(57)【要約】マルチコード移動通信装置のための信号処理装置は、複数のサービスモードに関連する情報を受信するように適合されたマルチモード受信器と、再構成可能な論理手段と、1つ以上のサービスモードをサポートするように再構成可能な論理手段を構成するための構成コントローラと、受信された情報に応答してサポートされたサービスモードを変更するようにコントローラに命令する切り換え手段とを含む。
2005519562.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のサービスモードに関連する情報を受信するように適合されたマルチモード受信器と、
再構成可能な論理手段と、
1つ以上のサービスモードをサポートするように再構成可能な論理手段を構成するための構成コントローラと、
受信された情報に応答してサポートされたサービスモードを変えるためにコントローラに命令する切り換え手段とを含むマルチモード移動通信装置のための信号処理装置。
【請求項２】
再構成可能な論理手段が第1のサービスモードを完全にサポートし、かつ代替のサービスモードを部分的にサポートするように適合される請求項1の信号処理装置。
【請求項３】
代替のサービスモードへの受入れが可能であるかどうかを確立するために、部分的なサポートが代替のサービスモードとの通信を提供する請求項２の信号処理装置。
【請求項４】
動作ネットワークとして代替のサービスモードの登録のために、通信しているプロトコルを少なくとも部分的に引き受けるために代替のサービスモードとの通信を提供する請求項２または３の信号処理装置。
【請求項５】
再構成可能な論理手段の使用のために、部分的にサポートされたサービスモードを越える優先権を有する完全にサポートされたサービスモードを提供するための優先権コントローラをさらに含む請求項２乃至４のいずれか１項による信号処理装置。
【請求項６】
代替のサービスモードを部分的にサポートするように、構成コントローラが再構成可能な論理手段を周期的に構成するタイミング手段をさらに含む請求項１乃至５のいずれか１項による信号処理装置。
【請求項７】
受信された情報が、システムハンドオーバ、利用可能な再構成可能な論理リソース、通信装置のエネルギー状態、および通信装置の地理的な位置の少なくとも1つに関連する請求項１乃至６のいずれか１項による信号処理装置。
【請求項８】
通信装置が移動端末であり、信号処理装置は、端末のバッテリーパワーが低いことを判断する低いパワーサービスモードだけに切り換えるようにコントローラに命令する監視手段をさらに含む請求項１乃至７のいずれか１項による信号処理装置。
【請求項９】
エアーインタフェース上でサービスモード構成を受信するダウンローダーをさらに含む請求項１乃至８のいずれか１項による信号処理装置。
【請求項１０】
メモリから通信装置内にサービスモード構成を検索する検索手段をさらに含み、検索された構成を構成コントローラへ提供する請求項１乃至９のいずれか１項による信号処理装置。
【請求項１１】
再構成可能な論理手段によって可能な再利用のための以前に使用された構成を記憶するキャッシュをさらに含む請求項１乃至１０のいずれか１項による信号処理装置。
【請求項１２】
キャッシュがヒステリシスを使用する請求項１１の信号処理装置。
【請求項１３】
複数のサービスモードがW-CDMAとGSMを含む請求項１乃至１２のいずれか１項による信号処理装置。
【請求項１４】
複数のサービスモードがW-CDMAとCDMA2000を含む請求項１乃至１２のいずれか１項による信号処理装置。
【請求項１５】
通信装置によってサポートされるべき第1のサービスモードを指示する情報を受信し、
第1のサービスモードをサポートするように再構成可能を論理手段を構成することを含む移動通信装置の信号処理装置を制御する方法。
【請求項１６】
第２のサービスモードについて部分的なサポートを提供するように、再構成可能な論理手段の一部を構成することをさらに含む請求項１５の方法。
【請求項１７】
部分的なサポートが監視サポートである請求項１６の方法。
【請求項１８】
第２のサービスモードへの受入れが可能であるかどうかを確立するために、部分的なサポートが第２のサービスモードとの通信を提供する請求項１６または１７の方法。
【請求項１９】
動作ネットワークとして第２のサービスモードの登録のために、通信しているプロトコルを少なくとも部分的に引き受けるために第２のサービスモードとの通信を提供する請求項１６乃至１８のいずれか１項による方法。
【請求項２０】
通信装置によって完全にサポートされるべき代替のサービスモードを指示する情報を受信し、
代替のサービスモードについて完全なサポートを提供するように再構成可能を論理手段を再構成することをさらに含む請求項１５乃至１９のいずれか１項による方法。
【請求項２１】
可能な再利用のためにキャッシュに第1のサービスモードの完全なサポート構成を記憶することをさらに含む請求項１７の方法。
【請求項２２】
第1のサービスモードの部分的なサポートを提供するように再構成可能な論理手段の一部を構成することをさらに含む請求項２０または２１の方法。
【請求項２３】
再構成可能な論理手段の使用のために、部分的にサポートされたサービスモードを越える優先権を有する完全にサポートされたサービスモードを提供することをさらに含む請求項１６乃至２２のいずれか１項による方法。
【請求項２４】
部分的なサポートが周期的に提供される請求項１６乃至２３のいずれか１項による方法。
【請求項２５】
受信された情報が、システムハンドオーバ、利用可能な再構成可能な論理リソース、通信装置のエネルギー状態、および通信装置の地理的な位置の少なくとも1つに関連する請求項１５乃至２４のいずれか１項による方法。
【請求項２６】
通信装置が移動端末であり、受信された情報が、端末のバッテリーパワーが低いことを示す低いパワーサービスモードだけにサポートを提供することをさらに含む請求項１５乃至２５のいずれか１項による方法。
【請求項２７】
サービスモード構成が通信装置内のメモリから検索される請求項１５乃至２６のいずれか１項による方法。
