(57)【要約】セルラー通信システムにおける改良セル検出方法及び装置では、受信信号と１次及び２次同期信号の双方と相関が取られる。１次及び２次同期検出からの結果は、新しいセルが検知されたか否かを判定するのに用いられる。セル検出工程中に２次同期信号を含めることによって、セル検出の誤り率を、検出能力を維持しつつ減少させることができる。また、ユーザ端末にとってより長い待機時間を達成することができる。
2005522908.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信システムにおけるセル検出方法であって、
通信信号を受信する工程と、
前記受信信号を１次同期信号と相関させて、１次検出信号を生成する工程と、
前記受信信号を２次同期信号と相関させて、２次検出信号を生成する工程と、
前記１次及び２次検出信号に基づいて新しいセルを検出する工程と、
を備えることを特徴とするセル検出方法。
【請求項２】
さらに、前記１次検出信号から判定変数を決定する工程と、
前記判定変数を第１の閾値と比較する工程と、
前記２次検出信号を用いて、前記判定変数が前記第１の閾値よりも大きい場合に新しいセルが検知されたか否かを判断する工程と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載のセル検出方法。
【請求項３】
さらに、前記１次検出信号から判定変数を決定する工程と、
前記判定変数を第１の閾値と比較する工程と、
前記判定変数を第２の閾値と比較する工程と、
前記２次検出信号を用いて、前記判定変数が第１の閾値よりも小さく、第２の閾値よりも大きい場合に、新しいセルが検知されたか否かを判断する工程と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載のセル検出方法。
【請求項４】
さらに、前記判定変数が前記第２の閾値よりも小さい場合には、新しいセルは検知されなかったと判断する工程を備えることを特徴とする請求項３に記載のセル検出方法。
【請求項５】
さらに、前記判定変数に対応する最適時間遅延を決定する工程を備えることを特徴とする請求項３に記載のセル検出方法。
【請求項６】
前記判定変数は、複数の選択された時間遅延について前記１次検出信号の最大値から決定されることを特徴とする請求項５に記載のセル検出方法。
【請求項７】
前記２次検出信号を用いて新しいセルが検知されたか否かを判断する工程は、さらに、
前記２次検出信号の値を複数の組であって、それぞれの組が少なくとも１つの関連する時間遅延を有している組にグルーピングする工程と、
前記最適時間遅延が複数の組のうち特定の組に関連する場合に、新しいセルが検知されたと判断する工程と、
を備えることを特徴とする請求項５に記載のセル検出方法。
【請求項８】
さらに、各組について、前記組における前記値の合計を決定する工程を有し、
前記特定の組は、前記合計の最大値を有する複数の組の１つの組を備えていることを特徴とする請求項７に記載のセル検出方法。
【請求項９】
さらに、前記相関がとられた受信信号と１次同期信号を所定数の送信期間について積算し、前記１次検出信号を生成する工程を備えることを特徴とする請求項１に記載のセル検出方法。
【請求項１０】
さらに、前記相関がとられた受信信号と２次同期信号を所定数の送信期間について積算し、前記２次検出信号を生成する工程を備えることを特徴とする請求項１に記載のセル検出方法。
【請求項１１】
さらに、前記１次及び２次検出信号を用いて判定変数を決定する工程と、
前記判定変数を第１の閾値と比較する工程と、
前記判定変数が前記第１の閾値よりも大きい場合に新しいセルが検知されたことを示す工程と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載のセル検出方法。
【請求項１２】
前記通信システムは、ＷＣＤＭＡシステムであることを特徴とする請求項１に記載のセル検出方法。
【請求項１３】
通信システムにおけるセル検出方法であって、
通信信号を受信する工程と、
前記受信信号を１次同期信号と相関させて、１次検出信号を生成する工程と、
前記受信信号を２次同期信号と相関させて、２次検出信号を生成する工程と、
前記１次検出信号から判定変数を決定する工程と、
前記判定変数と第１の閾値とを比較する工程と、
前記判定変数が前記第１の閾値よりも大きい場合に新しいセルが検知されたと判断する工程と、
前記判定変数が前記第１の閾値より小さい場合に、前記判定変数を第２の閾値と比較する工程と、
前記２次検出信号を用いて、前記判定変数が前記第１の閾値よりも小さく、前記第２の閾値よりも大きい場合に、新しいセルが検知されたか否かを判断する工程と、
を備えることを特徴とするセル検知方法。
【請求項１４】
さらに、前記判定変数が前記第２の閾値よりも小さい場合には、新しいセルが検知されなかったことを示す工程を備えることを特徴とする請求項１３に記載のセル検知方法。
【請求項１５】
さらに、前記判定変数に対応した最適時間遅延を決定する工程を備えることを特徴とする請求項１３に記載のセル検出方法。
【請求項１６】
前記判定変数は、複数の選択時間遅延についての前記１次検出信号の最大値から決定されることを特徴とする請求項１５に記載のセル検出方法。
【請求項１７】
前記２次検出信号を用いて新しいセルが検知されたか否かを判断する工程は、さらに、
前記２次検出信号値を複数の組であって、各組が少なくとも１つの関連時間遅延を有する組に分類する工程と、
