수 조정표를 업데이트함으로써 크리스탈 발진기를 교정한다. 그 결과, 이동국이 이용되는 경우, 크리스탈 발진기는 반복적으로 교정된다. 비휘발성 저장부가 없는 구현을 위해, 일부 효율성의 손실과 함께, 저장 단계가 생략될 수 있다.

CDMA 셀룰러 시스템에서 채널 획득의 방법은, 온도 조정표로부터 데이터 포인트를 판독하는 단계, 만약 있다면, 이상 곡선을 데이터 포인트에 맞추는 단계, 크리스탈 발진기의 온도를 측정하는 단계, 및 채널 획득에 대한 시작 주파수를 세팅하는 단계를 포함한다. 이 방법은 시작 주파수와 초기에 0 으로 세팅된 오프셋 주파수의 합에서 파일롯 채널을 획득하기를 시도한다. 파일롯 채널이 획득되지 않은 것으로 판정된 경우, 오프셋 주파수는 제 1 오프셋으로 세팅된다. 그 후, 파일롯 획득은 시작 주파수와 제 1 오프셋의 합에서 시도된다. 파일롯 채널이 시작 주파수와 제 1 오프셋의 합에서 획득되지 않은 것으로 판정된 경우, 오프셋 주파수는 스피럴 방법으로 단계화된다. 그 후, 파일롯 획득이, 복수의 스피럴 시퀀스: 0, +1, -1, +2, -2, +3, -3,... 인 오프셋 주파수와 시작 주파수의 합에서 연속적으로 재시도된다.

파일롯 채널이 획득된 것으로 판정된 경우, 동기 채널 획득은 파일롯 채널 획득이 성공적이었던 주파수에서 시도된다. 동기 채널 획득이 성공적이지 않은 경우, 파일롯 채널 획득은 동일한 중심 주파수에서 재시도되고, 방법은 파일롯 채널 획득 단계로 복귀한다. 재시도는 포텐셜 쇼트-텀 푸어 (potential short-term poor) 채널 조건을 보상한다. 동기 채널이 획득된 것으로 판정된 경우, 예상 시스템 식별 (예를 들어, SID) 가 검출되는지 여부를 판정한다. 예상 시스템 식별은 예상된 CDMA 셀룰러 시스템을 나타낸다. 시스템 식별이 예상된 바 와 같은 경우, 페이징 채널 획득은 동기 채널 획득이 성공적이었던 주파수에서 시도된다. 파일롯 채널, 동기 채널 및 페이징 채널의 획득이 성공적인 경우, 주어진 온도에서 크리스탈 발진기의 실제 주파수 에러가 판정된다. 주파수 조정표는 이 온도 및 주파수에 대해 업데이트된다.

다른 실시형태 및 이점이 이하 상세한 설명에서 개시된다. 이 요약은 본 발명을 한정하는 목적이 아니다. 본 발명은 청구항에 의해 규정된다.

도면의 간단한 설명

동일한 숫자가 동일한 콤포넌트를 나타내는 첨부된 도면은 본 발명의 실시형태를 도시한다.

도 1 은 크리스탈 발진기를 이용하여 CDMA 코드 채널을 획득하는 간단화된 구성 블록도이다.

도 2 는 도 1 의 크리스탈 발진기에 대한 주파수 에러 대 온도의 그래프이다.

도 3 은 도 1 의 크리스탈 발진기를 이용하여 CDMA 코드 채널을 획득하는 스탭의 흐름도이다.

도 4 는 인접 CDMA 통신 채널의 주파수 배치를 도시하는 도면이다.

도 5 는 주파수 획득이 시도되는 신호 대역의 중심 주파수를 도시하는 도면이다.

도 6 은 도 5 의 주파수 획득에서 이용된 오프셋 주파수를 단계화하는 스탭의 흐름도이다.

도 7 은 주파수 획득이 도 5 에 도시된 것보다 더 큰 주파수 스케일에 걸쳐 시도되는 중심 주파수를 도시하는 도면이다.

상세한 설명

참조는, 실시예가 첨부된 도면에서 개시되는 본 발명의 일부 실시형태로 이하 상세히 설명한다.

도 1 은 튜닝 신호를 생성하는데 있어서, 크리스탈 발진기 (11) 를 이용하여 CDMA 코드 채널을 획득하는 회로 (10) 의 간략화간 블록도이다. 크리스탈 발진기 (11) 는 주파수가 온도 변화와 함께 변화하는 크리스탈 발진기 클럭 신호 (XO CLK; 12) 를 출력한다. 일 실시형태에서, 크리스탈 발진기 (11) 는 19.2 MHz 크리스탈 발진기이다. 크리스탈 발진기 (11) 는, 출력 주파수상의 온도의 영향을 보상하는 회로를 포함하는 VCTCXO 보다 염가로 제조될 수 있다. 결과적으로, VCTCXO 에 대조적으로 크리스탈 발진기를 포함하는 셀 폰 (또한 이동국으로 칭함) 을 염가로 제조한다. 이 예에서, 크리스탈 발진기 (11) 의 주파수 에러 (△f/f) 는 약 +/-9 ppm 이다. GSM 이동국은 통상적으로 튜닝 신호를 제조하기 위해 크리스탈 발진기만을 이용한다. CDMA 신호 획득을 위한 크리스탈 발진기를 이용하는 것은, 튜닝 신호가 단일-칩 GSM/CDMA 솔루션에서 동일한 발진기로 생성될 수 있는 이점을 부가한다.

도 2 는 주파수 에러와 크리스탈 발진기 (11) 의 온도간의 관계의 그래프를 도시한다. 이 실시형태에서, 크리스탈 발진기 (11) 는 쿼츠 (quartz) 크리스탈을 포함한다. 실선 곡선 (13) 은 크리스탈 발진기 (11) 에 유사한 쿼츠 크리스 탈 컷 (cut) 에 대한 이상 곡선을 나타낸다. 기선 (base line) 출력 주파수는 약 25℃ 에서 측정된다. 이 예에서, 크리스탈 발진기 (11) 에 유사한 이상 곡선의 출력 주파수는 약 -20℃ 에서 약 +8 ppm 까지 증가하고, 약 70℃ 에서 약 -8 ppm 까지 감소한다. 파선 곡선 (14) 은 크리스탈 발진기 (11) 에 의한 XO CLK (12) 의 온도와 주파수 에러간의 실제 관계를 나타낸다. 온도에 대한 실제 주파수 에러는 교정을 통해 획득된 데이터 포인트에 이상 곡선을 맞춤으로써 판정된다. 교정은 통상적으로 공장에서 수행된다. 예를 들어, 데이터 포인트 15 및 16 은 각각 25℃ 및 -40℃ 에서 측정된 후, 이상 곡선 (13) 은 17 량만큼 시프트되고 포인트 16 에 맞춰져서 실제 주파수 에러 곡선을 획득한다. 이 예에서, +/-10 ppm 의 온도 변화로 인해, 크리스탈 발진기 (11) 는 실제로 주파수 에러 (△f/f) 를 나타낸다. 크리스탈 발진기 (11) 의 실제 주파수 에러는 온도 변화에 의해 유발된 주파수 에러에 총 2 배가 될 수도 있다. 나머지 주파수 에러는, 제조 프로세스의 변량으로 인해 부분별 기반으로 변화한다. 이 예에서, 0℃ 에서의 실제 주파수 에러는 이상 곡선 표시보다 약 2.5 ppm 크다. 회로 (10) 는 연속적인 코드 채널이 획득됨에 따라 실제 주파수 에러를 판정되게 하여, 공장에서 수행되어야 하는 교정의 양을 감소시킨다. 공장에서 수행되는 교정의 양을 감소시키는 것은 회로 (10) 를 포함하는 이동국을 제조하는 비용을 감소시킨다.