【請求項２８】
サービスモード構成がエアーインタフェース上で通信装置にダウンロードされる請求項１５乃至２７のいずれか１項による方法。
【請求項２９】
第1のサービスモードがW-CDMAであり、第２のサービスモードがGSMである請求項１５乃至２８のいずれか１項による方法。
【請求項３０】
第1のサービスモードがW-CDMAであり、第２のサービスモードがCDMA2000である請求項１５乃至２８のいずれか１項による方法。
【請求項３１】
再構成可能な論理手段を含む通信装置のサービスモードをテストする方法であって、
エアーインタフェース上でテストされるべきサービスモード構成を受信し、
受信されたサービスモード構成で再構成可能な論理手段を構成することを含む方法。
【請求項３２】
第1の動作モードをサポートしているマルチコード移動通信端末と通信を確立する方法であって、
1つ以上の代替ネットワークプロバイダーと通信可能な関係にあるように適合された第1の動作モードを通して通信リンクを確立することを含む方法。
【請求項３３】
通信リンクがIPリンクである請求項３２の方法。
【請求項３４】
通信リンクが代替のネットワークプロバイダーに測定データを渡すために利用される請求項３２または３３の方法。
【請求項３５】
通信リンクが代替のネットワークプロバイダーとハンドオーバを少なくとも部分的に確立するように利用される請求項３２乃至３４のいずれか１項による方法。
【請求項３６】
通信リンクが端末および1つ以上の代替ネットワークプロバイダー間の通信を提供するオンラインサービスを確立するために利用される請求項３２乃至３５のいずれか１項による方法。
【請求項３７】
通信リンクが動作に対して最も費用効率がよいネットワークを決定するために利用される請求項３６の方法。
【請求項３８】
通信リンクが1つ以上の代替ネットワークプロバイダーと交渉するために利用される請求項３６または３７の方法。
【請求項３９】
請求項１乃至１４のいずれか１項に請求された信号処理装置を含む移動通信端末。
【請求項４０】
請求項１乃至１４のいずれか１項に請求された信号処理装置を含む移動通信基地局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般にデジタル移動通信システムのための信号処理装置、受信器および受信方法に係り、特に第三世代(3G)移動通信システム関連する。より詳しくは、発明は多重サービスモードの動作を制御する装置および方法に関連する。
【背景技術】
【０００２】
第三世代の移動電話ネットワークは、移動局と基地局間の無線インタフェースによって通信するCDMA(符号分割多重接続)スペクトル拡散信号を使用する。これらの3Gネットワークは、(およびいわゆる2.5Gネットワークも)、国際移動遠距離通信（International Mobile Telecommunications）IMT-2000規格(www.itu.int 引用文献としてここに組み込まれる)により包含されている。第三世代技術はCDMA(符号分割多重接続)を使用し、IMT-2000規格は動作の３つの主要なモード、即ち、ヨーロッパおよび日本におけるW-CDMA(広帯域CDMA)直接拡散FDD(周波数分割デュプレックス)、米国のCDMA-2000多重搬送波FDD、および中国のTD-CDMA(時間分割デュプレックスCDMA)およびTD-SCDMA(時間分割同期CDMA)を考慮している。
【０００３】
3Gネットワークの無線接続部分はまとめてUTRAN(Universal Terrestrial Radio Access Network ユニバーサル地上無線接続ネットワーク)と呼ばれ、UTRAN接続ネットワークを含むネットワークはUMTS(Universal Mobile Telecommunications System ユニバーサル移動電気通信システム)ネットワークとして知られている。UMTSシステムは第三世代パートナーシッププロジェクト(3GPP、3GPP2)によって生成された規格の主題であり、その技術的な仕様はwww.3gpp.orgで見ることができる。これらの規格は一般的なUMTSアーキテクチュアーを記述する仕様書23.101、およびバージョン4.0.0と3.2.2でそれぞれユーザと無線送信および受信(FDD)を記述する25.101を含み、これらは引用文献としてここに組み込まれる。
【０００４】
図1は10で第三世代のデジタル移動電話システムの一般的な構成を示す。図1において、無線塔12は基地局コントローラ16によって制御される基地局14と結合される。移動通信装置18は、GSM(移動通信のためのグローバルシステム)ネットワークおよびGPRS(一般のパケット無線サービス)ネットワークのUmインタフェース、およびCDMA2000とW-CDMAネットワークのUuインタフェースとして知られている、無線すなわちエアーインタフェース20にまたがって基地局14と双方向通信で示されている。通常任意の一時点に複数の移動装置18が与えられた基地局に接続され、基地局はこれらの装置に役立つように複数の無線トランシーバーを含む。
【０００５】
基地局コントローラ16は他の複数の基地局コントローラ(示されない)と共に移動交換センター(MSC)22に結合される。複数のそのようなMSCは順次ゲートウェイMSC(GMSC)24と結合され、それは移動電話ネットワークを公衆電話交換網(PSTN)26に接続する。ホームロケーションレジスタ(HLR)28とビジタロケーションレジスタ(VLR)30がコールルーティングとローミングを管理し、他のシステム(示されない)は認証と請求書発送を管理する。運用保守センター(OMC)29は、基地局などのネットワークインフラストラクチャ要素から統計を収集し、ネットワークの性能の高いレベルの視点をネットワークオペレータに提供するために切り替わる。例えば、ネットワークの有効な容量またはネットワークの成分について、どのくらいが一日の異なる時間に使用されるかを決定するために、OMCを使用することができる。
【０００６】
