(57)【要約】【課題】通話容量を低減させない移動局を提供することを目的とする。【解決手段】複数のブランチ１ａ〜１ｎは、移動元基地局からの無線信号を受信するとともに、周辺基地局のサーチを行う。ブランチ動作制御部３は、複数のブランチ１ａ〜１ｎによる周辺基地局のサーチ結果に応じて移動先基地局が検出された後は、ブランチの一部を移動元基地局からの通信を維持するように制御しながら他のブランチを移動先基地局との同期確立を行うように制御し、移動元基地局から受信した信号と移動先基地局から受信した信号との間でダイバーシティ処理を行うように複数のブランチ動作を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なるセル環境でＣＤＭＡ方式により通信を行う移動局において、
移動元基地局からの無線信号を受信するとともに、周辺基地局のサーチを行う複数のブランチと、
前記複数のブランチによる周辺基地局のサーチ結果に応じて移動先基地局が検出された後は、前記ブランチの一部を前記移動元基地局からの通信を維持するように制御しながら他の前記ブランチを前記移動先基地局との同期確立を行うように制御し、前記移動元基地局から受信した信号と前記移動先基地局から受信した信号との間でダイバーシティ処理を行うように前記複数のブランチ動作を制御するブランチ動作制御部と、
を有することを特徴とする移動局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は移動局に関し、特に異なるセル環境でＣＤＭＡ方式により通信を行う移動局に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、移動通信では通話容量拡大のためアナログ移動通信からディジタル移動通信へ移行している。このディジタル移動通信のアクセス形態としては、利用者毎に時間を区切って同一周波数を共有するＴＤＭＡ（時分割多重アクセス）と、スペクトラム拡散通信を用いたＣＤＭＡ（符号分割多重アクセス）とがある。現在は、さらなる通話容量拡大のためＴＤＭＡより加入者を増やせるＣＤＭＡが、次世代移動通信の基幹技術になるものとして注目を集めている。
【０００３】
また、移動局が通信中にセルを越えて移動した場合には通信を継続するために、通信相手の基地局を移動先セルの基地局に切り換える必要がある。この切り換え制御をハンドオフと呼ぶ。
【０００４】
一般のＣＤＭＡでは、隣接するセル間で同一のキャリア周波数を利用できるため、ハンドオフ時はキャリア周波数の同期をとる必要がなく、拡散符号のみ同期をとればよい。したがって、セル境界付近では複数の基地局からの信号を同時に受信することが可能である。このためＴＤＭＡで多元接続していた移動局では実現できなかったソフトハンドオフと呼ばれる機能が実現できる。これは、移動局の移動につれて相対する基地局を切り換える場合にその切り換えを利用者にわからないように瞬時に行うものである。このようなソフトハンドオフは、音声情報のみの通信よりもむしろ、携帯電話などを使ったデータ通信に対して非常に重要なものとなる。
【０００５】
ところが、ＣＤＭＡの多元接続で通信を行う場合は、ある移動局にとって他の移動局のキャリア周波数は干渉となり、この干渉の程度はキャリア周波数の送信電力に依存する。特にマクロセルとマイクロセルをオーバラップさせたアンブレラと呼ばれるセル環境、またはマルチセルのようなセル環境では、この干渉波が目的の電波に比べて非常に強くなる場合がある。例えば、ある移動局に対して目的の基地局は比較的遠方にあり、別のキャリア周波数を送信する基地局が至近距離にある場合などである。このような至近距離からの非希望波は著しいレベルの干渉をもたらす。したがって、このようなセル環境ではキャリア周波数を異なるものにする必要がある。
【０００６】