前記最適時間遅延が前記複数の組のうちの特定の組に関連している場合に、新しいセルが検知されたと判断する工程と、
を備えることを特徴とする請求項１５に記載のセル検出方法。
【請求項１８】
さらに、多数の伝送期間について、前記相関が取られた受信信号と１次同期信号とを積算して、前記１次検出信号を生成する工程を備えることを特徴とする請求項１３に記載のセル検出方法。
【請求項１９】
さらに、所定数の伝送期間について、前記相関が取られた受信信号と２次同期信号とを積算して、前記２次検出信号を生成する工程を備えることを特徴とする請求項１３に記載のセル検出方法。
【請求項２０】
通信システムにおけるセル検出装置であって、
通信信号を受信するフロントエンド受信機と、
前記受信信号を１次同期信号と相関を取り、１次検出信号を生成する１次同期チャンネル相関器と、
前記受信信号を２次同期信号と相関を取り、２次検出信号を生成する２次同期チャンネル相関器と、
前記１次検出信号と２次検出信号とを用いて、新しいセルが検知されたか否かを判断する検出器と、
を備えることを特徴とするセル検出装置。
【請求項２１】
さらに、前記１次検出信号から判定変数を決定する１次同期積算器を備え、
前記検出器は、前記判定変数を第１の閾値と比較する制御部を有し、前記２次検出信号を用いて、前記判定変数が前記第１の閾値よりも大きい場合に新しいセルが検知されたか否かを判断する、ことを特徴とする請求項２０に記載のセル検出装置。
【請求項２２】
さらに、前記１次検出信号から判定変数を決定する１次同期積算器を備え、
前記検出器は、前記判定変数を第１の閾値及び第２の閾値と比較する制御部を有し、前記２次検出信号を用いて、前記判定変数が第１の閾値よりも小さく、第２の閾値よりも大きい場合に、新しいセルが検知されたか否かを判断する、ことを特徴とする請求項２０に記載のセル検出装置。
【請求項２３】
さらに、前記判定変数に対応する最適時間遅延を決定する最大値検出器を備えることを特徴とする請求項２２に記載のセル検出装置。
【請求項２４】
前記判定変数は、複数の選択時間遅延についての前記１次検出信号の最大値から決定されることを特徴とする請求項２３に記載のセル検出装置。
【請求項２５】
前記検出器は、さらに、
前記２次信号の値を複数の組であって、各組が少なくとも１つの関連時間遅延を有している組に分類する２次同期検出器と、
前記最適時間遅延が前記複数の組のうち特定の組と関連する場合に、新しいセルが検知されたと決定するコンパレータと、
を備えることを特徴とする請求項２３に記載のセル検出装置。
【請求項２６】
前記１次同期チャンネル相関器は、整合フィルタであることを特徴とする請求項２０に記載のセル検出装置。
【請求項２７】
前記２次同期チャンネル相関器は、整合フィルタであることを特徴とする請求項２０に記載のセル検出装置。
【請求項２８】
さらに、多数の伝送期間について、前記相関が取られた受信信号と１次同期信号とを積算して、前記１次検出信号を生成する１次同期積算器を備えることを特徴とする請求項２０に記載のセル検出装置。
【請求項２９】
さらに、多数の伝送期間について、前記相関が取られた受信信号と２次同期信号とを積算して、前記２次検出信号を生成する２次同期積算器を備えることを特徴とする請求項２０に記載のセル検出装置。
【請求項３０】
前記検出器は、さらに、
前記１次検出信号と２次検出信号とを用いて判定変数を決定する制御部と、
前記判定変数を第１の閾値と比較し、前記判定変数が前記第１の閾値よりも大きい場合に、新しいセルが検知されたことを示す、コンパレータと、
を備えることを特徴とする請求項２０に記載のセル検出装置。
【請求項３１】
前記通信システムは、ＷＣＤＭＡシステムであることを特徴とする請求項２０に記載のセル検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、基地局同期用に少なくとも２つの同期信号を用いる移動体無線システムにおける、端末によるセル検出に関する。
【背景技術】
【０００２】
符号分割多重接続（ＣＤＭＡ）通信技術が開発され、多くのユーザが少ない無線通信リソースを共有することができるようになった。一般的なＣＤＭＡ技術では、各ユーザ端末には、ユニークなコード列が割り当てられて、それは情報信号を符号化するのに用いられる。ユーザ端末のコード列を知っていれば、受信者は、受信信号を復号化し、元の情報信号を再生することができる。変調中にユニークなコード列を用いると、結果的にスペクトラル拡散信号になる送信された信号のスペクトラムを拡張することになる。送信される信号のスペクトラル拡散によって、ＣＤＭＡの多重接続可能性が上がるのである。
【０００３】
複数のユーザが同時にスペクトル拡散信号を送信したとしても、各ユーザがユニークなコードを有し、コード間の相互相関が充分低ければ、受信者は依然として特定ユーザの信号を識別することができるものである。理想的には、その相互相関はゼロであるべきである。即ち、各コードは、コード空間では直交してるべきものである。受信信号を特定のユーザからのコード信号と相関を取ると、その特定のユーザからの情報信号を逆拡散することになり、一方、他のユーザからの信号は、そのチャンネルバンド幅上で拡散されたままになっている。
【０００４】
ワイドバンドＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ）で知られているように、ＣＤＭＡ技術の改良が世界中の多くの組織でなされてきている。これらＷＣＤＭＡの取り組みのうち最も有名なのが第三世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）のそれである。ＷＣＤＭＡで提供される利点の幾つかには、増加されるバンド幅及びビットレートのサポート、及びパケットデータ通信や他のサービスの対策（provisions）が含まれている。ＷＣＤＭＡシステムでは、ユーザ装置（ＵＥ）と呼ばれている移動体端末が、それぞれ特定のコールを提供する１以上の基地局と通信する。
【０００５】
ＷＣＤＭＡシステムのような通信システムにおける移動体端末にとって重要な検討は、待機時間である。待機時間を増加させるために、使用時ではなく端末がオンとなっているときの電力消費は極力少なくしなければならない。電力消費は、端末非使用時には、信号処理回路のように、端末の一部の電源をオフにすることによって減少させることができる。
【非特許文献１】OESTERGAARD NIELSEN A ET AL: 'WCDMA INITIAL CELL SEARCH' VTC 2000-FALL. IEEE VTS 52ND. VEHICULAR TECHNOLOGY CONFERENCE. BOSTON, MA, SEPT. 24-28, 2000, IEEE VEHICULAR TECHNOLOGY CONFERENCE, NEW YORK, NY: IEEE, US, vol. 1 OF 6. CONF. 52,24 SEPTEMBER 2000(2000-09-24), pages 377-383, ISBN: 0-7803-6508-9
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、端末における待機時間を限定する主要な要素は、待機中、端末がページングメッセージのような信号をモニターしたり、近くのセルの信号強度測定のような信号測定を実行する必要性である。別の重要だが電力を必要とする工程として、セルサーチ或いはセル検出の工程が挙げられる。この工程は、端末に近い新しいセルをサーチすることを含むものである。誤ったセル検出によって、移動体端末の不必要な電力消費につながるし、電力消費の増加及び待機時間の減少に寄与するものとなってしまう。本発明は、誤ったセルの検出率を減少させ、検出動作の改善を図るセル検出の改良方法を提供するものである。また、端末の待機時間をより長くすることができるようにもなる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、セルラー通信システムにおける改良されたセル検出の方法及び装置からなるものである。本発明の一実施形態による方法は、受信信号を１次同期信号と２次同期信号の両方と相関させる工程を有する。１次及び２次同期検出からの結果は、新しいセルが発見されたか否かを変段するために用いられる。また、セル検出工程に２次同期信号を含めることによって、セル検出の誤り率を減少させることができると共に、検出能力を維持することができる。また、ユーザ端末の待機時間をより長くすることもできる。
【０００８】
本発明の別の実施形態による方法は、受信信号を１次同期信号と２次同期信号の両方と相関させる工程を有する。決定変数は、１次検出信号から判断され、第１の閾値と比較される。決定変数が第１の閾値よりも大きい場合には、新しいセルが発見されたと判断される。決定変数が第２の閾値よりも小さい場合には、決定変数は第２の閾値と比較される。決定変数が第１の閾値よりも小さく第２の閾値よりも大きい場合には、２次同期信号が新しいセルが発見されたかを判定するのに用いられる。
【０００９】
さらに本発明の別の実施形態における装置は、通信信号を受信するフロントエンド受信機と、受信信号を１次同期信号と相関させて１次検出信号を生成する１次同期チャンネル相関器と、受信信号を２次同期信号と相関させて２次検出信号を生成する２次同期チャンネル相関器とを有する。その装置はさらに、１次及び２次検出信号を用いて新しいセルが発見されたか否かを判定する検出器を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明について図面を参照して説明する。ここで、同様の参照文字は全図面に亘って同様の又は類似の部分を示している。図１を参照すると、従来の無線ＷＣＤＭＡ通信システム１００が示されている。ユーザ装置（ＵＥ）１０５、即ち移動局は、１以上の基地局１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃと通信を実行する。各基地局１１０ａ、１１０ｂ及び１１０ｃは、セル１１５ａ、１１５ｂ及び１１５ｃとして参照される各サービスエリアを提供する。各基地局１１０ａ、１１０ｂ及び１１０ｃは、無線ネットワークのハンドオーバ判定及び他の機能を司る無線ネットワーク制御局（ＲＮＣ）１２０に接続されている。また、ＲＮＣ１２０は、ＷＣＤＭＡネットワークから別のネットワーク、例えば公衆回線電話網（ＰＳＴＮ）、又は例えばＣＤＭＡやＧＳＭシステムのような他の無線接続技術の基地局に接続する、コアネットワーク（ＣＮ）１２５に接続することができる。
【００１１】