上記ネットワークインフラストラクチャは、本質的に移動通信装置18と他の移動装置および/またはPSTN 26との間の回線交換音声接続を管理する。GPRSのようないわゆる2.5Gのネットワーク、および3Gのネットワークは回線交換音声サービスにパケットデータサービスを付加する。広い表現で、パケット制御ユニット(PCU)32は基地局コントローラ16に加えられ、これはスイッチの階層的な連結の手段によりインターネット38などのパケットデータネットワークに接続される。GSMベースのネットワークにおいて、これらはサービングGPRSサポートノード(SGSN)34とゲートウェイGPRSサポートノード(GGSM)36を含む。図1のシステムと後で説明されるシステムの両方で、ネットワーク中の要素の機能性がただ一つの物理的なノード上に、またはシステムの別々の物理的なノード上にあるかもしれないことが認識されるであろう。
【０００７】
移動装置18とネットワークインフラストラクチャとの間の通信は、一般にデータと制御信号の両方を含んでいる。データはデジタルにコード化された音声データを含み、データモデムは移動装置へおよび移動装置からトランスパレントに通信データに採用されるかもしれない。GSM-タイプのネットワークにおいて、テキストと他の低い帯域幅データはまたGSMショートメッセージサービス(SMS)を使用して送られるかもしれない。
【０００８】
2.5Gまたは3Gネットワークにおいて、移動装置18は単純な音声接続以上のものを他の電話に提供するかもしれない。例えば、移動装置18はビデオおよび/またはマルチメディアデータサービス、ウェブブラウジング、電子メールおよび他のデータサービスへのアクセスを、さらにまたは代わりに提供するかもしれない。論理的に移動装置18はデータプロセッサやパーソナルコンピュータなどの端末装置に直列接続で移動端末(加入者アイデンティティモジュール(SIM)カードを組み込んでいる)を含むように考慮される。一般に、移動装置がいったんネットワークに付属されたなら、それは“いつもオン”であり、ユーザデータは、例えば、移動端末-端末装置インタフェースの標準ATコマンドにより、装置と外部のデータネットワーク間でトランスパレントに移すことができる。通常の移動電話が移動装置18に採用されるところでは、GSMデータカードのような端末のアダプターが必要であるかもしれない。
【０００９】
CDMAスペクトル拡散通信システムにおいて、ベースバンド信号はRF搬送波を変調する前に非常に高いビットレート(チップレートと呼ばれる)の疑似乱数拡散系列とそれを混合することにより拡散される。受信器では、受信された信号と疑似乱数拡散系列を相関器に供給し、ロックが得られるまで一方を他方に対してずらすことにより、ベースバンド信号は回復される。コードロックがいったん得られると、入力信号が拡散系列に関して早いか、または遅いときを検出し、その変化を補償する早い−遅い追跡ループのようなコード追跡ループによってコードロックは維持される。代わりに整合フィルタが逆拡散と同期のために採用されてもよい。
【００１０】
そのようなシステムは、初めの疑似乱数拡散系列が知られている場合にだけベースバンド信号を回復させることができるように多重送信されるコード分割として記述される。スペクトル拡散通信システムは異なる拡散系列の全てを有する多くの送信器がRFスペクトルの同じ部分を使用し、受信器が適切な拡散系列を選択することによって所望される信号へ“同調する”ことを許容する。
【００１１】
図2は典型的なスペクトル拡散受信器のための、(a)例示的フロントエンド200と(b)デコーダ250を示す。受信器アンテナ202は入力増幅器204に接続され、それはRF信号の入力をIFに下げる混合のためIF発振器208からの第2の入力を有する。ミキサー206の出力はバンドパスフィルタ210に供給され、そこからAGC(自動利得制御)ステージ212に供給される。AGCステージ212の出力は、2つのミキサー252、254に入力を供給し、発振器258と分離器256からの直交信号と混合される。これはアナログデジタルコンバータ264によりデジタル化される直交したIとQ信号260、262を生成し、それはまた信号量子化を最適化するためにAGCステージ212を制御するライン266に制御信号を出力する。
【００１２】
ADCs 264からのデジタル化されたIとQ信号268、270はナイキストフィルタ272、274とそこから整合フィルタ276、278へ供給され、所望の疑似乱数拡散系列を有する信号が受信されているとき、最大の出力を提供するように構成される。整合フィルタの出力はビット同期回路280に供給され、その回路はADCs 264にサンプルクロック290を生成する遅れロックループ288に誤り信号286を提供する。また、回路280は受信されたデータを復調するため第2の出力282を復調器284へ供給する。通常図2（ａ）および（ｂ）に示されるように、RF信号はIFでデジタル化されるが、他のポイント、例えば入力増幅器204の後でデジタル化されるかもしれない。
【００１３】
3G移動電話システムにおいて、ベースバンドデータは直交可変拡散率(OVSF)の技術を使用する拡散、即ちチャンネル化コードを使用して拡散される。OVSFコードは異なる長さのコード間で直交性を維持しながら拡散率を変化させる。システムの同時のユーザ数を増加させるように、データはゴールド（Gold）コードのようなスクランブルコードによりさらに拡散される。スクランブルコードは信号帯域幅を変えないが、再び拡散コードが実質的に互いに直交であるので、異なるユーザへまたは異なるユーザからの信号を互いに区別させる。スクランブルすることはチャンネル化拡散の上段で使用され、それは、同じチップレートでスクランブルされるコードを生成するためスクランブルコードにより乗算されるOVSF拡散に従うチップレートにおける信号である。したがって、チップレートはチャンネル化コードにより決定され、このシステムでは、後のスクランブルによって影響を受けない。したがって、与えられたチップレートのためのシンボルレートはスクランブルによって同様に影響を受けない。
【００１４】