図１０は、異なるキャリア周波数間のセル環境での従来のソフトハンドオフを説明する図である。ソフトハンドオフを行わない期間は通常モードとし、ソフトハンドオフを行う期間を圧縮モードとする。ソフトハンドオフ期間中の圧縮モードでは、受信データＲＸを通常モードの受信データＲＸよりも１／２に圧縮する。そして、空いた時間で移動先基地局と同期をとってソフトハンドオフを行う。このような時分割処理によって同時通信を可能にしていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記のようなソフトハンドオフでは、拡散率が１／２となるため干渉を受けやすくなる。逆にこれを補うために送信電力を２倍にすると他の移動局に干渉を与えてしまい、結果的に通話容量の低減を伴うといった問題があった。
【０００８】
また、周辺基地局の受信レベルを上記のような時分割処理によって測定しようとすれば通話容量はさらに低減するといった問題があった。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、通話容量を低減させないでソフトハンドオフを可能にする移動局を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明では上記課題を解決するために、図１に示すような異なるセル環境でＣＤＭＡ方式により通信を行う移動局において、移動元基地局からの無線信号を受信するとともに、周辺基地局のサーチを行う複数のブランチ１ａ〜１ｎと、複数のブランチ１ａ〜１ｎによる周辺基地局のサーチ結果に応じて移動先基地局が検出された後は、ブランチの一部を移動元基地局からの通信を維持するように制御しながら他のブランチを移動先基地局との同期確立を行うように制御し、移動元基地局から受信した信号と移動先基地局から受信した信号との間でダイバーシティ処理を行うように複数のブランチ動作を制御するブランチ動作制御部３と、を有することを特徴とする移動局が提供される。
【００１０】
ここで、複数のブランチ１ａ〜１ｎは、移動元基地局からの無線信号を受信するとともに、周辺基地局のサーチを行う。ブランチ動作制御部３は、複数のブランチ１ａ〜１ｎによる周辺基地局のサーチ結果に応じて移動先基地局が検出された後は、ブランチの一部を移動元基地局からの通信を維持するように制御しながら他のブランチを移動先基地局との同期確立を行うように制御し、移動元基地局から受信した信号と移動先基地局から受信した信号との間でダイバーシティ処理を行うように複数のブランチ動作を制御する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の移動局は、複数のブランチにより、移動元基地局からの無線信号を受信するとともに、周辺基地局のサーチを行い、サーチ結果より移動先基地局を検出し、移動先基地局の検出後は、ブランチの一部を移動元基地局からの通信を維持するように制御しながら他のブランチを移動先基地局との同期確立を行うように制御し、移動元基地局から受信した信号と移動先基地局から受信した信号との間でダイバーシティ処理を行う構成とした。これにより、ブランチにより周辺基地局のサーチを行い、移動先基地局との同期確立後は、移動元基地局と移動先基地局との間でダイバーシティ処理を行うことで、有限の電力を複数の移動局で共用する無線通信システムにおいて、同時に使用できる移動局の数を減らすことなく効率よく運用することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は移動局の原理図である。複数のブランチ１ａ〜１ｎは、基地局からの無線信号を受信して独立に動作する。ブランチ動作制御部３は、周辺基地局からの信号の受信レベルより移動先基地局を検出し、移動先基地局の検出後は、ブランチ１ａ〜１ｎの一部を移動元基地局からの通信を維持するように制御しながら他のブランチを移動先基地局の拡散符号とキャリア周波数との同期確立を行うように制御し、同期確立後は移動元基地局との通信を解除する。
【００１３】