ユーザ装置（ＵＥ）１０５は、現在セル１１５ａ中の特定の基地局１１０ａと関連付けられているが、その関連基地局１１０ａ及び隣接した基地局１１０ｂ及び１１０ｃからのパイロット信号の信号強度を監視している。ユーザ装置（ＵＥ）１０５が現在、現セル１１５ａから隣のセル１１５ｂにローミングしている場合には、基地局１１０ａは、各基地局１１０ａ及び１１０ｂからのパイロット信号の相対的強度に基づいて、ユーザ装置（ＵＥ）１０５を隣の基地局１１０ｂにハンドオフする。ユーザ装置（ＵＥ）１０５が隣接基地局１１０ａ、１１０ｂ及び１１０ｃからの信号の有無を監視するという工程は、セルサーチと呼ばれている。セルサーチは、ユーザ装置（ＵＥ）１０５のアクティブ及びアイドルモードの双方で実行される。
【００１２】
図２を参照すると、ＷＣＤＭＡシステムにおけるセルサーチを容易にするために用いられる、従来の通信チャンネル用フレーム及びスロット構造が示されている。ＷＣＤＭＡシステムにおけるセルサーチを容易にするために、１次同期チャンネル（Ｐ−ＳＣＨ）、２次同期チャンネル（Ｓ−ＳＣＨ）及び共通パイロットチャンネル（ＣＰＩＣＨ）２１５が用いられる。各１０ｍｓのフレームは、１５個のスロットに分割され、それぞれの長さが２５６０チップとなっている。Ｐ−ＳＣＦ２０５は、フレームの各スロットにおいて一回送信される長さ２５６チップの非変調直交ゴールドコードを有している。Ｐ−ＳＣＨ２０５の２５６チップは、１次同期コードであり、そのコードは通信システム内の全基地局に対して同じとなっている。Ｐ−ＳＣＨ２０５を用いて、セルサーチ工程中においてスロット同期を提供している。
【００１３】
Ｓ−ＳＣＨ２１０は、Ｐ−ＳＣＨ２０５と並行して送信される変調された２５６チップ長のゴールドコードを有している。Ｓ−ＳＣＨ２１０は、フレーム境界及びスクランブルコードグループ識別を認識するのに用いられる。Ｐ−ＳＣＨ列とは異なり、Ｓ−ＳＣＨ列は、スロットからスロットへ、及び基地局間で変化するものである。Ｓ−ＳＣＨ２１０の各スロットは、２５６チップ長の一組の１６個の異なる有効コードから選択される。１５スロットのＳ−ＳＣＨコードからなるフレームは、６４個の可能なコードワードのコードブックから取り出されるコードワードを形成している。コードワードは、６４個の異なるコードグループのうち、どのグループに基地局のダウンリンクスクランブルコードが属するかを示すものである。
【００１４】
ＣＰＩＣＨ２１５は、ダウンリンク共通パイロットシンボルを送信するのに用いられるチャンネルであり、１次ダウンリンクスクランブルコードによってスクランブルされる。各ＣＰＩＣＨタイムスロット内には、１０個のパイロットシンボルであって、それぞれが２５６チップによって拡散されているものが存在する。ＣＰＩＣＨ２１５は、例えば、Ｐ−ＳＣＨ２０５及びＳ−ＳＣＨ２１０のように、様々なダウンリンクチャンネルのためのデフォルトフェーズとしての役割を果たしている。
【００１５】
図３を参照すると、従来のＷＣＤＭＡセルサーチの工程３００がフローチャートとして示されている。セルサーチ工程中では、ユーザ装置（ＵＥ）は、最強度の信号を出す基地局１１０と関連するセル１１５をサーチし、そのセルのスクランブリングコードとフレーム同期を決定する。ステップ３０５では、ＵＥは、Ｐ−ＳＣＨを用いて最強度の基地局に対するスロット同期を取得する。これは、全セルに共通の１次同期コードに整合する整合フィルタを用いて実行されるのが一般的である。整合フィルタの出力は、ＵＥの範囲内で各基地局の各到来波（ray）に対応するピークを有している。最強度のセルのスロット同期は、整合フィルタ出力における最大ピークを検出することにより得られるものである。このように、Ｐ−ＳＣＨは新しいセルとそのスロットの境界を検出するのに用いられる。
【００１６】
ステップ３１０では、ＵＥはＳ−ＳＣＨを用いてフレーム同期を取得し、ステップ３０５で検知された（found）セルのコードグループを識別する。この動作は、受信したスロット同期された信号と全ての可能性ある２次同期コード列と相関させることにより、また最大相関値を識別することにより、実行されるものである。コード列の巡回シフトはユニークであるので、Ｓ−ＳＣＨコードワード列は識別できる。Ｓ−ＳＣＨコードワード列を識別することにより、コードグループは、フレーム同期と同様に、決定される。
【００１７】
ステップ３１５では、ＵＥは、検知された基地局セルによって用いられる、正確な１次スクランブルコードを識別する。１次スクランブルコードは、一般的に、ＣＰＩＣＨ上のシンボル毎に、ステップ３１０で識別されるコードグループ内の全コードを用いて識別される。フレーム同期はステップ３１０で得られているので、１次スクランブルコードの開始ポイントは知られている。いったん１次スクランブルコードが識別されると、システム特有の、かつセル特有の情報が、ブロードキャストチャンネルからＵＥによって取得することができる。しかしながら、ＷＣＤＭＡ用の従来のセルサーチ工程は常に、誤った検出のリスクがある。即ち、新しいセルがＰ−ＳＣＨ検出器によって示されてはいるが実際は新しいセルは存在しないということである。このことにより、特にアイドルモードでは、ＵＥにとっての待機動作を低下させる不必要な信号の受信や信号処理がなされてしまう。
【００１８】
本発明の基本原理によれば、フレーム同期及びスクランブルコードグループ識別を意図してＳ−ＳＣＨで送信された２次同期信号は、１又は−１の値が乗算された、１６チップ長の１６個の連続コア列として生成されるということを見ることができる。結果として、全ての２次同期信号は、同じコア列からなり、初期の同期段階では、Ｐ−ＳＣＨで送信される１次同期信号と共に、用いられ得るものである。また、初期同期段階で、２次同期信号を含めることによって、誤ったセル検出を減少させることができる一方で、ユーザ装置の検出能力を維持し、より長い待機時間を達成することができる。