基地局から移動局へのダウンリンクのために、および移動局から基地局へのアップリンクのために一般に異なる拡散率およびスクランブルコードリンクが採用される。通常チャンネル化コードは4チップおよび256チップ間の長さ、即ち、等価的に4乃至256の拡散率(他の拡散率が採用されてもよいが)を有する。一般に最後の10msのアップリンクとダウンリンク無線(データチャンネル)フレームは、38400チップのスクランブルコード長に対応しているが、より短いフレーム、例えば256チップが時々アップリンクに採用される。典型的なチップレートは3.8Mチップ/秒(Mcps)であり、それは例えば、シンボルあたり16チップである16の拡散率では250Kbpsのデータレートとなるようにチャンネルの最大のビットレートを決定する。以上の数字が単に例証の目的のために提供されることが認識されるであろう。移動局とのより高いビットレート通信が必要であるところでは、1つ以上のそのようなチャンネルがいわゆるマルチコード送信を構成するように採用されるかもしれない。マルチコード送信では、複数のデータチャンネルが、移動局へまたは移動局からのデータ伝送の全体のレートを増加させるために、平行で有効に使用される。一般にマルチコードデータチャンネルは、望ましくは、同じ拡散率にもかかわらず異なるチャンネル化コードであるが同じスクランブルコードを有する。
【００１５】
3G移動電話システムにおいて、一般にいくつかが特定のユーザに専用され、いくつかが与えられたセルまたはセクターの中のすべてのユーザのようなユーザのグループに共通である複数の異なるチャンネルがある。トラヒックは専用の物理的制御チャンネル(DPCH)、あるいは上述されたマルチコード送信の場合においては複数のチャンネル上で搬送される。共通のチャンネルは一般に、合図とコントロール情報を輸送して、システムの無線リンクの物理層として利用されるかもしれない。したがって、共通のパイロットチャンネル(CPICH)は、チャンネル推定値と移動局受信器で等化を許容するため、セル特定のスクランブルコードでスクランブルされた非変調コードチャンネルを含んで提供される。同様に、同期チャンネル(SCH)がネットワークセルを位置付けるために移動局によって使用するために提供される。一次SCHチャンネルは非変調であり、各セルの中で同じチャンネル化拡散系列を使用して送信され、セル特定のスクランブルコードを適用しない。同様に二次SCHチャンネルがまた、限られた数の拡散系列で提供される。既知のチャンネル化および拡散コードを有する一次および二次共通の制御物理的チャンネル(PCCPCH、SCCPCH)は、またコントロール情報を運ぶために提供される。以上の合図チャンネル(CPICH、SCH、およびCCPCH)は、一般にすべての移動局によりデコードされなければならなく、したがって、拡散コード(チャンネル化コードおよび適切なところではスクランブルコード)は、例えば、ネットワークのための知られているコードがユーザエンド装置に記憶されたので、一般に移動局によって知られているであろう。ここで、チャンネルについての言及は一般に物理的なチャンネルを言い、1つ以上のネットワークトランスポートチャンネルがそのような物理的なチャンネルにマップされるかもしれない。3G移動電話ネットワークの文脈において、移動局即ち移動装置はしばしば端末と呼ばれ、この明細書において、これらの一般的な用語間でどんな区別もされない。
【００１６】
スペクトル拡散システムの1つの利点は、それらが多重経路のフェディングに比較的感応しないことである。多重経路のフェディングは、送信器から受信器への信号が2つ以上の異なる経路を取り、信号の2つ以上のバージョンが異なる時間に受信器に到着して互いに干渉するときに起る。これは通常櫛状の周波数応答を生成し、広帯域信号が多重経路チャンネル上で受信されるとき、多重遅れが受信された信号の多重成分にレーキの歯の出現を与える。特に送信器または受信器が動いているとき、多重経路チャンネルの数と位置は一般に時間によって変化する。熟練者に理解されるように、スペクトル拡散受信器の相関器は、多重経路成分の1つ、通常最も強い直接信号を自動追跡する傾向があるであろう。しかしながら、複数の相関器はスペクトル拡散受信器が受信された信号の複数の別々の多重経路成分に対応して自動追跡することを許容するように提供されるかもしれない。そのようなスペクトル拡散受信器はレーキ受信器として知られ、相関器を含んでいる受信器の要素はしばしばレーキ受信器の“フィンガー”と呼ばれる。レーキ受信器の各フィンガーからの別々の出力は、一般に各出力に等しく重みを加えるか、または結合された出力の信号対雑音比を最大にする重みを推定するかのいずれかにより、改良された信号対雑音比(または、ビット誤り率)を提供するように結合される。この後者の技術は最大比合成(MRC)として知られている。
【００１７】
図3は典型的なレーキ受信器300の主な構成要素を示す。相関器302のバンクは、この例では入力304からCDMA信号を受信するそれぞれ3つの相関器302a、302b、および302cを含む。相関器はレーキのフィンガーとして知られている; 図示された例では、レーキは3本のフィンガーを持っている。CDMA信号はベースバンドまたはIF(中間周波)であるかもしれない。各相関器は他の多重経路成分に関して少なくとも1チップだけ遅れた別々の多重経路成分を自動追跡する。より多いかより少ない相関器が品質-費用/複雑さのトレードオフに従って提供されることができる。すべての相関器の出力はMRC結合器などの結合器306に入り、一般により強い信号により大きい重さを与えて荷重された合計に出力を加算する。重さは通常のアルゴリズムに従って、相関処理の前または後に信号強度に基づいて決定されてもよい。結合した信号は次に1か0である決定を行い、ベースバンド出力を提供する弁別器308へ供給される。弁別器は付加的なフィルタリング、統合または他の処理を含むかもしれない。レーキ受信器300はハードウェアかソフトウェア、または両方の混合のいずれかで実施されるかもしれない。
【００１８】