도 1 을 참조하는 경우, XO CLK (12) 는 클럭 컨디셔너 (18) 에 의해 컨디셔닝되어, 국부 발진기 (20) 에 대해 기준 클럭 (REF CLK; 19) 으로서 이용된다. 국부 발진기 (20) 는 튜닝 신호로서 이용되는 국부 발진기 (LO) 신호 (21) 을 생성 한다. 이 실시형태에서, 국부 발진기 (20) 는 시그마-델타, 프랙-N (Frac-N) 위상-고정된 루프 (PLL) 이다. 다른 실시형태에서, 국부 발진기 (20) 는 다이렉트 디지털 신디사이저 (Direct Digital Synthesizer; DDS) 이다. LO 신호 (21) 는 안테나 (24) 로부터 수신된 입력 RF 신호 (23) 와 함께 RF 수신기 (22) 에서 혼합된다. 순방향 트래픽 채널을 획득하기 전에, 회로 (10) 를 포함하는 이동국은 먼저 파일롯 채널, 동기 채널 및 페이징 채널로부터 타이밍 및 코드 정보를 획득한다. 당업자에게 있어서, 파일롯은 1xEV-DO 및 UMTS 에서 발견되는 바와 같이, 코드-분할 파일롯, 시간-분할 파일롯 중 하나, 또는 이들의 조합이 될 수 있다. 다양한 포맷의 동기 및 시스템 오버헤드 (페이징) 정보가 동기 및 시스템 오버헤드 (페이징) 정보로서 이용될 수 있다.

채널 획득의 프로세스는, RF 반송파와 혼합하고 해독가능한 코드 채널을 발생하는데 충분히 정확한 주파수를 갖는 튜닝 신호를 이동국이 생성하는 능력에 의존한다. 통상적으로, 다운컨버팅된 대역의 중심 주파수가 원하는 코드 채널의 정확한 중심 주파수로부터 +/-2 ppm 이상 상이한 경우, 통상적으로 코드 채널을 획득하는 것은 어렵다. 그럼에도 불구하고, 적절한 방법이 크리스탈 발진기의 주파수 에러를 보상하는데 이용되는 경우, +/-2 ppm 이상의 주파수 에러를 갖는 크리스탈 발진기가 코드 채널을 획득하는데 충분히 정확한 튜닝 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 대조적으로, 나머지 회로 (10) 가 없는 크리스탈 발진기 (11) 를 이용하고, 공장 교정되지 않은 이동국은 이 예에서 추운 날에는 코드 채널을 획득하는데 어려움을 갖는다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 0℃ 에서, 튜닝 신호의 주파수는 이상 곡선 (13) 표시보다 2 ppm 이상 빠르다. LO 신호 (21) 가 정확한 중심 주파수를 갖는 경우, RF 수신기 (22) 는 코드 채널이 획득될 수 있는 디지털 I 및 Q 샘플 (동위상 및 직교 샘플) (25) 을 출력한다.

도 3 은, 예를 들어, +/-5 ppm 보다 큰 상대적으로 큰 주파수 에러를 나타내는 크리스탈 발진기를 이용하여 CDMA 코드 채널을 획득하는 방법을 나타내는 흐름도이다. 크리스탈 발진기 (11) 에 대한 실제 주파수 에러 곡선 (14) 를 획득하기 위해 도 3 에 도시된 방법은 도 1 의 회로 (10) 에 의해 수행되어, 공장 교정을 요구하지 않는다. 이 방법의 초기 4 개의 스탭에서, 이상 곡선이, 만약 존재한다면, 이용가능한 데이터 포인트에 맞춰져서, 현재 주파수 에러 값을 획득한다. 회로 (10) 는 현재 주파수 에러 값을 이용하여, +/- 5 ppm 보다 작은 에러를 갖는 중심 주파수를 갖는 코드 채널을 유발하는 주파수를 갖는 LO 신호 (21) 를 생성한다. 후속 단계는, 예를 들어, +/- 5 ppm 보다 작은 비교적 작은 주파수 에러를 갖는 중심 주파수를 갖는 코드 채널을 생성한다.

초기 단계 26 에서, 주파수 조정표는 프로세서 (28) 에 의해 비휘발성 메모리 (27) 로부터 판독된다. 비휘발성 메모리 (27) 및 프로세서 (28) 는 회로 (10) 의 디지털 이동국 모뎀 (29) 에 포함된다. 대조적으로, 크리스탈 발진기 (11), 클럭 컨디셔너 (18), 국부 발진기 (20) 및 RF 수신기 (22) 는 회로 (10) 의 RF 아날로그 칩 (30) 에 포함된다. 단계 26 이후, 주파수 조정표는 도 2 의 이상 곡선 (13) 을 따라 포인트들을 포함한다. 단계 31 에서, 이상 곡선 (13) 은 임의의 이용가능한 데이터 포인트에 맞춰진다. 이 예에서, 데이터 포인트 15 만이 이용가능하다. 그 결과, 후속 단계 31 에서, 회로 (10) 는 도 2 에 도시된 바와 같이 맞춰진 곡선 (32) 을 참조할 것이다. 단계 33 에서, 회로 (10) 는 크리스탈 발진기 (11) 의 온도에 근접하는 온도 측정을 획득한다. 그 후, 맞춰진 곡선 (32) 에 따라 측정된 온도를 맵핑함으로써 단계 34 에서 현재 주파수 에러 값이 판정된다. 예들 들어, 측정된 온도 0℃ 에 대해, 현재 주파수 에러 값은 약 +8 ppm 으로 판정된다.

단계 35 에서, 회로 (10) 는 현재 주파수 에러 값을 이용하여 획득된 시작 주파수에서 파일롯 코드 채널의 획득을 시도한다. 회로 (10) 가 현재 주파수 에러 값에 기초하여 코드 채널의 중심 주파수를 시프트하는 2 개의 메카니즘이 존재한다. 제 1 메카니즘은 LO 신호 (21) 를 조정하고, 제 2 메카니즘은, 입력 RF 신호 (23) 가 다운컨버팅된 이후, RF 수신기 (22) 에 의해 출력된 신호의 주파수를 직접 조정한다.