【００１９】
図４を参照すると、本発明の基本原理によるセル検出方法がフローチャートで示されている。不連続受信（ＤＲＸ）工程に従えば、ＵＥ内部の受信機は、時間基準（タイムリファレンス）として用いられる内部クロックに基づき、同時刻に（at a time instant）電源オンされる。ステップ４００では、信号が受信され、フィルタされ、ベースバンド信号ｙtにダウンコンバートされる。そして、ベースバンド信号ｙtは、メモリに格納される。ステップ４０５では、ベースバンド信号ｙtは、１次同期チャンネル（Ｐ−ＳＣＨ）に対応するコードワードと相関が取られる。なお、この動作は、例えば、整合フィルタを用いることによって実行されるようにしてもよい。ステップ４１０では、相関結果又は相関結果の関数が、所定数のスロット及びＤＲＸ期間について積算される。
【００２０】
ステップ４１５では、ベースバンド信号ｙtが、２次同期チャンネル（Ｓ−ＳＣＨ）とコア列と相関が取られ、１６個のコア列について非整合的に積算される。なお。この動作は、例えば、整合フィルタを用いて実行されるようにしてもよい。ステップ４２０では、非整合的に積算された出力又は積算出力の関数が、所定数のスロットやＤＲＸ期間について積算される。
【００２１】
数学的に、ステップ４０５や４１０で実行される動作は、次のように表される。
【００２２】
【数１】
2005522908.tif 000003
【００２３】
ここで、ｙk,lはチップｋスロットｌにおける受信信号であり、ｃpkはＰ−ＳＣＨコードにおけるｋ番目のチップであり、ｄpτ,lはスロットｌの遅延τに対するＰ−ＳＣＨ整合フィルタ出力に対応し、ｄpτは１ＤＲＸサイクルにおけるｎｓｌｏｔpスロットについての積算であり、ＱpτはｎＤＲＸpサイクルについての積算であり、判定変数を定義する。さらに、ｆp（ｘ）及びｇp（ｘ）は、どのようにしてＰ−ＳＣＨ相関がスロット及びＤＲＸサイクルのそれぞれについて積算されるかを定義する関数を表している。本発明の一実施形態では、関数ｆp（ｘ）及びｇp（ｘ）は、ｘの絶対値で定義される。そうだとしても、他の関数でも可能であることは容易に理解し得るものである。
数学的に、ステップ４１５及び４２０で実行される動作は、次のように表される。
【００２４】
【数２】
2005522908.tif 000004
【００２５】
ここで、ｃks,iはＳ−ＳＣＨコードにおけるｋ番目のチップであり、ｄsτ,lはスロットｌの遅延τに対するＳ−ＳＣＨ整合フィルタ出力に対応し、ｄsτは１ＤＲＸサイクルにおけるｎｓｌｏｔsスロットについての積算であり、ＱsτはｎＤＲＸsサイクルについての積算であり、判定変数を定義する。さらに、ｆp（ｘ）及びｇp（ｘ）は、どのようにしてＳ−ＳＣＨ相関がスロット及びＤＲＸサイクルのそれぞれについて積算されるかを定義する関数を表している。本発明の一実施形態では、関数ｆp（ｘ）及びｇp（ｘ）は、ｘの絶対値で定義される。そうだとしても、他の関数でも可能であることは容易に理解し得るものである。
ステップ４２５では、Ｑpτの最大値に対応する時間遅延τpoptは、以下の式によって検知される。
【００２６】
【数３】
2005522908.tif 000005
【００２７】
ステップ４３０では、以下で表される判定変数Ｄは、閾値検出器を用いて上方閾値α2と比較される。
【００２８】
【数４】
2005522908.tif 000006
【００２９】
本発明の別の形態では、閾値検出器は、正規化された変数Ｄに基づくようにしてもよい。Ｄは以下の式によって定義される。
【００３０】
【数５】
2005522908.tif 000007
【００３１】
もちろん、他の閾値検出器を用いても良い。
Ｄ＞α2の場合、検出される新しいセルが存在するという強い暗示、即ちその確率がとても高く、そのとき処理はステップ４３５に移行する。ステップ４３５では、新しいセルが検出されたことが示され、スロット境界τpoptがそのセルに対して識別される。Ｄがα2より大きくない場合には、処理はステップ４４０に移行する。
【００３２】
ステップ４４０では、Ｄの値が閾値α1と比較される。Ｄがα1よりも大きくない場合には、処理はステップ４４５に移行し、そこで新しいセルは検出されなかったと表示される。そして、処理はステップ４００に戻り、次のＤＴＸ時刻を待つことになる。Ｄがα1より大きい場合には、処理はステップ４５０に移行する。閾値α1及びα2は新しいセルが検知される異なる確率を示すように選択される。より詳しくは、α1の値は、その閾値レベルより下では新しいセルが検出された確率が低いことを示すように選択される。α2の値は、その閾値レベルより上では新しいセルが検出された確率が高いことを示すように選択される。
【００３３】
α2＞Ｄ＞α1のときには、新しいセルが検出された可能性がある。従って、新しいセルの存在が、ステップ４５０におけるＳ−ＳＣＨ検出を利用して確かめられる。Ｓ−ＳＣＨの検出方法は、Ｐ−ＳＣＨのそれとは異なる。周囲のτpopt（式３を用いて取得される）における多くのτ値に対する変定変数Ｑsτは検査され、Ｎビン（bins）内に分類される。各ビン（bin）は多くのτ値を有している。
【００３４】