次に２系統のブランチを持つ移動局の実施の形態について説明する。図２は２系統のブランチをもつ移動局の構成図である。移動局は２系統のブランチ１０、２０を持つ。ブランチ動作制御部３０は、ブランチ１０、２０の動作制御を行う。ダイバーシティ合成部４０は、ブランチ１０、２０で復調された復調信号を受信して、ダイバーシティ合成を行う。選択部５０は、ブランチ動作制御部３０からの指示を受けて、ダイバーシティ合成部４０の出力であるダイバーシティ合成信号、あるいはブランチ１０、２０のいずれか一方のみで復調された復調信号を選択する。ベースバンド信号処理部６０は、選択部５０で選択されたダイバーシティ合成信号、あるいはブランチ１０、２０のいずれか一方のみで復調された復調信号からベースバンド信号を再生し、このベースバンド信号から移動先基地局の情報をブランチ動作制御部３０に送信する。
【００１４】
次に、動作について説明する。ブランチ１０、２０は独立に動作する。ブランチ動作制御部３０は、このブランチ１０、２０の動作制御を行う。ブランチ１０、２０はともに通信用の周辺基地局のパワーを測定するための複数の相関器をもち、この相関器を用いて周辺基地局の受信レベルを測定し、最大受信レベルの基地局である移動先基地局を検出する。また、ここでの受信レベルの測定は周期的に行われる。
【００１５】
移動先基地局の検出後は、ブランチ１０、２０の一方を移動元基地局からの通信を維持するように制御しながらブランチ１０、２０の他方を移動先基地局の拡散符号とキャリア周波数との同期確立を行うように制御する。そして、同期確立後は移動元基地局との通信を解除して、ブランチ１０、２０の両方でダイバーシティ受信を行って、移動先基地局と通信を再開するようにする。
【００１６】
さらにダイバーシティ合成部４０は、ブランチ１０、２０の両方でダイバーシティ受信を行った場合にブランチ１０、２０内で復調した復調信号のダイバーシティ合成を行ってダイバーシティ合成信号を出力する。選択部５０は、このダイバーシティ合成信号、あるいはダイバーシティ受信を行わずにブランチ１０、２０の一方のみで受信して復調された復調信号、のいずれかをブランチ動作制御部３０からの指示により選択する。ベースバンド信号処理部６０は、選択部５０で選択されたダイバーシティ合成信号、あるいはブランチ１０、２０の一方のみで復調された復調信号からベースバンド信号を再生する。そして、このベースバンド信号から得た移動先基地局の情報をブランチ動作制御部３０に送信する。
【００１７】
次に、移動局の構成について図３を用いて詳しく説明する。図３は、移動局の詳細構成図である。アンテナ１１は、基地局からの無線信号を受信する。シンセサイザ１２は、基地局が変調を行う際に用いたキャリア周波数をブランチ動作制御部３０から設定され、出力する。受信機１３は、アンテナ１１で受信した無線信号にシンセサイザ１２からのキャリア周波数を乗算して周波数変換を行う。スペクトラム拡散復調部１４は、周波数変換後の中間周波数出力に対してスペクトラム拡散復調を行う。また、スペクトラム拡散復調部１４は、周辺基地局の受信レベルの測定、あるいは拡散符号及びキャリア周波数の同期確立を行うための制御信号をブランチ動作制御部３０から受信する。さらにスペクトラム拡散復調部１４で復調された復調信号は、ダイバーシティ合成部４０、選択部５０へ送信される。ブランチ２０の構成も同様なので説明は省略する。
【００１８】
また、スペクトラム拡散復調部１４、２４は、拡散符号の同期確立を行う図示していないＤＬＬ（Delay Locked Loop)と、キャラクタ周波数の同期確立を行う図示していないＡＦＣ（Auto Frequency Controller)とを含む。
【００１９】
ダイバーシティ合成部４０は、ブランチ１０、２０からの復調信号を受信して、ダイバーシティ合成を行う。すなわち、ダイバーシティ合成部４０では、スペクトラム拡散復調部１４、２４で復調された２つの復調信号との位相差を検出して、この位相差を表す位相比較電圧を発生させる。そして、この位相比較電圧にもとづいて一方の復調信号を適切に移相させて２つの復調信号を同相状態にして合成し、ダイバーシティ合成信号を生成する。