도 4 는 3 개의 인접한 일방향 (one-way) CDMA 통신 채널의 주파수 간격을 도시한다. 이 예에서, 중심 채널은 광대역 입력 RF 신호 (23) 를 나타낸다. 광대역 입력 RF 신호 (23) 는, 기지국으로부터 회로 (10) 를 포함하는 이동국을 포함하여, 복수의 이동국으로 데이터를 송신하는데 이용되는 순방향 CDMA 통신 채널이다. 기지국은 상이한 확산 시퀀스 코드를 이용하여 코드 채널을 송신함으로써 입력 RF 신호 (23) 를 통해 관련 셀 내의 모든 현재 이동국에 대한 사용자 데이터를 동시에 송신한다. 코드 채널은 주파수 채널에 나란한 로직 채널이고 동일한 RF 반송파상에서 송신된다. IS-95 표준에서, 코드 채널은 파일롯 채널, 동기 채널, 7 개 까지의 페이징 채널 및 다수의 순방향 트래픽 채널을 포함한다. 각각의 CDMA 통신 채널은, 1.2288 MHz 는 무선 채널로 이용되고, 무선 채널간 가드 대역으로 약 20 kHz 가 존재하는, 1.25-MHz 주파수 스펙트럼으로 할당된다. 모든 코드 채널은 동일한 주파수 스펙트럼을 공유하고 전체 1.2288-MHz 광대역 무선 채널을 차지한다.

도 3 의 단계 35 에서 이용된 주파수를 시프트하는 2 개의 메카니즘으로 복귀하는 경우, 제 1 메카니즘은 크리스탈 발진기 (11) 에 의해 출력된 XO CLK (12) 를 컨디셔닝함으로써 LO 신호 (21) 를 조정한다. 프로세서 (28) 는 클럭 컨디셔너 (18) 에 디지털 LO 주파수 제어 신호 (36) 를 전송한다. 그 후, 클럭 컨디셔너 (18) 는 LO 주파수 제어 신호 (36) 에 의존하여, XO CLK (12) 보다 빠르거나 느릴 수도 있는 주파수를 갖는 REF CLK (19) 를 출력한다. REF CLK (19) 이 국부 발진기 (20) 의 PLL 에 의해 수신된 기준 클럭 신호이기 때문에, REF CLK (19) 의 주파수의 변화는 대응하는 LO 신호 (21) 의 주파수의 변화를 유발한다. RF 수신기 (22) 는 I 및 Q 콤포넌트 (25) 로 스플릿되는 입력 RF 신호 (23) 로 다운컨버팅하기 위해 LO 신호 (21) 를 이용한다. LO 신호 (21) 의 주파수 변화는 I 및 Q 샘플 (25) 의 중심 주파수의 변화를 유발한다. RF 수신기 (22) 에 의해 출력된 광대역 I 및 Q 샘플 (25) 은 코드 채널을 포함하고, LO 주파수 제어 신호 (36) 에 의존하여 시프트되었을 수도 있고 아닐 수도 있는 중심 주파수를 갖는다.

코드 채널의 중심 주파수를 시프트하는 제 2 방법은 RF 수신기 (22) 로부터 I 및 Q 샘플 (25) 을 수신하는 주파수 회전기 (37) 를 포함한다. 프로세서 (28) 는 주파수 회전기 (37) 에 디지털 회전기 주파수 제어 신호 (38) 를 전송한다. 회전기 주파수 제어 신호 (38) 에 기초하여, 주파수 회전기 (37) 는 RF 수신기 (22) 에 의해 출력된 광대역 I 및 Q 샘플 (25)의 중심 주파수를 시프트한다. 주파수 회전기 (37) 는 위상 회전을 수행함으로써 I 및 Q 샘플 (25) 의 명백한 주파수를 시프트한다. 그 후, 주파수 회전기 (37) 에 의해 출력된 I 및 Q 샘플 (25) 은 직교 위상 편이 변조 (QPSK; quadrature-phase-shift-keying) 복조기 (39) 에 의해 수신된다. QPSK 복조기 (39) 에 의해 수신된 I 및 Q 샘플 (25) 의 중심 주파수는 회전기 주파수 제어 신호 (38) 에 의존하여 시프트되었을 수도 있고 아닐 수도 있다. 이 실시형태에서, 클럭 컨디셔너 (18) 및 국부 발진기 (20) 는 코드 채널의 중심 주파수의 코스 튜닝을 위해 이용되고, 주파수 회전기 (37) 는 파인 튜닝을 위해 이용된다. 국부 발진기 (20) 는 주파수 회전기 (37) 보다 넓은 동적 범위를 갖는 PLL 를 포함한다. 통상적으로 RF 아날로그 칩 (30) 상에 더 많은 공간을 차지하고, 국부 발진기 (20) 의 덜 정확한 PLL 보다 더 높은 클럭 스피드에서 동작하는 정확한 PLL 대신에, 주파수 회전기 (37) 로 파인 튜닝을 수행함으로써 회로 (10) 의 제조 비용이 감소된다.

도 3 의 주파수 획득 방법의 판정 단계 40 에서, 회로 (10) 는 파일롯 코드 채널이 I 및 Q 샘플 (25) 로부터 획득되었는지 여부를 판정한다. 초기 주파수 획득은 시작 주파수와 0 으로 세팅되는 오프셋 주파수의 합에서 수행된다. 파일롯 채널이 획득되었지 여부를 판정하는 스탭은, 의사랜덤 또는 의사 노이즈 (PN) 시퀀스와 I 및 Q 샘플 (25) 의 외적을 계산하는 스탭을 포함한다. 회로 (10) 는 피드백 루프, 모듈로-2 가산기 및 플립-플롭의 레지스터로 이루어진 PN 생성기를 포함한다. N-비트 레지스터를 갖는 PN 생성기는 길이 2^N-1 의 PN 시퀀스를 생성할 수 있다. 정확한 오프셋을 갖는 PN 시퀀스는 송신된 데이터 신호가 원래 기지국에서 확산되었던 PN 시퀀스와 매칭하는 경우, 회로 (10) 는 파일롯 채널이 획득되었음을 나타내는 양호하게 상관된 (well-correlated) 에너지를 검출한다. QPSK 복조기 (39) 는 양호하게 상관된 에너지를 검출하고 복조 상태 신호 (41) 에서 프로세서 (28) 에 대한 상관의 정도를 나타낸다.

I 및 Q 샘플 (25) 을 소정의 파일롯 PN 오프셋에서 PN 시퀀스와 상관시키는 것 외에, QPSK 복조기 (39) 는 PN 시퀀스를 갖는 I 및 Q 샘플 (25) 을 역확산시키고, 역 왈시 함수 (inverse Walsh function) 을 적용한다. IS-95 표준에서, 기지국으로부터 코드 채널을 통해 송신될 데이터는 먼저 20-ms 프레임으로 그룹화되고, 컨벌루션으로 인코딩되고, 반복되어 데이터 레이트를 조정한 후 인터리빙된다. 그 후, 각각의 코드 채널은 길이 64 의 64 개의 왈시 함수 중 하나에 의해 기지국에서 직교 확산된다. 확산 활시 함수의 비트는 칩이라 칭한다. 왈시 함수에 의한 확산은 1.2288 Mcps (초당 10⁶ 개의 칩) 의 고정된 칩 레이트로 수행된다. 왈시 함수는 서로 직교하기 때문에, 왈시 함수에 의해 확산된 코드 채널은 또한 직교한다. 직교 확산은 모든 채널 중 직교 채널화를 기지국에 의해 커버된 셀 내의 이동국에 제공한다. 결과적으로, 각각의 이동국간의 순방향 트래픽 채널은 상이한 왈시 함수에 의해 확산되다. 그럼에도 불구하고, 동일한 왈시 함수 를 이용하여 확산된 이웃 셀내의 채널로부터 간섭이 존재한다. 더욱이, 심지어 상이한 왈시 함수로 비-동기적으로 확산된 이웃 셀 내의 코드 채널은 시간-정렬되지 않고 따라서 직교하지 않기 때문에, 간섭이 또한 존재한다. 결과적으로, 각각의 코드 채널은 또한 파일롯 PN 시퀀스의 직교 쌍에 의해 확산된다. 결과적인 채널 쌍은 기지국으로부터 이동국으로 QPSK 파형 쌍으로서 송신된다. 이들 파형 쌍은 I 및 Q 샘플 (25) 이다. 일 실시형태에서, 파일롯 PN 이진 시퀀스는 2¹⁵, 또는 32,768 의 길이를 갖는다. 그 결과, 각각의 코드 채널은, 각각의 32,768 개의 칩의 주기로 I 및 Q 신호 쌍으로서 송신된다. 1.2288 Mcps 의 칩 레이트인 경우, 32,768 개의 칩 주기는 26.67 ms 의 주기에 대응한다.