ビンを分類するのに用いられる方法は、１次及び２次同期信号間の相関及び自動相関構造に基づいて選択される。例えば、ＷＣＤＭＡシステムにおいて、Ｓ−ＳＣＨは、それぞれ１６のチップ長を有する１６個の連続コア列からなっている。各コア列は、＋１又は−１で乗算されている。あるコア列をＳ−ＳＣＨ列で相関を取るとき、ピーク間における１６個のチップ距離のある１６個のピークが得られる。最大Ｐ−ＳＣＨ相関ピークτpoptが例えば１０５５の時間指数（time index）間で検知された場合、Ｓ−ＳＣＨピークは、時間指標１０５５±１６*ｎ,ｎ＝０,１,２,・・・,１６、で検知される。それ故、例えばＷＣＤＭＡの場合、１６個のビンは、特定のＳ−ＳＣＨビンに含まれる１６個のサンプル毎で用いられる。そして、ビン（bin）ｊに分類される判定変数は以下のように表される。
【００３５】
【数６】
2005522908.tif 000008
【００３６】
さらに、周囲のτpoptは、±２５６チップまで選択することができる。ただ、実際は約±６４チップのみが必要とされることになっている。各ビンにおける成分は合計され、多くのビンについての最大値が決定される。ＷＣＤＭＡでは、古い番号のビンのいくつかの自動相関がしばしば非常に大きくなっているので、通常、たった７個のビン（ｊ＝０，２，４，６，８，１０，１２，１４）がＳ−ＳＣＨコア列の自動相関特性によって、用いられる。特定のビンｉが最大であると識別されたとすると、最適なビンはＩsoptで表現される。
次に、ステップ４５５では、τpoptがＩsoptビンに含まれているか否かについて判断される。τpoptがＩsoptビンに含まれていれば、新しいセルが検出されたとステップ４６０で判断される。しかしながら、τpoptがＩsoptビンに属さない場合には、新しいセルは検出されず、処理はステップ４００に戻るとステップ４４５において判断される。
【００３７】
今図５を参照すると、本発明の実施形態によるセル検出装置が示されている。受信機５００は、受信機に内部のクロック信号５１７に従ってロジック部５１５からの信号で制御される時刻で電源ＯＮとされる。アンテナ５０５によって取得される信号は、フロントエンド受信機５１０において、受信され、フィルタされ、ベースバンド信号ｙtにダウンコンバートされ、メモリ５１３に格納される。そして、信号ｙtは１次同期チャンネル相関器５２０に供給される。１次同期相関器５２０は、ｙtをＰ−ＳＣＨコードワードで相関を取り、結果ｄpτ,lを出力する。１次同期相関器５２０は、整合フィルタ或いは他のいかなる適切な相関器で構成することができる。
【００３８】
相関結果ｄpτ,l或いは相関結果の関数は、その後１次同期積算器５２５に供給される。１次同期積算器５２５は、所定数のスロット及びＤＲＸ期間について相関結果を積算し、１次同期チャンネルに関する変定変数Ｑpτを生成する。
【００３９】
信号ｙtはまた、２次同期チャンネル相関器５３０にも供給される。２次同期相関器５３０は、ｙtをＳ−ＳＣＨコア列で相関を取り、相関結果は１６個のコア列について非整合積算されて相関結果ｄsτ,lを生成する。２次同期相関器５３０は、整合フィルタ或いは他のいかなる適切な相関器で構成することができる。
【００４０】
そして、相関結果ｄsτ,l或いは相関結果関数は、２次同期積算器５３５に供給される。この２次同期積算器５３５は、所定数のスロット及びＤＲＸについて相関結果を積算し、２次同期チャンネルに関する変定変数Ｑsτを生成する。
【００４１】
１次同期チャンネル用の判定係数Ｑpτは、最大値検出器５４０に供給され、図４に関連して説明したＱpopt及びτpoptの値を生成する。これらの値は、制御部（ＣＵ）５４５に供給される。制御部５４５は、例えば正規化された変数Ｄを使用して、以下で示されるＭを２つの閾値α1＜α2と比較する閾値検出器を備えている。
【００４２】
【数７】
2005522908.tif 000009
【００４３】
Ｄ＞α2の場合、新しいセルが検出され、スロット境界τpoptがそのセルに対して検知される。上記Ｍがα1より下の場合、新しいセルは検出されない。α2＞Ｄ＞α1の場合、新しいセルが検知されたことがあいまいではあるが示され、２次同期検出を用いて確認動作が実行される。
２次周波数検出中においては、Ｑsτが２次同期検出器５５０に供給される。２次同期検出器５５０は、前述した値Ｉsoptを出力する。コンパレータ５５５は、ＣＵ５４５からτpoptを、２次同期検出器５５０からＩsoptを受信し、τpoptがＩsoptビンに属するか否かを決定する。τpoptがＩsoptビンに含まれる場合、新しいセルが検出され、そのセルに対するスロット境界τpoptが検知される。τpoptがＩsoptビンに属さない場合、新しいセルは検出されない。
【００４４】
今図６を参照すると、本発明の基本原理によるセル検出の別の方法がフローチャートで示されている。本実施形態では、１次同期チャンネルについて検出を実行する代わりに、１次検出信号が新しいセルのあいまいな検出しか示さない場合には、２次同期チャンネルを用いて結果を検証し、２つの信号を信号判定変数に結合するものである。この判定変数は、閾値と比較されて、新しいセルが検出されるか否かを決定することができるようになっている。本実施形態では、ステップ４００,４５０，４１０，４１５及び４２０が図４に関連して議論したように実行される。
【００４５】
ステップ６０５では、ステップ４１０からのＱpt値及びステップ４２０からのＱst値は、判定変数を決定するのに用いられる。
【００４６】
【数８】
2005522908.tif 000010
【００４７】
ここで、ａ（ｘ）及びｂ（ｘ）は予め定義された関数を表している。関数ａ（ｘ）及びｂ（ｘ）は、１次及び２次同期信号の構造に基づいて選択される。