図4を参照すると、従来技術によるW-CDMAレーキ受信器400のより詳細な例を示す。受信器400はDPCH(専用の物理的なデータチャンネル)、PCCPCH、およびCPICHチャンネルでスペクトル拡散信号を受信するためのアンテナ402を有する。アンテナ402によって受信される信号は、逆拡散のため信号をIF(中間周波)かベースバンドのいずれかに下方変換するダウンコンバータ404へ入力される。通常このポイントで、信号は専用またはプログラム可能なデジタル信号処理装置の何れかによりデジタル領域で処理するため、アナログデジタルコンバータによってデジタル化されるであろう。簡単のため図4に示されないが、大きさと位相情報の両方を保存するために、信号は通常IとQチャンネルを含む。この受信器、および一般に以下で説明される受信器において、アナログかデジタル領域、または両方の領域のいずれかで信号処理が採用されるかもしれない。しかしながら、通常多くの処理がデジタル的に行われるので、図4でブロックとして描かれた機能的な要素が一般に適切なソフトウェアによって実施され、または集積回路が必要な機能を実施するためそれらのアーキテクチュアおよび/または機能性を構成するように、それらの集積回路のレジスタを適切にプログラムすることによって機能のいくつかに利用可能である。
【００１９】
再び図4を参照すると、受信器400は3つのレーキフィンガー406、408、および410を含み、各々がレーキ結合器412に出力を与え、それは移動端末におけるさらなる処理のため復調信号出力414を提供する。各レーキフィンガーの主な要素は対応しており、簡単のためレーキフィンガー406の要素だけが示される。
【００２０】
コード追跡器416は、逆拡散のためスペクトル拡散コードを追跡するレーキフィンガー406の入力と結合される。整合フィルタまたは早い-遅い追跡ループのような通常の手段がコード追跡器416に採用され、DPCH、PCCPCH、およびCPICHチャンネルが一般に同期化されるので、コード追跡器416はこれらの信号の1つのみ、通常比較的高い信号レベルを有するのでCPICHを自動追跡する必要がある。コード追跡器416の出力は、スペクトル拡散信号を逆拡散するため、それらの対応するチャンネル信号と相互相関のために拡散コードを発生させるPCCPCH 418、CPICH 420、およびDPCH 422のコードジェネレータを制御する。したがって、3つの逆拡散器 424、426、428が備えられ、それぞれレーキフィンガーの入力に結合され、それぞれコードジェネレータ418、420、422の1つから出力を受けて適切な信号(チャンネル化とスクランブルコードの両方)を逆拡散する。熟練者が認識するように、これらの逆拡散器は一般に乗数器と合計器のような相互相関器を含む。
【００２１】
CPICHパイロット信号は非変調されるので、それが逆拡散されるとき、結果はレーキ受信器のフィンガーにより自動追跡されるCPICH信号が送信された多重経路チャンネルの減衰と位相シフトに対応している大きさと位相を有する信号である。したがってこの信号はCPICHチャンネルための、特にレーキフィンガーが逆拡散したこのチャンネルの多重経路成分のためのチャンネル推定値を含む。推定値はさらなる処理なく使用されるかもしれないが、望ましくは推定値は時間がたつにつれて、1つ以上のシンボル間隔にわたって平均され、推定値の雑音を減少させて、その精度を増加させる。この機能はチャンネル推定430によって行われる。長い期間にわたって平均することが雑音のレベルを減少させるが、例えば、受信器が高速道路上の車の端末で動作しているときに遭遇するような、チャンネル状態を速く変えるように応じる受信器の能力を減少させるであろうことが認識される。
【００２２】
チャンネル推定値は位相を逆にして結合され、必要ならゼロ減衰が統一の大きさに対応するように正規化され、この形において結合された信号がチャンネル推定値について適用または補償するため他の受信された信号と乗算するように単に使用されることができる。したがって、乗算器432と434はチャンネル推定ブロック430からのチャンネル推定値をそれぞれ放送コントロールチャンネルPCCPCHおよび所望のデータチャンネルDPCHに適用する。次に所望のデータチャンネルは任意の通常の方法でレーキ結合器412により結合され、レーキフィンガー406からの報知チャンネル出力436のような各フィンガーからの報知チャンネル出力は、また第2のレーキ結合器(図4では示されない)において復調されたPCCPCH制御チャンネル信号を出力するために結合される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
3G移動電話信号および既存の2G(および2.5G)信号の両方を受信することができる、移動通信端末およびいくつかの例の基地局を提供することが望ましい。これはネットワークオペレータの柔軟性を提供して、3G信号が利用可能でない所のカバー、および既存のネットワークの3Gへのアップグレードを簡素化する。また、そのような端末は、大きい帯域幅が必要でないところで2G通信ネットワークプロトコルが採用されるかもしれないので、帯域幅に対する圧力を減少させる助けになる。
【００２４】
マルチモード端末はW-CDMA、およびGSMなどの3Gモードを通常サポートするが、IS-95（暫定的な規格）のような他の2G技術もまたサポートされるかもしれない。通常、そのような端末は一時点で１つのモードだけで動作することができ、モードを手動的または自動的に変化させることができる。モード間の自動切り換えは、他方へのカバー範囲が失われるか、または連続した走査が他のモードのために好ましいカバー範囲を確認するならば起る。
【００２５】