IS-95 표준에서, 셀룰러 시스템의 모든 기지국은 상이한 파일롯 PN 오프셋을 갖지 않은 동일한 PN 시퀀스을 이용한다. IS-95 표준은 32,768 개의 칩 PN 시퀀스상에서 오프셋간 64 개의 칩이 배치된 512 개의 고유 타임 오프셋을 이용한다. PN 시퀀스 변조는 왈시 함수 변조와 동일한 클럭 레이트로 수행된다. PN 시퀀스의 직교 쌍은 동위상 (I-채널) 시퀀스 및 직교 (Q-채널) 시퀀스이다. 단일 셀에서 (또는 섹터화된셀의 단일 섹터에서) 송신된 모든 코드 채널은 파일롯 PN 시퀀스의 동일한 타임 오프셋을 이용한다. 그 결과, 각각의 기지국은 상이한 타임 오프셋을 이용하여 순방향 CDMA 통신 채널을 식별한다. 특정 파일롯 PN 오프셋은 CDMA 셀룰러 시스템 내의 인접하지 않은 셀만큼 감소될 수 있다.

파일롯 채널, 동기 채널, 페이징 채널 및 순방향 트래픽 채널 각각은 상이한 왈시 함수를 이용하여 생성된다. 파일롯 채널은 각각의 CDMA 기지국에 의해 모든 타임에서 송신된, 변조되지 않은, 다이렉트-시퀀스 확산 스펙트럼 신호이다. 파일롯 채널은 왈시 코드 0 (W₀) 으로 확산된다. 왈시 코드 0 은 모두 0 으로 이루어진다. 각각의 이동국은 파일롯 채널을 모니터링하여 순방향 CDMA 채널의 타이밍을 획득한다. 파일롯 채널은 코히어런트 (coherent) 복조를 위해 이동국에 위상 기준을 제동하여 이동국이 칩 클럭에 동기화하게 한다. 채널 획득을 용이하게 하기 위해, 다른 코드 채널보다 파일롯 채널에 더 높은 전력 레벨이 주어진다. 또한, 파일롯 채널은 인접한 기지국에 언제 콜을 핸드오프할지 판정하기 위해 상이한 기지국간 신호 강도의 비교를 위해 이용된다.

동기 채널은 인코딩되고, 인터리빙되고, 확산 및 변조된 확산 스펙트럼 신호이다. 동기 채널은 왈시 코드 번호 32 (W₃₂) 로 확산된다. 이동국은 초기 타임 동기를 위해 동기 채널을 이용한다. 동기 채널 메시지는 동기 채널을 통해 송신되고, 시스템 타임, 오프셋 국부 타임, 파일롯 쇼트 PN 시퀀스 오프셋, 및일광 절약 시간 표시자 (daylight saving time indicator) 및 페이징 채널의 데이터 레이트와 같은 정보를 포함한다.

페이징 채널은 또한 인코딩되고, 인터리빙되고, 확산 및 변조된 확산 스펙트럼 신호이다. IS-95 표준은 왈시 코드 번호 1 내지 7 으로 확산된 7 개의 페이징 채널을 규정한다. 페이징 채널은 기지국으로부터 이동국으로 제어 정보 및 페이지를 송신한다. 이동국에 의해 콜이 되는 경우, 이동국은 할당된 페이진 채널상에서 기지국으로부터 페이지를 수신한다. 주요 페이징 채널은 왈시 코드 1 (W₁) 로 확산된다. 이동국은 먼저 페이징 채널 W₁ 을 시험한다. 페이징 채널 W₁ 이 적절하지 않은 경우, 이동국은 해싱 (hashing) 함수를 이용하여 정확한 페이징 채널을 체크한다.

파일롯 채널이 단계 40 에서 획득된 경우, 회로 (10) 는 판정 단계 42 로 진행한다. 단계 42 에서, 회로 (10) 는 동기 채널이 획득되었는지 여부를 판정한다. 동기 채널을 획득하기 위해, QPSK 복조기 (39) 는 정확한 파일롯 PN 오프셋에서 시작하는 PN 시퀀스로 확산된 I 및 Q 샘플 (25) 에 왈시 코드 번호 32 (W₃₂) 의 역을 적용한다. 그 후, 복조기 (39) 의 출력은 코드 심볼 (44) 을 출력하는 블록 디인터리버 (43) 에 의해 디인터리빙된다. 그 후, 비터비 (Viterbi) 디코더와 같은 컨벌루션 디코더 (45) 는 코드 심볼 (44) 을 디코딩하여 동기 채널 메시지의 프레임 (46) 을 출력한다. 회로 (10) 는 순환 잉여 검사 (CRC) 값 및 심볼 에러의 낮은 발생의 검출에 기초하여 동기 채널이 획득되었는지 여부를 판정한다. 프로세서 (28) 는 프레임-레벨 CRC 값 및 메시지-레벨 CRC 값이 체크되었는지 여부를 판정한다. 프로토콜에 의존하여, 소정의 연속 프레임 에러의 수가 동기 채널의 손실로서 규정된다.

판정 단계 47 에서, 회로 (10) 는 동기 채널 메시지에 포함된 시스템 식별 (예를 들어, 시스템 식별 번호 (SID)) 및 네트워크 식별 번호 (NID) 가 이동국이 프로그래밍되었을 것이라고 예상되는 값에 매칭하는지 여부를 판정한다. 시스 템은 특정 CDMA 통신 채널을 이용하는 CDMA 셀룰러 시스템을 구성하는 모든 기지국을 포함한다. 네트워크는 이들 기지국의 서브세트일 수 있다. 예를 들어, 네트워크는 주어진 집중된 기지국 제어기 (CBSC; Centralized Base Station Controller) 에 의해 제어된 모든 기지국으로 규정될 수도 있다. IS-683 하에서, 이동국은 CDMA 셀룰러 시스템의 바람직한 로밍 리스트를 규정하는 시스템 식별 번호의 시스템 레코드를 포함한다. 시스템 레코드는 시스템에 의해 이용된 채널을 규정하는 획득 레코드를 지정한다. 회로 (10) 가 특정 채널상에서 셀룰러 서비스의 획득을 시도하는 경우, 프로세서 (28) 는 그 채널과 관련된 시스템의 시스템 식별을 발견하기를 예상한다. 이 실시형태에서, 프로세서 (28) 는 프레임 (46) 을 분석하여 SID 및 NID 가 예상 값에 매칭하는지 여부를 판정한다.

