(57)【要約】      （修正有）【課題】無線通信システムにてパイロット信号サーチを実行する方法と装置。【解決手段】モバイルの位置がネットワーク内で決定される。そしてこの位置は決められたパイロット信号セットにおいて識別される全てのパイロット信号をサーチするのに用いられるサーチウインドウサイズと他のサーチパラメータを決定するのに使用される。サーチウインドウサイズはまたモバイルの位置と発信されたパイロット信号へのマルチパス効果に関する別の構成要素に基づいて決定される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信ネットワークにおいてパイロット信号サーチを行う方法、該方法は下記を具備する：
ネットワーク内でモバイル局の位置を決定する；
パイロットセット内で識別される全てのパイロットをサーチするのに要するサーチ時間を最小化するために前記モバイルの前記位置と、サーチウインドウサイズと、パラメータ情報を利用する；
前記パイロットセット内で全パイロットをサーチする。
【請求項２】
請求項１に記載された方法において、モバイル局の位置は通信ネットワーク内で探知される。
【請求項３】
請求項１に記載された方法は、サーチウインドウサイズを決定するために前記モバイル局の前記位置に関連して信号マルチパス効果を利用するステップをさらに具備する。
【請求項４】
請求項３に記載された方法は、
セル内のモバイル局のそれぞれの位置に関するサーチウインドウサイズを記憶するステップと、
モバイル局の知られた位置に対する蓄積されたサーチウインドウサイズを用いてサーチパラメータを決定するステップとをさらに具備する。
【請求項５】
請求項４に記載された方法において、記憶されたモバイル局の位置は三次元テーブルで記憶される。
【請求項６】
無線通信ネットワークにおいてパイロット信号サーチを行う方法を実行するデジタル信号処理装置により実行可能な機械可読命令のプログラムを具現化する製造物において、前記機械可読命令は以下を具備する：
ネットワーク内でモバイル局の位置を決定する；
パイロットセット内で識別される全てのパイロットをサーチするのに要するサーチ時間を最小化するために前記モバイル局の前記位置と、サーチウインドウサイズと、パラメータ情報を利用する；
前記パイロットセット内で全パイロットをサーチする。
【請求項７】
請求項６に記載された製造物において、機械可読命令はサーチウインドウサイズを決定するために前記モバイル局の前記位置に関連して信号マルチパス効果を利用することをさらに具備する。
【請求項８】
請求項７に記載された製造物において、機械可読命令は、
セル内のモバイル局のそれぞれの位置に関するサーチウインドウサイズを記憶することと、
モバイル局の知られた位置に対する蓄積されたサーチウインドウサイズを用いてサーチパラメータを決定すること、とをさらに具備する。
【請求項９】
無線通信ネットワークにおいてパイロット信号サーチを行う装置、該装置は以下を具備する：
第１のデジタル信号処理部を含む少なくとも１つの基地局、そこでは前記少なくとも１つの基地局はパイロット信号を送信し、前記第１のデジタル信号処理部は通信ネットワーク内でモバイル局の位置を決定するのに使用され；
第２のデジタル信号処理部を含む少なくとも１つのモバイル局、そこでは前記少なくとも１つのモバイル局は前記少なくとも１つの基地局と通信的に結合され、前記第２のデジタル信号処理部はパイロットセット内で識別される全てのパイロット信号をサーチするのに要するサーチ時間を最小化するためにモバイル局の位置と、サーチウインドウサイズと、パラメータ情報を使用できる。
【請求項１０】
請求項９に記載された装置において、前記少なくとも１の基地局の選択された基地局は少なくとも１つのモバイル局へのトラフィックチャネルを使用してサーチウインドウサイズとパラメータ情報と通信する。
【請求項１１】
無線通信ネットワークにおいてパイロット信号サーチを行う装置、該装置は以下を具備する：
通信ネットワーク内でモバイル局の位置を決定する第１の手段；
パイロットセット内で識別される全てのパイロット信号をサーチするのに要するサーチ時間を最小化するためにモバイル局の位置と、サーチウインドウサイズと、パラメータ情報を利用する、前記第１の手段と通信的に結合された第２の手段。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信に関する。特に、本発明は一基地局から別の基地局への呼のハンドオフに係るサーチ時間を短縮する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムは一般的に、他の要素の中で、呼を行うときに一またはそれ以上の基地局と通信する一般に移動電話（モバイル）と称せられる無線ユニットからなる。モバイルは、基地局のコントローラによりモバイルに割り当てられた周波数帯内に含まれる一またはそれ以上のチャネルで基地局と通信する。モバイルから基地局への通信は「逆方向リンク」と呼ばれるもので行われ、基地局から移動局への通信は「順方向リンク」で行われる。移動局が動き回る間もモバイルが通話を続けられるように、通話中移動局は絶えず他の基地局を探している。