この点に関して、ソフトウェア無線技術は無線システムが設計される方法を変えている発展している技術である。ソフトウェア無線はハードウェアよりむしろソフトウェアを通してそれらの機能性を定義し、ハードウェアはアップグレードが容易に提供されることを許容し、また、無線が比較的急速にプロトコル間を切り換えることを可能にする。しかしながら、そのようなシステムでは、代替モード監視の要件のためにサポートしている１つのモードから他へすべての論理を切り換えることは困難である。例えば、W-CDMAモードの端末は、GSM周波数の監視をサポートするべきである。この監視は受信された信号強度指示(RSSI)測定値だけに限定されることができるが、より効果的な実施のために、信号ひずみと干渉を最小にするために等化などの他の典型的なGSM受信器機能性が提供されるであろう。この機能性を達成するためのソフトウェア実装について、高価なソフトウェアが要求されるであろうし、また、システムもかなりの量のパワーを消費しそうである。したがって、減少したパワー消費、および望ましくは減少した費用の必要性は残っている。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
したがって本発明によると、マルチモード移動通信装置の信号処理装置が提供され、それは複数のサービスモードに関連する情報を受信するように適合されたマルチモード受信器と、再構成可能な論理手段と、1つ以上のサービスモードをサポートするように再構成可能な論理手段を構成するための構成コントローラと、受信された情報に応答してサポートされたサービスモードを変更するようにコントローラに命令する切り換え手段とを含む。
【００２７】
また、発明は移動通信装置における信号処理装置を制御する関連する方法を提供し、それは通信装置によってサポートされるべき第1のサービスモードを指示する情報を受信し、第1のサービスモードをサポートするように再構成可能な論理手段を構成するステップを含む。
【００２８】
望ましくは、発明の方法は、第２のサービスモードの部分的なサポートを提供するように、再構成可能な論理手段の一部を構成することをさらに含む。
したがって、W-CDMAなどの与えられたサービスモードにある間、再構成可能な論理は主モードの完全なサポートと代替モードの部分的なサポートを与えるように構成されるかもしれない。望ましくは、部分的なサポートは監視を行うだけで十分である。再構成可能な論理の使用は、静的なASIC設計の使用と比較して、より多くの無線システムがサポートされることを可能にする。
【００２９】
信号処理装置は、マルチモード移動電話ハンドセットまたは基地局のような移動端末に採用されるかもしれない。
また、発明の関連する態様において、再構成可能な論理手段を含む通信装置のサービスモードをテストする方法が提供され、方法はエアーインタフェース上でテストされるサービスモード構成を受信し、受信されたサービスモード構成で再構成可能な論理手段を構成するステップを含む。
【００３０】
他の関連する態様において、本発明は第1の動作モードをサポートしているマルチモード移動通信端末と通信を確立する方法を提供し、方法は1つ以上の代替ネットワークプロバイダーと通信可能な関係にあるように適合された第1の動作モードを通して、通信リンクを確立するステップを含む。
【００３１】
発明はまた、上述された信号処理装置と方法を実施するためのコードと処理装置制御コードを担持するキャリヤー媒体を提供する。この処理装置制御コードは、例えばディジタル信号処理装置を制御するためのようなコンピュータプログラムコード、または上記信号処理を実施するように汎用の受信器集積回路に設定する複数のレジスタ値のような他のコードを含むかもしれない。キャリヤーはハードまたはフロッピー（登録商標）ディスク、CDまたはDVD ROMのようなデータキャリヤーまたは記憶媒体、リードオンリーメモリのようなプログラムされたメモリ、または光学的または電気的信号キャリヤーを含むかもしれない。熟練者が認識するように、制御コードは、例えば、ネットワークの上で複数の結合された構成要素間に分配されてもよい。
【００３２】
発明のこれらと他の態様は、添付図面で例だけの方法によりさらに説明されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
図5を参照すると、無線端末または基地局のマルチモード受信器のフロントエンドのための信号処理装置500の一実施例の概要ブロック図を示す。
アンテナ502はRFユニット503に信号を提供する。RFユニット503は、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGAs)を使用しているような、再構成可能な論理を使用して実施されるデコーダ/復調504にデジタル化された出力を供給するアナログデジタルコンバータ(示されない)を通常含んでいる。デコーダ/復調のこの構成は適当な判断に到達するように様々な評価基準を監視する処理装置505により決定される。すなわち、処理装置505は、利用可能な論理リソース、装置のエネルギー状態(すなわち、必要とされるパワー消費)、地理的な位置などの与えられた評価基準の組に依存して、論理504に適切な構成をロードする。
【００３４】
システムハンドオーバ時または他の外部の出来事の結果として代替モードが必要であるときに、処理装置はGSMやCDMA2000などの代替モードで動作されることができるように504で再構成可能な論理を再構成するであろう。このように、専用ハードウェアが複数の異なったモードのために必要でないので、移動装置の構成は簡素化されかつ大きさを減少される:単一組の再構成可能な論理がすべてのモードに利用される。
【００３５】
本発明を具体化する移動装置が要求されるべき完全なサポートのためにサービスを提供する柔軟性を持っていて、まだシリコンサイズの減少の利点を享受できるので、特定の代替の無線規格の完全なサポートは決して必要でないかもしれないことが認識されるであろう。
【００３６】