【００２０】
選択部５０は、ブランチ動作制御部３０からの指示を受けて、このダイバーシティ合成信号、あるいはスペクトラム拡散復調部１４、２４のいずれか一方のみで復調された復調信号を選択する。ベースバンド信号処理部６０は、選択部５０で選択されたダイバーシティ合成信号、あるいはスペクトラム拡散復調部１４、２４のいずれか一方のみで復調された復調信号からベースバンド信号を再生し、このベースバンド信号から移動先基地局の情報をブランチ動作制御部３０に送信する。そして、ベースバンド信号は、図示していない音声処理を行う音声コーデックなどへ送信されて処理される。
【００２１】
次に移動局を用いて、異なるキャリア周波数セル間でソフトハンドオフを行うセル環境について説明する。図４は、異なるキャリア周波数セル間でソフトハンドオフが行われるセル環境を示す概念図である。セル環境として、セル２００、３００が配置されている。移動局１００は、セル２００からセル３００へ移動するものとして、セル２００には移動元基地局２０１、セル３００には移動先基地局３０１が配置される。また、無線回線制御局４００は、移動元基地局２０１及び移動先基地局３０１と接続して無線回線制御を行う。
【００２２】
次に、図４で説明したセル環境での移動局１００の動作について説明する。移動局１００がセル２００に存在して通信を行う場合は、移動局１００と移動元基地局２０１間で拡散符号Ｃ及びキャリア周波数ｆ１との同期が確立されて通信が行われる。また、移動局１００は周期的に受信レベルを測定しており、セル３００に近づくにつれ、最大受信レベルの基地局である移動先基地局３０１を検出する。移動局１００は、移動元基地局２０１との通信を維持しながら、移動先基地局３０１と拡散符号Ｃ及びキャリア周波数ｆ２との同期捕捉を行い、同期が確立すると、移動元基地局２０１との通信を解除し、移動先基地局３０１に対して通信を再開する。
【００２３】
次に、移動局１００の動作について図５、図６を用いてさらに詳しく説明する。図５と図６は、移動局１００の動作を説明するためのシーケンス図である。なお、最大受信レベルを検知するブランチをブランチ２０とする。そして、ソフトハンドオフ時、移動元基地局２０１と通信を維持するブランチをブランチ１０、移動先基地局３０１と同期捕捉を行うブランチをブランチ２０とする。
【００２４】
〔Ｓ１〕ブランチ動作制御部３０は、シンセサイザ１２、２２に対して移動元基地局２０１用のキャリア周波数ｆ１を設定する。
〔Ｓ２〕ブランチ動作制御部３０は、スペクトラム拡散復調部１４、２４に対して周辺基地局の受信レベルの測定を周期的に指示する。
【００２５】
〔Ｓ３〕ブランチ動作制御部３０は、選択部５０にダイバーシティ合成信号を選択するように指示する。
〔Ｓ４〕スペクトラム拡散復調部１４、２４は、移動元基地局２０１からの受信レベル低下情報をブランチ動作制御部３０へ通知する。
【００２６】
〔Ｓ５〕ベースバンド信号処理部６０は、移動先基地局３０１の情報を受信して、この情報である拡散符号Ｃとキャリア周波数ｆ２とをブランチ動作制御部３０に通知する。また、この時点でソフトハンドオフが開始する。
【００２７】
〔Ｓ６〕ブランチ動作制御部３０は、キャリア周波数ｆ２をシンセサイザ２２に設定する。
〔Ｓ７〕ブランチ動作制御部３０は、選択部５０にブランチ１０で復調した復調信号を選択するように指示する。
【００２８】
〔Ｓ８〕ブランチ動作制御部３０は、スペクトラム拡散復調部２４に拡散符号Ｃを通知し、スペクトラム拡散復調部２４は移動先基地局３０１との同期捕捉を開始する。
〔Ｓ９〕スペクトラム拡散復調部２４は、同期確立完了後、同期確立完了通知をブランチ動作制御部３０へ通知する。
【００２９】
〔Ｓ１０〕ブランチ動作制御部３０は、選択部５０にブランチ２０で復調した復調信号を選択するように指示する。