SID 및 NID 가 예상대로인 경우, 회로 (10) 는 적절한 페이징 채널의 획득을 시도한다. 단계 48 에서, 회로 (10) 는 페이징 채널을 획득하기 위해 LO 신호 (21) 의 주파수를 조정한다. 파일롯 채널 및 동기 채널의 획득에 따라, 주파수 회전기 (37) 및 국부 발진기 (20) 모두 클럭 컨디셔너 (18) 과 함께 조합하여 이용되어, 페이징 채널을 획득하기 위해 I 및 Q 샘플 (25) 의 중심 주파수를 정확한 주파수에 배치한다. 일부 상황에서, 페이징 채널은 상이한 CDMA 통신 채널에 위치할 수도 있고, 회로 (10) 는 그 채널로 점프한다.

판정 단계 49 에서, 회로 (10) 는 페이징 채널이 획득되었는지 여부를 판정한다. 프로세서 (28) 는 제어 정보 및 페이지를 포함하는 메시지의 CRC 값을 체크한다. 또한, 프로세서 (28) 는 페이징 채널에서 심볼 에러를 체크한다. 페이징 채널이 단계 49 에서 획득된 경우, 주파수 획득이 완료되고 이동국은 순방향 트래픽 채널을 통해 통신을 수신할 수 있다. 음성 통신을 위해, 복조되고, 디인터리빙되고 컨벌루션하게 디코딩된 프레임으로부터의 데이터는 음성 코더/디코더 (CODEC; 50) 에서 다시 디코딩되어 오디오 출력 신호를 생성한다. 단계 49 에서 성공적인 주파수 획득 이후, 회로 (10) 는 주파수 조정표에 부가적인 데이터 포인트를 부가함으로써 크리스탈 발진기 (11) 를 교정한다.

단계 51 에서, 회로 (10) 는 파일롯, 동기 채널 및 페이징 채널이 획득되었던 중심 주파수에 기초하여 크리스탈 발진기 (11) 의 주파수 에러를 판정한다. 단계 52 에서, 주파수 획득이 완료된 직후, 회로 (10) 는 크리스털 발진기 (11) 의 온도에 근접하는 온도 측정을 다시 획득한다. 그 후, 단계 53 에서, 측정된 온도에서 주파수 에러에 대응하는 주파수 조정표에 데이터 포인트가 부가된다. 예를 들어, 측정된 온도가 -40℃ 이고 주파수 에러가 +6 ppm 에 대응하는 경우, 도 2 의 데이터 포인트 (16) 가 주파수 조정표에 부가된다. 다음으로, 회로 (10) 가 주파수 획득을 수행하는 경우, 이상 곡선 (13) 은 2 개의 데이터 포인트 (15, 16) 에 맞춰질 것이고, 단계 31 에 후속하여 회로 (10) 는 도 2 에 도시된 바와 같이 맞춰진 곡선 (14) 을 참조할 것이다. 그에 의해, 크리스탈 발진기 (11) 의 전체적인 교정이 이동국의 지속적인 이용과 함께 수행되어, 공장에서 수행되어야 하는 교정의 양을 감소시킨다. 이동국 및 크리스탈 발진기 (11) 가 낡아감에 따라 변하는 주파수 에러를 보상하는 진행중인 교정의 부가적인 이점이 존재한다.

판정 단계 40 으로 복귀하여, 회로 (10) 는 이 예에서 파일롯 채널이 획득되 었는지 판정한다. 초기에 시도된 획득은 시작 주파수와 오프셋 주파수의 합과 동일한 제 1 중심 주파수에서 수행되었다. 시작 주파수는 맞춰진 곡선 (32) 으로부터 획득되었고, 오프셋 주파수는 0 으로 세팅되었다. 단계 54 에서, 오프셋 주파수는 제 1 오프셋 값으로 단계화된다. 일 예에서, 제 1 오프셋 값은 1 kHz 이다. 단계 55 에서, 회로 (10) 는 오프셋 주파수가 소정의 허용가능한 회수보다 많이 단계화되었는지 여부를 판정한다. 예를 들어, 허용가능한 단계화의 최대 수는 20 으로 세팅된다. 이러한 경우에, 제 1 중심 주파수 및 오프셋 주파수의 19 개의 단계화를 통해 획득된 19 개의 후속 중심 주파수에서의 시도 이후 파일롯 채널이 획득되지 않는다면, 오프셋 주파수가 20 번째 단계화되어 최대 번호가 도달한 경우 주파수 획득에 있어서 더 이상의 시도는 중단한다. 이러한 경우에, 파일롯 채널 획득 실패가 단계 56 에서 나타난다.

허용가능한 스태핑의 최대 수가 단계 55 에 도달하지 않는 경우, 제 2 중심 주파수가 세팅된다. 제 2 중심 주파수는 시작 주파수와 오프셋 주파수의 합이고, 오프셋 주파수는 현재 제 1 오프셋 값으로 세팅되었다. 파일롯 채널 획득이 제 2 중심 주파수에서 단계 35 에서 반복된다. 이 예에서, 파일롯 채널 획득이 다시 성공적이지 않다. 단계 54 에서, 오프셋 주파수는 제 2 오프셋 값으로 단계화된다. 제 2 오프셋 값은 제 1 오프셋 값의 반대이다. 이 예에서, 제 1 오프셋 값이 1 kHz 로 세팅되어, 제 2 오프셋 값이 -1 kHz 로 세팅된다. 단계 55, 35, 및 40 이 반복된다. 파일롯 채널 획득에서 각각의 연속적인 성공적이지 않은 시도 이후, 오프셋 주파수는 단계화되어 정확한 중심 주파수의 "스피 럴 탐색" 을 수행한다. 그 결과, 이러한 예에서, 주파수 획득은 0, +1, -1, +2, -2, +3, -3 ...(kHz) 인 "스피럴" 시퀀스로 시작 주파수와 오프셋 주파수의 합과 동일한 중심 주파수에서 수행된다. 오프셋 주파수가 항상 -10 kHz 로 단계화되지만, 그 오프셋에서 파일롯 채널 획득이 시도되기 전인 경우, 파일롯 채널 획득 실패는 단계 56 에서 나타난다.

파일롯 채널이 단계 40 에서 성공적으로 획득된 이후, 이 예에서, 동기 채널은 단계 42 에서 획득되지 않는다. 단계 57 에서, 회로 (10) 는 동기 채널을 획득하기 위해 소정의 허용가능한 시도의 수 이상이 이루어졌는지 여부를 판정한다. 얼마나 많은 수의 파일롯 채널 획득이 상이한 오프셋 주파수로 시도되었는지에 관계없이, 동기 채널의 획득 시도는 파일롯 채널이 획득된 이후에만 이루어진다. 동기 채널을 획득하기 위한 시도의 최대 수가 이루어진 경우, 동기 채널 획득 실패가 단계 58 에 나타난다. 단계 57 에서, 동기 채널을 획득하기 위한 시도의 최대 수가 이루어지지 않은 경우, 주파수 획득은 동기 채널 획득이 최종적으로 시도되었던 동일한 오프셋 주파수를 이용하는 단계 35 로 복귀한다. 그 후, 단계 40 의 파일롯 채널 획득 및 단계 42 의 동기 채널 획득이 반복된다.