【０００３】
このような無線システムで使用されるモバイルの一つの重要な要素は、サーチャ（Searcher）である。少なくとも３つの場合、１）モバイルが通信のために基地局を捕捉しようとしているとき、２）モバイルがページングまたはアクセスチャネル状態であるアイドル状態において、３）モバイルがトラフィックチャネルのコントロール下にあるトラフィック状態において、サーチャは異なる基地局から送信されるパイロット信号（パイロット）をサーチするようにプログラムされている。モバイルに割り当てられた周波数と他の周波数上でパイロットをサーチするスピードがモバイルのサーチ性能を決める。スロットモードでは、目的はスロットが消滅する前に隣のセットにある全パイロットをサーチすることである。スロットモードは、時間の選ばれたスロットの間のみモバイルが監視するモバイルの動作モードを参照する。また、「候補」周波数にあるパイロットをサーチするときに、モバイルは、その供している周波数に戻りまた候補周波数をサーチすることにより生じる音声の劣化を最小限にするように、候補セットにある全てのパイロットのサーチをできるだけ早く完了する必要がある。以下で論じるように、候補周波数は潜在ハンドオフ周波数であり、これらのサーチ技術は無線通信システムで通信のハンドオフを調整するのに用いられる。
【０００４】
Ａ．ハンドオフ
符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）無線システムで使用されるモバイルは、トラフィックチャネルのコントロール下にあるとき、３つのタイプのハンドオフ手順を支持する。多重接続通信システムにおけるＣＤＭＡ技術の使用は１９９０年2月13日発行、「衛星や地上リピータを使用したスペクトル拡散多元接続通信システム」と題する、本発明の譲受人に譲渡され、ここに参照により組み入れられた米国特許第４，９０１，３０７号で開示されている。３つのタイプのハンドオフは、  
１．ソフトハンドオフ−モバイルが旧基地局との通信を中断することなく新基地局との通信を開始するハンドオフ。ソフトハンドオフは同一の周波数が付与されたＣＤＭＡチャネルの間でのみ使用され得る。  
２．ＣＤＭＡ  ｔｏ  ＣＤＭＡハードハンドオフ−基地局のばらばらのセット、異なる帯域クラス、異なる周波数割当、或いは異なるフレームオフセット間でモバイルが遷移されるハンドオフ。  
３．ＣＤＭＡ  ｔｏ  Ａｎａｌｏｇハンドオフ−ｃｄｍａ順方向トラフィックチャネルからアナログ音声チャネルへモバイルが向けられるハンドオフ。
【０００５】
ソフトハンドオフを行うために、モバイルは絶え間なく割り当てられたパイロットのセットをサーチする。「パイロット」という語は、パイロットシークエンスオフセットと周波数割当で確認されるパイロットチャネルに言及する。パイロットは同じ順方向リンクＣＤＭＡチャネルの内の順方向リンクトラフィックチャネルに結合するか、或いは逆方向リンクパイロットを使用するシステム上の逆方向リンクに同様に結合する。パイロットセットの中の全てのパイロットは同一のＣＤＭＡ周波数割当を有する。明瞭化のためパイロットは順方向リンクのみの観点で論じられる。
【０００６】
モバイルはＣＤＭＡチャネルの存在を検出しその信号の強度を測定するために現在のＣＤＭＡ周波数割当上のパイロットをサーチする。モバイルが既にそのモバイルに割り当てられているどんな順方向リンクトラフィックチャネルにも結合しない十分な強度のパイロットを検出したとき、モバイルは現在通信している基地局にパイロット強度測定メッセージを送信する。基地局はそれからそのパイロットに結合した順方向リンクトラフィックチャネルをモバイルに割り当て、モバイルにハンドオフの実行を指示できる。
【０００７】
パイロットサーチパラメータとパイロット強度測定メッセージ送信は次のパイロットのセットによって表される。
【０００８】
・アクティブセット：モバイルに割り当てられた順方向リンクトラフィックチャネルに結合するパイロット。
【０００９】
・候補セット：現在アクティブセットにはないが結合する順方向リンクトラフィックチャネルがうまく検波されたことを示すのに十分な強度を持ったモバイルで受信されたパイロット。
【００１０】
・隣接セット：現在アクティブセットや候補セットにはないハンドオフの候補の可能性のあるパイロット。
【００１１】