〔Ｓ１１〕ブランチ動作制御部３０は、スペクトラム拡散復調部１４に移動先基地局３０１との同期情報を通知する。
【００３０】
〔Ｓ１２〕ブランチ動作制御部３０は、シンセサイザ１２にキャリア周波数ｆ２を設定する。
〔Ｓ１３〕スペクトラム拡散復調部１４は、同期確立完了後、ブランチ動作制御部３０に同期確立完了通知を行う。
【００３１】
〔Ｓ１４〕ブランチ動作制御部３０は、選択部５０にダイバーシティ合成信号を選択するように指示する。また、この時点でハンドオフが終了する。
なお上記の説明では、移動元基地局２０１との通信解除後は、ブランチ１０、２０でダイバーシティ受信を行ったが、ダイバーシティ受信を行わずにブランチ１０、２０のいずれか一方で移動先基地局３０１との通信を再開してもよい。この場合は、ダイバーシティ合成部４０と選択部５０とを設ける必要はなく、ベースバンド信号処理部６０は、ブランチ１０、２０の一方のみで復調された復調信号からベースバンド信号を再生して通信を再開すればよい。
【００３２】
以上説明したように、移動局１００は、ブランチ動作制御部３０で２系統のブランチ１０、２０を独立に動作制御して、複数の相関器を用いて周辺基地局の受信レベルを測定し、最大受信レベルの基地局である移動先基地局３０１を検出した後、ブランチ１０で移動元基地局２０１との通信を維持し、ブランチ２０で移動先基地局３０１との同期確立をし、同期確立後はダイバーシティ受信を行う構成とした。これにより、通話容量が低減せずにソフトハンドオフを行うことが可能になる。
【００３３】
次にソフトハンドオフ方法について説明する。図７はソフトハンドオフ方法の処理手順を示すフローチャートである。
〔Ｓ２０〕移動局１００は、移動先基地局３０１を検出する。移動局１００が移動先基地局３０１を検出する場合は、周辺基地局の無線信号レベルを測定して、最大受信レベルの基地局を移動先基地局３０１とする。
【００３４】
〔Ｓ２１〕移動局１００は、無線回線制御局４００にソフトハンドオフ要求を通知する。
〔Ｓ２２〕無線回線制御局４００は、ソフトハンドオフ要求と拡散符号とを移動先基地局３０１に通知する。
【００３５】
〔Ｓ２３〕移動先基地局３０１は、移動局１００との回線を接続するために拡散符号とキャリア周波数との送信及び移動局１００との受信準備を行う。
〔Ｓ２４〕移動局１００は、移動先基地局３０１からの拡散符号とキャリア周波数とを受信するために複数のブランチを独立に動作させて、一部のブランチは移動元基地局２０１との接続を維持し、他のブランチは移動先基地局３０１との接続を開始する。
【００３６】
〔Ｓ２５〕他のブランチで移動先基地局３０１からの拡散符号とキャリア周波数との同期確立後、移動先基地局３０１にその旨を通知すると同時に移動局１００のダイバーシティ受信を復帰させる。
【００３７】
〔Ｓ２６〕移動先基地局３０１は、同期が確立したことを無線回線制御局４００に通知する。
〔Ｓ２７〕無線回線制御局４００は、移動元基地局２０１へ移動局１００との接続解除を通知する。
【００３８】
次にソフトハンドオフ方法についてさらに詳しく説明する。図８、図９はソフトハンドオフ方法を説明する詳細シーケンス図である。なお、ソフトハンドオフ時、移動元基地局２０１と通信を維持するブランチをブランチ１０、移動先基地局３０１と同期捕捉を行うブランチをブランチ２０とする。
【００３９】
〔Ｓ３０〕移動元基地局２０１は、周辺基地局の拡散符号及びキャリア周波数を移動局１００に通知する。
〔Ｓ３１〕移動局１００は、この通知を受信することによって周辺基地局の受信レベルをサーチし、ソフトハンドオフを開始する。すなわち移動局１００は、周期的にブランチ１０、２０を独立に動作させて一方のブランチで周辺基地局からの受信レべルを順次測定する。
【００４０】
〔Ｓ３２〕移動局１００は、移動元基地局２０１の受信レベルがあらかじめ設定してあるしきい値よりも低いかどうかを判断する。