이 예에서, 파일롯 채널 획득 및 동기 채널 획득이 성공적으로 수행된 경우, 회로 (10) 는 동기 채널 메시지에 포함된 SID 또는 NID 중 하나 (또는 모두) 가 이동국에서 미리 프로그래밍된 값에 매칭하지 않는지 판정한다. 회로 (10) 가 예상치 못한 SID 또는 NID 를 검출한 경우, 회로 (10) 는 단계 59 에서 오프셋 주파수를 범핑한다. 오프셋 주파수는, 단계 54 에서 최종 세팅된 오프셋 주파수와 시작 주파수의 합인, 현재 이용된 중심 주파수에 범핑 오프셋을 부가함으로써 범핑된다 (오프셋 주파수가 단계 54 에서 먼저 세팅되기 전에, 0 의 오프셋 주파수가 이용된다). 통상적으로 벙핑 오프셋은 15 kHz 보다 크다. 이 예에서, 20 kHz 의 범핑 오프셋이 이용된다.

단계 60 에서, 회로 (10) 는 오프셋 주파수가 소정의 허용가능한 회수보다 많이 범핑되었는지 여부를 판정한다. 예를 들어, 최대 허용가능한 범핑의 수는 5 로 세팅될 수도 있다. 통상적으로 최대 허용가능한 범핑의 수는 허용가능한 단계의 수보다 적다. 최대 허용가능한 범핑의 수가 도달되고, 정확한 동기 채널은 획득되지 않은 경우, 주파수 획득에 있어서 더 이상의 시도는 중단된다. 이러한 경우, 동기 채널 획득 실패가 단계 58 에서 나타난다. 단계 60 에서, 범핑의 최대 수가 도달하지 않은 경우, 주파수 획득은 동기 채널 획득이 최종적으로 시도되었던 동일한 오프셋 주파수 (범핑 오프셋을 가진) 를 이용하는 단계 35 로 복귀한다. 그 후, 단계 40 의 파일롯 채널 획득 및 단계 42 의 동기 채널 획득이 반복된다.

파일롯 채널 및 동기 채널이 획득되었고 예상 시스템 식별 정보 (SID 및/또는 NID 와 같은) 가 검출된 이후, 그럼에도 불구하고 페이징 채널은 판정 단계 49 에서 획득되지 않을 수도 있다. 페이징 채널에 대한 복조 프로세스가 파일롯 채널 및 동기 채널에 대한 것보다 더 엄격할 수도 있기 때문에, 페이징 채널 획득에 대한 실패가 발생할 수도 있다. 또한, 인접한 채널 이미지가 동일한 셀룰러 오프레이터에 속하는 CDMA 통신 채널상에서 획득되었던 경우, SID 및/또는 NID 가 예상된 값을 가질 수도 있지만 정확한 페이징 채널은 존재하지 않을 것이다. 회로 (10) 는, 페이징 채널의 프레임-레벨 CRC 값 및 메시지-레벨 CRC 값을 체크함으로써 페이징 채널이 획득되지 않았는지 판정한다. 페이징 채널이 단계 49 에서 획득되지 않은 경우, 회로 (10) 는 단계 59 로 복귀하여 오프셋 주파수를 범핑한다.

도 5 는 주파수 획득이 3 개의 가정적 탐색 런 (61 내지 63) 에서 시도되는 중심 주파수를 도시한다. 도 6 은 "스피럴 탐색" 을 수행하기 위해 도 3 의 단계 54 에서 오프셋 주파수를 단계화하는 단계 (64 내지 75) 의 흐름도이다. 일 실시형태에서, 프로세서 (28) 상에서 동작하는 소프트에어 스택은 도 6 의 단계화 방법을 수행한다. 단계 64 내지 73 은 도 5 의 가정적 탐색 런 (61) 에서 수행된다. 제 1 I 및 Q 샘플이 제 1 중심 주파수에서 추출된 경우 탐색 런 (61) 은 단계 64 와 함께 시작한다. 제 1 중심 주파수는 시작 주파수와 0 에서 세팅되는 오프셋 주파수의 합이다. 회로 (10) 가 제 1 I 및 Q 샘플이 단계 65 에서 소정의 PN 시퀀스과 상관하지 않는 것을 판정한 이후, 회로 (10) 는 단계 66 에서 오프셋 주파수를 제 1 오프셋으로 세팅한다. 단계 67 에서, 제 2 I 및 Q 샘플은 단계 66 에서 세팅된 제 1 오프셋 주파수와 시작 주파수의 합인 제 2 중심 주파수에서 추출된다. 회로 (10) 가 단계 68 에서 제 2 I 및 Q 샘플이 소정의 PN 시퀀스와 상관하지 않는다고 판정한 이후, 회로 (10) 는 단계 69 에서 오프셋 주파수를 제 2 오프셋으로 세팅한다. 제 2 오프셋은 제 1 오프셋의 마이너스 1 배이다. 단계 70 에서, 제 3 I 및 Q 샘플은 단계 69 에서 세팅된 제 오프셋 주파 수와 시작 주파수의 합인 제 3 중심 주파수에서 추출된다. 단계 71 에서, 제 3 I 및 Q 샘플이 소정의 PN 시퀀스와 상관하지 않는다고 판정되어, 오프셋 주파수는 단계 72 에서 제 3 오프셋으로 세팅된다. 제 3 오프셋은 제 1 오프셋의 2 배이다. 단계 73 에서, 제 4 I 및 Q 샘플은 단계 72 에서 세팅된 제 3 오프셋과 시작 주파수의 합인 제 4 중심 주파수에서 추출된다. 단계 74 에서, 회로 (10) 는 제 4 I 및 Q 샘플이 소정의 PN 시퀀스와 상관하는지 판정한다. 단계 75 에서, 회로 (10) 는 제 4 I 및 Q 샘플로부터 파일롯 채널, 동기 채널 및 페이징 채널을 복조한다.

도 5 의 탐색 런 (62) 은 예상하지 않은 SID 또는 NID 를 갖는 동기 채널을 최종적으로 획득하는 스피럴 탐색에서 오프셋 주파수의 단계화를 도시한다. I주파수 대역 76 의 I 및 Q 샘플은 정확한 중심 주파수 (77) 로부터 20 kHz 보다 크게 이격된 중심 주파수에 중심을 둔다. 예상하지 않은 SID 또는 NID 가 검출된 이후, 회로 (10) 는 15 kHz 보다 크게 범핑된 중심 주파수를 갖는 I 및 Q 샘플 (78) 에서 파일롯 채널을 탐색한다. 파일롯 채널이 오프셋 주파수가 범핑된 대역 (78) 으로부터 획득되지 않은 경우, 파일롯 채널은 범핑된 주파수로부터 중심 주파수가 단계화된 대역 (79) 으로부터 최종적으로 획득된다. 탐색 런 (62) 은 또한 오프셋 주파수의 제 1 스탭이 네거티브 주파수 값일 수 있음을 나타낸다.