典型的なマルチモード信号処理装置は、W-CDMAとGSM、または代わりにW-CDMAとCDMA2000のような2つのモードをサポートするであろうが、追加および/または代替モードをサポートすることも本発明の範囲内である。サポートされる各モードのために、発明の一実施例において、信号処理装置は一対の構成を再構成可能な論理でプログラム可能に提供するであろう: 完全なサポートのための1つと、監視だけのような部分的なサポートのためのもう一方。これらの構成は必要に応じて再構成可能な論理にロードされる。監視構成は、高品質のフィルタリングが必要でないように完全なサポート構成と比べると減少している機能性を有し、それ故、再構成可能なアレイのより少ない処理能力を必要とする。したがって、監視部分と主動作部分に無線システムの機能性を区分することにより、低いパワー消費を達成することが可能である。また、区分は再構成可能な論理の量を減少させ、それは信号処理システムの費用を削減する。
【００３７】
再構成可能な論理が主モードにとって完全なサポートを提供することと同時に特定のモードについて監視を行うように構成され、主モードが次にその動作を行うために追加リソースを必要としたならば、主動作モードに優先権が与えられることが望ましい。したがって、主モード動作に影響することなくそうすることができるとき、再構成可能な論理は監視を行うように追加モードをサポートするだけであるべきである。この実施例では、１つのモードから別のモードへハンドオーバのとき、新しい構成が再構成可能な論理で瞬時に行われ、それはGSMのような新しいモードのために完全なサポートを提供し、かつ監視されるべき前のモード(W-CDMA)または別のモードのための部分的なサポートを提供することができる。
【００３８】
完全なサポートの表現は、モードが完全な機能性を持つように、通信装置に対してモードが必要で利用可能なすべてのリソースを提供されることを意味するとして理解されるべきであることが認識されるべきである。これは再構成可能な論理装置のすべてのリソースの構成を必要とするかもしれないし、必要としないかもしれない。例えば、再構成可能な論理装置がFPGAであるところでは、満たされた機能性が動作モードに提供されるときでさえ多くの列が未使用のまま残るかもしれない。これが起こるとき、再構成可能な装置の残っているリソースを1つ以上の代替モードに割り当てることが可能である。シリコンサイズ強制により、どんな残っているリソースも代替モードに部分的なサポートを提供することができるだけであることが期待されるはずである。この点に関して、監視機能性だけのような限られた機能性だけが代替モードに提供されることにおいて、部分的なサポートは完全なサポートではない。
【００３９】
動作のさらなるモードでは、部分的なサポートが周期的ベースで1つ以上の付加的のモードに与えられるかもしれない。例えば、サポートされている主モードがW-CDMAであるなら、再構成可能な論理リソースのいくつかが監視をサポートするように周期的に様々なタスクに再構成されるかもしれない。これはレーキフィンガーの数を減少させることによるような、主動作機能の性能を抑えることを犠牲にして達成されるかもしれない。
【００４０】
発明の代替の実施例では、信号処理装置はまたキャッシングメカニズム506を備えられる。このキャッシングメカニズム506は、利用可能であるときに、使用されそうな構成がすばやくロードされることを確実にするために使用することができる。端末が頻繁に１つのモードから別のものに切り替わるならば、再構成可能な論理がまた絶えず構成間を切り換えているであろうから、発明のこの実施例は特に有利である。さらに、処理システムが監視データのような特定のシステムのいくつかの構成データを取り除かなければならなかったならば、それが代替モードにとって完全なサポートの前に必要である最初の機能である傾向があるので、それはキャッシングメカニズムでの構成を保つかもしれない。
【００４１】
信号処理装置が基地局で使用される時のように、十分なリソースがあるならば、あるタイムリミット、または他の測定値が超えられるまで、構成が捨てられないことを確実にするためにヒステリシスが使用されることができる。発明のこの実施例は、一定に切り替わるとき再構成回数を最小にすることを支援するであろう。
【００４２】
信号処理装置が移動ハンドセットに利用されるとき特に適切である発明の別の実施例では、バッテリーパワーが低くなっているならば、処理装置505はW-CDMAと比較して低いパワー要件を有するGSMのようなまさしく単一モードをサポートするように切り替わることができる。
【００４３】
使用中無線システムがソフトウェアダウンロードをサポートする発明のさらなる実施例において、内部メモリ記憶領域から構成を検索するよりむしろ、エアーインタフェース上をダウンロードされることが構成について発明の範囲内である。これは信号処理装置のために必要とされるシリコンの大きさをさらに減少させることを助けるであろう。実用的な期間において、システムは監視構成の一般に管理可能な大きさの観点で、任意のときに代替システムを監視するダウンロードサポートをすることができる。しかしながら、完全なサポートのためにダウンロード構成の期間に、システムが適切な回数このような構成をダウンロードするだけであるならば、それは望ましいであろう。例えば、コントローラ505は様々な評価基準を監視して、測定レポートに基づいてハンドオーバが実行可能に見えるところに満たされた構成をダウンロードすることができただけである。
【００４４】
発明の関連する実施例では、変調体系が与えられた移動端末または基地局のために適切であるかどうかをテストするために、無線システムは可能な候補変調体系に関連する構成をダウンロードすることができる。発明のこの実施例により、完全に新しい変調/無線伝播方法が移動端末/基地局で瞬時実行の前にテストすることができる。例えば、地理的な領域の中で変調方法の最適な混合を決定するために、システムの多くの端末にこれをすることができる。ダウンロードされる情報はソフトウェアとハードウェア構成情報の混合物であることができる。この点に関して、端末が完全にソフトウェアに基づくならば、実行することができる可能な無線システムの複雑さは制限されるであろう。
【００４５】
したがって、発明のこの実施例により、移動ハンドセットと基地局での再構成可能な論理の使用を通して、ハンドセット/基地局が運用されるモードをテストし、また向上させることが可能になることは明らかである。