ステップ６１０では、判定変数Ｄは閾値βと比較される。Ｄτ＞βの場合、処理はステップ６１５に移行し、そこで、新しいセルが検出されたと判断される。Ｄτがβよりも大きくない場合、新しいセルは検出されず、処理はステップ４００に戻ると、ステップ６２０において判断される。
【００４８】
今図７を参照すると、本発明の別の形態による別のセル検出装置が示されている。受信機７００は、図５に関連して議論したように、アンテナ５０５、メモリ５１３を備えたフロントエンド受信機５１０、ロジック部５１５、クロック信号５１７、１次同期チャンネル相関器５２０、１次同期積算器５２５、２次同期チャンネル相関器５３０、及び２次同期積算器５３５を有している。１次同期積算器５２５からの判定変数Ｑpτ及び２次同期積算器５３５からのＱsτは、制御部７０５に供給される。制御部７０５は、式５で述べたように、判定変数Ｄτの値を決定する。判定変数Ｄτはコンパレータ７１０に供給され、そこで、Ｄτは閾値βと比較される。Ｄτ＞βの場合、新しいセルが検出されたことになる。Ｄτがβよりも大きくない場合には、新しいセルが検出されなかったことと判断される。
【００４９】
本発明について、例としてＷＣＤＭＡを用いて説明してきたが、本発明の方法及び装置はまた、少なくとも２つの同期信号が用いられる通信システムならどんなものででも用いることができる。
【００５０】
本発明の方法及び装置の好適な実施形態が、添付図面で示され、前述の詳細な説明で記述されているが、本発明は開示された実施形態には限定されず、特許請求の範囲で述べられ定義された発明の本質から逸脱しない限り、いかなる再構成、変更、及び代替をも許容し、かつ可能とするものであると理解される。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
より完全に本発明を理解するため、添付図面が、関連する詳細な説明で参照される。
【図１】図１は、従来の無線ＷＣＤＭＡ通信システムのブロック図を示している。
【図２】図２は、ＷＣＤＭＡシステムにおけるセルサーチを容易にするのに用いられる、従来のフレーム及びスロット構造を示している。
【図３】図３は、従来のセルサーチ工程をフローチャート形式で示している。
【図４】図４は、本発明の基本原理によるセル検出の方法をフローチャートで示している。
【図５】図５は、本発明の基本原理によるセル検出の装置を示している。
【図６】図６は、本発明の基本原理による別のセル検出の方法をフローチャートで示している。
【図７】図７は、本発明の基本原理による別のセル検出の装置を示している。
【図１】
2005522908.tif 000011
【図２】
2005522908.tif 000012
【図３】
2005522908.tif 000013
【図４】
2005522908.tif 000014
【図５】
2005522908.tif 000015
【図６】
2005522908.tif 000016
【図７】
2005522908.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成16年6月3日(2004.6.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信システムにおけるセル検出方法であって、
通信信号を受信する工程と、
前記受信信号を１次同期信号と相関させて、１次検出信号を生成する工程と、
前記受信信号を２次同期信号と相関させて、２次検出信号を生成する工程と、
前記１次検出信号に基づいて、新しいセルのスロットタイミングを検出する工程と、を備え
前記検出する工程は、さらに、
前記１次検出信号から判定変数を決定する工程と、
前記判定変数を第１の閾値と比較する工程と、
前記２次検出信号を用い、前記判定変数が前記第１の閾値より小さい場合に新しいセルのスロットタイミングを検出する工程と、
を備えることを特徴とするセル検出方法。
【請求項２】
前記検出する工程は、さらに、
前記判定変数を第２の閾値と比較する工程と、
前記２次検出信号を用いて、前記判定変数が第１の閾値よりも小さく、第２の閾値よりも大きい場合に、新しいセルのスロットタイミングを検出する工程と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載のセル検出方法。
【請求項３】
さらに、前記判定変数が前記第２の閾値よりも小さい場合には、新しいセルは検知されなかったと判断する工程を備えることを特徴とする請求項２に記載のセル検出方法。
【請求項４】
さらに、前記判定変数に対応する最適時間遅延を決定する工程を備えることを特徴とする請求項２に記載のセル検出方法。
【請求項５】
前記判定変数は、複数の選択された時間遅延について前記１次検出信号の最大値から決定されることを特徴とする請求項４に記載のセル検出方法。
【請求項６】
前記２次検出信号を用いて新しいセルのスロットタイミングを検出する工程は、さらに、
前記２次検出信号の値を複数の組であって、それぞれの組が少なくとも１つの関連する時間遅延を有している組にグルーピングする工程と、
前記最適時間遅延が複数の組のうち特定の組に関連する場合に、新しいセルが検知されたと判断する工程と、
を備えることを特徴とする請求項４に記載のセル検出方法。
【請求項７】
さらに、各組について、前記組における前記値の合計を決定する工程を有し、
前記特定の組は、前記合計の最大値を有する複数の組の１つの組を備えていることを特徴とする請求項６に記載のセル検出方法。