탐색 런 (63) 은 정확한 중심 주파수 (77) 로부터 충분히 이동된 중심 주파수에서 시작하여, 인접 채널 이미지를 획득한다. 1.2288 MHz-광 CDMA 통신 채널의 정확한 중심 주파수로부터 20 kHz 만큼 오프된 중심 주파수에서의 주파수 획 득은 인접 1.2288 MHz-광 CDMA 통신 채널로부터 이미지의 획득을 유발한다. 이러한 인접 채널 획득은, 예를 들어, 인접 채널의 신호 강도가 획득될 채널의 신호 강도보다 60 dB 이상 더 강한 경우에 발생할 수 있다. 대역 (80) 의 중심 주파수에서, 인접 통신 채널의 파일롯 채널 및 동기 채널이 획득된다. 상이한 CDMA 셀룰러 시스템의 예상하지 않은 SID 가 검출된 경우, 회로 (10) 는 오프셋 주파수를 범핑한다. 대역 (81) 의 범핑된 중심 주파수에서, 정확하지 않은 SID 가 또한 검출된다. 따라서, 회로 (10) 는 중심 주파수를 다시 범핑하고, 제 2 범핑 오프셋은 제 1 범핑 오프셋에서 마이너스 1 배이다. 대역 (82) 의 제 2 범핑된 중심 주파수에서 시작에 있어서, 파일롯 채널, 동기 채널 및 페이징 채널이 획득될 때까지 오프셋 주파수를 단계화함으로써 스피럴 탐색이 수행된다.

도 7 은 주파수 획득이 도 5 에 도시된 것보다 더 큰 주파수 스케일에 걸쳐 시도된 중심 주파수를 도시한다. 3 개의 부가적인 가정적 탐색 런 (83 내지 85) 이 도시되고, 코드 채널이 최종적으로 중심 주파수 (86) 에서 획득된다. 도 7 은 주파수 획득이 시도되는 중심 주파수의 다양한 값을 지정하고, SF 는 시작 주파수를 나타내고, OFFSET 은 오프셋을 나타내고, BUMP 는 범핑 오프셋을 나타낸다. 해싱 원 (hashed circle) 은 인접 채널 이미지가 획득되고 예상하지 않은 SID 또는 NID 가 검출되는 중심 주파수를 나타낸다.

일 실시형태에서, 코드 채널을 획득하고 스피럴 탐색을 수행하는 방법이, 도 3 및 도 6 에서 각각 도시되는 스탭에 대응하는 일련의 명령을 수행하는 프로세서 (28) 와 같은 디지털 프로세싱 장치에서 수행된다. 일 실시형태에서, 이들 명 령은 비휘발성 메모리 (27) 와 같은 데이터 저장 매체상의 로직 구조에 상주한다. 비휘발성 메모리 (27) 는 랜덤 액세스 메모리 (RAM) 와 같은 프로세서-판독가능 매체이다. 프로세서 (28) 는 명령을 수행하기 전에 비휘발성 메모리로부터 명령을 판독한다. 또한, 명령은 반도체 디바이스 또는 다른 적절한 데이터 저장 디바이스상에서 컴퓨터 프로그램 코드의 형태로 구현될 수 있다. 이러한 경우, 명령은 프로세서 (28) 의 하드웨어부로서 구현된다.

본 발명이 설명의 목적을 위해 특정의 지정 실시형태와 연관하여 개시되었지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 주파수 회전기 (37) 와 같은, 회로 (10) 의 특정 컴포넌트가 디지털 이동국 모뎀 (29) 의 일부로서 전술하였지만, 이들 컴포넌트는 RF 아날로스 칩 (30) 의 일부일 수 있다. 대조적으로, RF 아나로그 칩 (30) 의 컴포넌트가 디지털 이동국 모뎀 (29) 에 통합되도록 본 발명이 실시될 수 있다. 회로 (10) 가 중심 주파수를 시프트하기 위해 PLL 및 주파수 회전기를 모두 사용하지만, 도 3 및 도 6 의 방법은 PLL 또는 주파수 회전기만으로 또한 실시될 수 있다. 특정 왈시 함수는 다양한 코드 채널에 할당되는 것으로서 개시된다. 전술한 방법을 이용하는 주파수 획득은 특정 코드 채널에 할당된 특정 직교 코드에 관계없이 수행될 수 있다.

개시된 실시형태의 이전의 설명은 당업자가 본 발명을 제조하거나 이용하게 하기 위해 제공된다. 이들 실시형태에 대한 다양한 변경이 당업자에게 용이하게 명백할 것이고, 본 명세서에서 규정된 일반적인 원리는 본 발명의 사상 또는 범위로부터 벗어나지 않고 다른 실시형태에 적용될 수도 있다. 따라서, 본 발명 은 본 명세서에 도시된 실시형태에 제한되도록 의도되지 않고, 본 명세서에 개시된 원리 및 새로운 특징과 부합하는 최광의 범위에 일치하도록 의도된다.

Claims (27)

1. CDMA 셀룰러 시스템에서 채널을 획득하는 방법으로서,

   (a) 시작 주파수와 0 으로 세팅된 오프셋 주파수의 합인 제 1 중심 주파수에서 파일롯 채널의 획득을 시도하는 단계;

   (b) 상기 파일롯 채널이 획득되지 않았는지 판정하는 단계;

   (c) 상기 오프셋 주파수를 제 1 오프셋으로 세팅하는 단계; 및

   (d) 상기 시작 주파수와 상기 (c) 에서 세팅된 상기 오프셋 주파수의 합인 제 2 중심 주파수에서 상기 파일롯 채널의 획득을 시도하는 단계를 포함하는, 채널 획득 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   (e) 상기 파일롯 채널이 획득되었는지 판정하는 단계; 및

   (f) 상기 제 2 중심 주파수에서 동기 채널의 획득을 시도하는 단계를 더 포함하는, 채널 획득 방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 파일롯 채널은, 소정의 이진 의사 잡음 시퀀스와 상관된 I 및 Q 샘플이 복조된 이후 획득되는, 채널 획득 방법.
4. 제 2 항에 있어서,

   (g) 상기 동기 채널이 획득되지 않았는지 판정하는 단계; 및

   (h) 상기 제 2 중심 주파수에서 상기 파일롯 채널의 획득을 재시도하는 단계를 더 포함하는, 채널 획득 방법.
5. 제 2 항에 있어서,

   (g) 시스템 식별을 포함하는 상기 동기 채널이 획득되었는지 판정하는 단계;

   (h) 상기 시스템 식별이 상기 CDMA 셀룰러 시스템을 식별하지 않는지 판정하는 단계;

   (i) 상기 오프셋 주파수를 상기 제 1 오프셋과 15 kHz 보다 큰 범핑 오프셋의 합인 제 2 오프셋으로 세팅하는 단계; 및

   (j) 상기 시작 주파수와 상기 (i) 에서 세팅된 상기 오프셋 주파수의 합인 제 3 중심 주파수에서 상기 파일롯 채널의 획득을 재시도하는 단계를 더 포함하는, 채널 획득 방법.
6. 제 2 항에 있어서,

   (g) 시스템 식별을 포함하는 상기 동기 채널이 획득되었는지 판정하는 단계;