別の実施例では、現在のサービングネットワークが代替のネットワークと相互動作のサポートを持っていないところにさえ、本発明はマルチモードシステムに拡張する。例えば、端末はW-CDMAとCDMA-2000についてサポートを持つかもしれない。端末はCDMA2000ネットワークにあるかもしれないが、ローカルなW-CDMAネットワークがまた検出されて、支払い価格や信号品質のような何らかの評価基準のため使用するのが望ましいかもしれない。典型的に、この場合CDMA2000である現在のサービスネットワークがW-CDMAネットワークと相互動作のサポートを持たないならば、端末はW-CDMAネットワークに登録する前にCDMA2000ネットワークとのリンクを遮断しなければならないであろう。この遮断の持続時間をできるだけ最小にすることがユーザの関心事である。
【００４６】
したがって、発明のこの実施例およびこの例の続きにおいて、端末がCDMA-2000を完全にサポートし、かつW-CDMAへの部分的なサポートを提供するところでは、部分的なサポートはW-CDMAを監視するだけでなく許容するように構成することができるが、また完全なW-CDMA接続を設定する前に必要なあるプロトコルメッセージを引き受けるように構成することができる。すなわち、部分的なサポートは、登録時間を速くするためにW-CDMAネットワークへの登録要求の測定値を送るか、またはネットワークへの入場が受入れられるかどうか発見するために利用されるかもしれない。始めのネットワークであるCDMA-2000ネットワークを放棄する前にこれらの行為が行われるところでは、CDMA2000リンクをやめて、W-CDMAリンクを設立する間の時間が短縮される。
【００４７】
発明のさらに代替の実施例において、1つのネットワークが移動端末によって完全にサポートされ、測定データを監視するために部分的にサポートされることが代替のネットワークのために可能でないところでは、本発明は、相互動作のサポートを持っていないネットワークで動作している間、代替のネットワークを監視するメカニズムを提供する。この点に関して、動作ネットワークのための構成は、IPリンクなどの通信リンクを使用して代替モードプロバイダーと通信するために適合される。言い換えれば、端末は既存のリンク上のデータリンクを設立することによって、代替のサービスプロバイダーと通信することができる。したがって、通信は直接ではないが、端末は代替モードプロバイダーと通信することができる。この間接的な通信は、動作ネットワークに確立されたIPリンクを通して代替のネットワークに測定データを渡すか、またはハンドオーバを確立するような様々な目的に利用することができる。もう一度、発明のこの代替の実施例は、始めの動作ネットワークを放棄する前に登録時間を速くするか、または代替のネットワークへの入場が受入れられるかどうか発見するのに利用されるかもしれない。
【００４８】
発明のこの実施例は、インターネットサービスを確立するために利用されるかもしれない。この点に関して、インターネットサイトは様々な代替のネットワークプロバイダーと端末のユーザとが通信することができるように確立されるかもしれない。IPリンク上では、サイトは端末の使用のために特定の領域の端末ユーザに利用可能な最も安い動作ネットワークを交渉することができる。さらに、サービスは異なるサービスオペレータとダイナミックにレートを交渉するかもしれない。これらの交渉はIPリンク上の端末から伝えられる測定レポート情報に少なくとも部分的に基づくことができる。したがって、相互動作が現在のサービングネットワークによってサポートされないときでさえ、発明の実施例はマルチシステム通信の程度で移動端末に提供することができる。
【００４９】
この配列は上述されたような再構成可能な論理を使用してデュアルモード監視と関連して使用されるかもしれない。しかしながら、上で説明された方法は再構成可能な論理を使用してデュアルまたはマルチモードの動作を提供しないシステムで使用することができる。この方法において、端末は、利用価値と、現在のネットワークに接続を切断することなく新しいサービスプロバイダーへのデータリンクを使用してサービスが提供されるかどうかをチェックすることができる。
【００５０】
本発明の広い発明概念がどんな通信ネットワークにも適用され、示された実施例が単に説明に役立ように意図され、制限ではないことが認識されるであろう。例えば、発明はデジタル移動電話ネットワークに関して説明されたが、熟練者はそれが他の無線システム、例えば、ハイパーラン２（Hiperlan2）にアプリケーションを持っていることをまた認識するであろう。さらに、明らかに説明された実施例はW-CDMAとGSM信号を処理し、CDMA2000が代替の計画であるが、全般の原理はIS-95、デジタルAMPS、iDEN(Integrated Digital Enhanced Network)および、所望ならTETRAのような個人的な移動無線通信へ適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】一般的な3G移動電話システムの構成を示す。
【図２】それぞれ従来技術による、(a)スペクトル拡散受信器のフロントエンド、および(b)スペクトル拡散デコーダの例を示す。
【図３】スペクトル拡散レーキ受信器の主な要素を示す。
【図４】デジタル移動電話ネットワークのために例示的なW-CDMAレーキ受信器を示す。
【図５】本発明の実施例によるマルチモード信号処理装置を示す。
【符号の説明】
【００５２】
10…第三世代デジタル移動電話システム  200…フロントエンド  250…デコーダ  300…レーキ受信機  400…W-CDMA レーキ受信機  500…信号処理装置
【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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【国際調査報告】
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