【請求項８】
さらに、前記相関がとられた受信信号と１次同期信号を所定数の送信期間について積算し、前記１次検出信号を生成する工程を備えることを特徴とする請求項１に記載のセル検出方法。
【請求項９】
さらに、前記相関がとられた受信信号と２次同期信号を所定数の送信期間について積算し、前記２次検出信号を生成する工程を備えることを特徴とする請求項１に記載のセル検出方法。
【請求項１０】
通信システムにおけるセル検出方法であって、
通信信号を受信する工程と、
前記受信信号を１次同期信号と相関させて、１次検出信号を生成する工程と、
前記受信信号を２次同期信号と相関させて、２次検出信号を生成する工程と、
前記１次検出信号に基づいて新しいセルスロットタイミングを検出する工程と、を備え、
前記検出する工程は、さらに、
前記１次検出信号と２次検出信号とを用いて、判定変数を決定する工程と、
前記判定変数を第１の閾値と比較する工程と、
前記判定変数が前記第１の閾値より大きい場合に、新しいセルが検出されたことを示す工程と、
を備えることを特徴とするセル検出方法。
【請求項１１】
前記通信システムは、ＷＣＤＭＡシステムであることを特徴とする請求項１に記載のセル検出方法。
【請求項１２】
前記検出する工程は、さらに、
前記判定変数が前記第１の閾値よりも大きい場合に、新しいセルが検知されたことを判断する工程と、
前記判定変数が前記第１の閾値より小さい場合に、前記判定変数を第２の閾値と比較する工程と
を備えることを特徴とする請求項２に記載のセル検出方法。
【請求項１３】
通信システムにおけるセル検出装置であって、
通信信号を受信するフロントエンド受信機と、
前記受信信号を１次同期信号と相関させて、１次検出信号を生成する１次同期チャンネル相関器と、
前記受信信号を２次同期信号と相関させて、２次検出信号を生成する２次同期チャンネル相関器と、
前記１次検出信号を用いて、新しいセルのスロットタイミングを検出する検出器と、を備え
前記検出器は、前記新しいセルの前記スロットタイミングを決定するために前記第２の検出信号も用いるように構成されていることを特徴とするセル検出装置。
【請求項１４】
さらに、前記１次検出信号から判定変数を決定する１次同期積算器を備え、
前記検出器は、前記判定変数を第１の閾値と比較する制御部を有し、前記２次検出信号を用いて、前記判定変数が前記第１の閾値よりも大きい場合に新しいセルのスロットタイミングを検出することを特徴とする請求項１３に記載のセル検出装置。
【請求項１５】
さらに、前記１次検出信号から判定変数を決定する１次同期積算器を備え、
前記検出器は、前記判定変数を第１の閾値及び第２の閾値と比較する制御部を有し、前記２次検出信号を用いて、前記判定変数が第１の閾値よりも小さく、第２の閾値よりも大きい場合に、新しいセルのスロットタイミングを検出することを特徴とする請求項１３に記載のセル検出装置。
【請求項１６】
さらに、前記判定変数に対応する最適時間遅延を決定する最大値検出器を備えることを特徴とする請求項１５に記載のセル検出装置。
【請求項１７】
前記判定変数は、複数の選択時間遅延についての前記１次検出信号の最大値から決定されることを特徴とする請求項１６に記載のセル検出装置。
【請求項１８】
前記検出器は、さらに、
前記２次信号の値を複数の組であって、各組が少なくとも１つの関連時間遅延を有している組に分類する２次同期検出器と、
前記最適時間遅延が前記複数の組のうち特定の組と関連する場合に、新しいセルが検知されたと決定するコンパレータと、
を備えることを特徴とする請求項１６に記載のセル検出装置。
【請求項１９】
前記１次同期チャンネル相関器は、整合フィルタを備えることを特徴とする請求項１３に記載のセル検出装置。
【請求項２０】
前記２次同期チャンネル相関器は、整合フィルタを備えることを特徴とする請求項１３に記載のセル検出装置。
【請求項２１】
さらに、多数の伝送期間について、前記相関が取られた受信信号と１次同期信号とを積算して、前記１次検出信号を生成する１次同期積算器を備えることを特徴とする請求項１３に記載のセル検出装置。
【請求項２２】
さらに、多数の伝送期間について、前記相関が取られた受信信号と２次同期信号とを積算して、前記２次検出信号を生成する２次同期積算器を備えることを特徴とする請求項１３に記載のセル検出装置。
【請求項２３】
前記検出器は、さらに、
前記１次検出信号と２次検出信号とを用いて判定変数を決定する制御部と、
前記判定変数を第１の閾値と比較し、前記判定変数が前記第１の閾値よりも大きい場合に、新しいセルが検知されたことを示す、コンパレータと、
を備えることを特徴とする請求項１３に記載のセル検出装置。
【請求項２４】
前記通信システムは、ＷＣＤＭＡシステムであることを特徴とする請求項１３に記載のセル検出装置。
【請求項２５】
さらに、多数の伝送期間について、前記相関が取られた受信信号と１次同期信号とを積算して、前記１次検出信号を生成する工程を備えることを特徴とする請求項１０に記載のセル検出方法。
【請求項２６】
さらに、多数の伝送期間について、前記相関が取られた受信信号と２次同期信号とを積算して、前記２次検出信号を生成する工程を備えることを特徴とする請求項１０に記載のセル検出方法。
【請求項２７】
前記通信システムは、ＷＣＤＭＡシステムであることを特徴とする請求項１０に記載のセル検出方法。
【国際調査報告】
2005522908.tif 000018
2005522908.tif 000019
2005522908.tif 000020