   (h) 상기 시스템 식별이 상기 CDMA 셀룰러 시스템을 식별하는지 판정하는 단계; 및

   (i) 상기 제 2 중심 주파수에서 페이징 채널의 획득을 시도하는 단계를 더 포함하는, 채널 획득 방법.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 (a) 에서 상기 파일롯 채널의 획득을 시도하는 단계는, 온도를 갖는 크리스탈 발진기를 이용하여 수행되고, 상기 시작 주파수는 상기 크리스탈 발진기의 상기 온도에서의 변화와 함께 변하는, 채널 획득 방법.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 (d) 에서 상기 제 2 중심 주파수에서 상기 파일롯 채널의 획득을 시도하는 단계는 주파수 회전기를 이용하여 수행되는, 채널 획득 방법.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 CDMA 셀룰러 시스템은 IS-95, 1xEV-DO, UMTS, 및 IS-2000 으로 이루어진 그룹으로부터 채택된 기술 표준을 지원하는, 채널 획득 방법.
10. CDMA 셀룰러 시스템에서 주파수 획득의 방법으로서,

    (a) 시작 주파수와 0 으로 세팅된 오프셋 주파수의 합인 제 1 중심 주파수를 갖는 제 1 I 및 Q 샘플을 추출하는 단계;

    (b) 상기 제 1 I 및 Q 샘플이 소정의 이진 시퀀스와 상관하지 않는지 판정하는 단계;

    (c) 상기 오프셋 주파수를 제 1 오프셋으로 세팅하는 단계; 및

    (d) 상기 시작 주파수와 상기 (c) 에서 세팅된 상기 오프셋 주파수의 합인 제 2 중심 주파수를 갖는 제 2 I 및 Q 샘플을 추출하는 단계를 포함하는, 주파수 획득 방법.
11. 제 10 항에 있어서,

    (e) 상기 제 2 I 및 Q 샘플이 상기 소정의 이진 시퀀스와 상관하는 경우, 상기 제 2 I 및 Q 샘플로부터 파일롯 채널, 동기 채널 및 페이징 채널을 복조하는 단계를 더 포함하는, 주파수 획득 방법.
12. 제 10 항에 있어서,

    상기 소정의 이진 시퀀스는 의사 노이즈 시퀀스인, 주파수 획득 방법.
13. 제 10 항에 있어서,

    상기 소정의 이진 시퀀스는 왈시 함수인, 주파수 획득 방법.
14. 제 10 항에 있어서,

    상기 (a) 에서 제 1 I 및 Q 샘플을 추출하는 단계는, 온도를 갖는 크리스탈 발진기를 이용하여 수행되고, 상기 시작 주파수는 상기 크리스탈 발진기의 상기 온도에서의 변화와 함께 변하는, 주파수 획득 방법.
15. 제 10 항에 있어서,

    상기 (d) 에서 상기 제 2 I 및 Q 샘플을 추출하는 단계는 주파수 회전기를 이용하여 수행되는, 주파수 획득 방법.
16. 제 10 항에 있어서,

    (e) 상기 제 2 I 및 Q 샘플이 상기 소정의 이진 시퀀스와 상관하지 않는지 판정하는 단계; 및

    (f) 상기 오프셋 주파수를 상기 제 1 오프셋의 마이너스 1 배인 제 2 오프셋으로 세팅하는 단계를 더 포함하는, 주파수 획득 방법.
17. 제 16 항에 있어서,

    (g) 상기 시작 주파수와 상기 제 2 오프셋으로 세팅된 상기 오프셋 주파수의 합인 제 3 중심 주파수를 갖는 제 3 I 및 Q 샘플을 추출하는 단계;

    (h) 상기 제 3 I 및 Q 샘플이 상기 소정의 이진 시퀀스와 상관하지 않는지 판정하는 단계; 및

    (i) 상기 오프셋 주파수를 상기 제 1 오프셋의 2 배인 제 3 오프셋으로 세팅하는 단계를 더 포함하는, 주파수 획득 방법.
18. 제 10 항에 있어서,

    (e) 동기 채널 메시지를 포함하는 상기 I 및 Q 샘플이 상기 소정의 이진 시퀀스와 상관하는지 판정하는 단계;

    (f) 상기 동기 채널 메시지가 상기 CDMA 셀룰러 시스템을 식별하지 않는지 판정하는 단계; 및

    (g) 상기 오프셋 주파수를 상기 제 1 오프셋과 15 kHz 보다 큰 범핑 오프셋의 합으로 범핑하는 단계를 더 포함하는, 주파수 획득 방법.
19. 시작 주파수와 오프셋 주파수의 합과 동일한 중심 주파수를 갖는 I 및 Q 샘플을 수신하여 복조 상태 신호를 출력하는 복조기;

    프레임을 출력하는 디코더; 및

    상기 프레임 및 상기 복조 상태 신호를 수신하여 주파수 제어 신호를 출력하는 프로세서를 포함하며,

    상기 오프셋 주파수는 상기 주파수 제어 신호에 응답하여 세팅되는, 회로.
20. 제 19 항에 있어서,

    상기 복조기는 상기 I 및 Q 샘플을 의사랜덤 시퀀스와 상관시키고, 상기 복조 상태 신호는 상기 I 및 Q 샘플과 상기 의사랜덤 시퀀스의 상관에 의존한 값을 가지고, 상기 주파수 제어 신호는 상기 복조 상태 신호의 값에 기초한 값을 가지는, 회로.
21. 제 19 항에 있어서,

    상기 복조기는 의사랜덤 시퀀스를 이용하여 I 및 Q 샘플을 역확산시키는, 회로.
22. 제 19 항에 있어서,

    상기 프레임은 CDMA 시스템 식별 번호를 포함하고, 상기 프로세서는 상기 CDMA 시스템 식별 번호가 소정의 번호에 매칭하지 않는지 판정하고, 상기 주파수 제어 신호는 상기 CDMA 시스템 식별 번호가 상기 소정의 번호에 매칭하는 않는지의 판정에 기초한 값을 갖는, 회로.
23. 제 22 항에 있어서,

    상기 CDMA 시스템 식별 번호가 상기 소정의 번호에 매칭하는 않는지의 판정에 기초한 값을 상기 주파수 제어 신호가 갖는 경우, 상기 오프셋 주파수는 15 kHz 보다 큰, 회로.
24. 제 19 항에 있어서,

    상기 주파수 제어 신호에 응답하여 상기 I 및 Q 샘플의 중심 주파수를 조정하는 주파수 회전기를 더 포함하는, 회로.
25. 시작 주파수와 오프셋 주파수의 합과 동일한 중심 주파수를 갖는 I 및 Q 샘 플을 수신하고 복조 상태 신호를 출력하는 복조기; 및

    상기 복조 상태 신호에 기초하여 상기 오프셋 주파수를 조정함으로써 파일롯 채널을 획득하는 수단을 포함하는, 회로.
26. 제 25 항에 있어서,

    상기 I 및 Q 샘플은 온도를 갖는 크리스탈 발진기를 이용하여 RF 반송파로부터 추출되고, 상기 시작 주파수는 상기 크리스탈 발진기의 상기 온도에서의 변화와 함께 변하는, 회로.
27. 제 25 항에 있어서,

    상기 수단은 주파수 회전기를 포함하는, 회로.

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