〔Ｓ３３〕移動局１００は、最大受信レベルの基地局を検出し、この基地局を移動先基地局３０１とする。ここでは、ブランチ２０で最大受信レベルの基地局を検出したとする。
【００４１】
〔Ｓ３４〕移動局１００は、移動元基地局２０１にソフトハンドオフ要求を通知する。
〔Ｓ３５〕移動局１００は、移動元基地局２０１に移動先基地局３０１の識別番号を通知する。
【００４２】
〔Ｓ３６〕移動元基地局２０１は、移動局１００から通知を受けたソフトハンドオフ要求と移動先基地局３０１の識別番号とを無線回線制御局４００に通知する。
〔Ｓ３７〕無線回線制御局４００は、ソフトハンドオフ要求と移動局１００に割り当てられた拡散符号とを移動先基地局３０１に通知する。
【００４３】
〔Ｓ３８〕移動局１００ではブランチ１０及びブランチ２０が独立に動作する。
〔Ｓ３９〕移動先基地局３０１は、移動局１００との回線を接続するために拡散符号とキャリア周波数との送信及び移動局１００からの受信準備を行う。
【００４４】
〔Ｓ４０〕移動先基地局３０１は、同期信号である拡散符号とキャリア周波数とを移動局１００に送信する。
〔Ｓ４１〕ブランチ１０は移動元基地局２０１との接続を維持し、ブランチ２０は移動先基地局３０１との同期捕捉を開始する。
【００４５】
〔Ｓ４２〕無線回線制御局４００は、移動元基地局２０１を経由して、移動局１００にブランチ１０での接続維持を通知する。
〔Ｓ４３〕移動局１００では、ブランチ２０での同期確立が完了する。
【００４６】
〔Ｓ４４〕移動先基地局３０１では、移動局１００から移動先基地局３０１への上り回線の同期確立が完了する。
〔Ｓ４５〕移動局１００は、移動先基地局３０１から移動局１００への下り回線の同期確立の完了を移動先基地局３０１へ通知する。
【００４７】
〔Ｓ４６〕移動先基地局３０１は、移動局１００との同期確立が完了したことを無線回線制御局４００に通知する。
〔Ｓ４７〕移動局１００は、ダイバーシティ受信を開始する。
【００４８】
〔Ｓ４８〕無線回線制御局４００は、移動元基地局２０１に移動局１００との接続解除及び移動局１００への無線信号送信停止の通知を行う。この時点でソフトハンドオフは終了する。
【００４９】
以上説明したようにソフトハンドオフ方法は、移動局１００内の２系統のいずれかのブランチ１０、２０で周辺基地局の受信レベルの測定を行って移動先基地局３０１を検出した後、ブランチ１０で移動元基地局２０１との接続を維持し、ブランチ２０で移動先基地局３０１との同期確立をし、同期確立後はダイバーシティ受信を行うようにした。これにより、通話容量が低減せずにソフトハンドオフを行うことが可能になる。
【００５０】
なお、上記の説明では、２系統のブランチについて説明したが、３以上の系統にも本発明は適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】移動局の原理図である。
【図２】２系統のブランチを持つ移動局の構成図である。
【図３】移動局の詳細構成図である。
【図４】異なるキャリア周波数セル間でソフトハンドオフが行われるセル環境を示す概念図である。
【図５】移動局の動作を説明するシーケンス図である。（その１）
【図６】移動局の動作を説明するシーケンス図である。（その２）
【図７】ソフトハンドオフ方法の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】ソフトハンドオフ方法を説明する詳細シーケンス図である。（その１）
【図９】ソフトハンドオフ方法を説明する詳細シーケンス図である。（その２）
【図１０】異なるキャリア周波数間のセル環境での従来のソフトハンドオフを説明する図である。
【符号の説明】
【００５２】
１ａ、１ｎ  ブランチ
３  ブランチ動作制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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