・残存セット：隣接セット、候補セットやアクティブセットにあるパイロットを除いた、現在のＣＤＭＡ周波数割当上の現在のシステムにあるすべての可能性のあるパイロットのセット。この可能性のあるパイロットはそのパイロットＰＮシークエンスオフセットインデックスがいくらかのパイロット利得の整数倍であるパイロットからなる。
【００１２】
基地局はＣＤＭＡチャネルの存在を検出しその強度を測定するためにモバイルに異なるＣＤＭＡ周波数をサーチするよう指示してもよい。モバイルは基地局にそのサーチ結果を報告する。パイロット強度測定により、基地局は相互周波数（inter-frequency）ハードハンドオフを実行するようモバイルに指示することができる。
【００１３】
パイロットサーチパラメータはパイロットの次のセットによって表される：
・候補周波数隣接セット（Candidate Frequency Neighbor Set）：ＣＤＭＡ候補周波数上のパイロットのリスト。
【００１４】
・候補周波数サーチセット（Candidate Frequency Search Set）：基地局がモバイルにサーチを指示できる候補周波数隣接セットのサブセット。
【００１５】
Ｂ．パイロットサーチ
現在のシステムでは、基地局はサーチウインドウ（Search Window）、即ちＰＮオフセットの範囲をセットし、その範囲内でモバイルは使用可能マルチパスコンポーネントをサーチすることになる。これらのマルチパスコンポーネントは結合する順方向リンクトラフィックチャネルの検波のためにモバイルによって使用される。サーチ動作基準と一般的な無線システム基準は、電気通信工業会により発行されたＴＩＡ／ＥＩＡ−９５ｘとＴＩＡ／ＥＩＡ−９８−Ｂ規格と、米国規格協会により発行されたＡＮＳＩ  Ｊ−ＳＴＤ−０１８とで規定され、それら全てがここに参照により組み入れられる。これらのサーチは一般に次のものにより規定される：
・アクティブセットと候補セット：アクティブ及び候補セットにおけるパイロットのサーチ手順は同一である。アクティブ及び候補セットにおける各パイロットのサーチウインドウサイズは、ＳＲＣＨ＿ＷＩＮ＿Ａに対応するテーブル１で規定されるＰＮチップの数である。例えば、ＳＲＣＨ＿ＷＩＮ＿Ａｓ＝６は２８ＰＮチップサーチウインドウ又はサーチウインドウセンタ±１４ＰＮチップに対応する。モバイルはパイロットの最も早く到着する使用可能マルチパスコンポーネントの中央にアクティブ及びキャンディデートセットの各パイロットに対するサーチウインドウを置く。
【００１６】
表  １  
【表１】
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【００１７】
・ネイバーセット：異なった隣接サーチウインドウのフラッグがセットされれば、隣接セットの各パイロットのサーチウインドウサイズは、サーチされているパイロットに関するサーチウインドウサイズパラメータに対応して、テーブル１に規定されたＰＮチップの数である。フラッグがセットされないなら、隣接セットの各パイロットのサーチウインドウサイズは同じであり、ＳＲＣＨ＿ＷＩＮ＿Ｎｓに対応して、テーブル１に規定されたＰＮチップの数である。モバイルは、モバイルの時間照会で決められたタイミングを用いて、ＰＮシークエンスオフセットの中央に隣接セットの中の各パイロットのサーチウインドウを置く。
【００１８】
・残存セット：残存セットの各パイロットのサーチウインドウサイズは、ＳＲＣＨ＿ＷＩＮ＿Ｒｓに対応して、テーブル１に規定されたＰＮチップの数である。モバイルは、モバイルの時間照会で決められたタイミングを用いて、パイロットのＰＮシークエンスオフセットの中央に残存セットの中の各パイロットのサーチウインドウを置く。モバイルは、パイロットＰＮシークエンスオフセット利得がパイロット利得の整数倍に等しい残存セットパイロットをサーチする。
【００１９】
・候補周波数サーチセット：候補周波数のフラッグがセットされれば、候補周波数サーチセット内の各パイロットのサーチウインドウサイズは、サーチされているパイロットに結合したＳＲＣＨ＿ＷＩＮ＿ＮＧＨＢＲに対応して、テーブル１に規定されたＰＮチップの数である。もしフラッグがセットされなければ、候補周波数サーチセット内の各パイロットのサーチウインドウサイズは、ＣＦ＿ＳＲＣＨ＿ＷＩＮ＿Ｎに対応して、テーブル１に規定されたＰＮチップの数である。モバイルは、モバイルの時間照会で決められたタイミングを用いて、パイロットのＰＮシークエンスオフセットの中央に候補周波数サーチセットの中の各パイロットのサーチウインドウを置く。
【００２０】
Ｃ．サーチ時間
各電話製造者はサーチ戦略を実行する独自の方法を持っている。全ての戦略において、特定パイロットをサーチする時間は、ウインドウサイズとサーチャのハードウエアに依存する。あるハードウエアが与えられると、パイロットのサーチ時間はサーチウインドウサイズに線形に比例する。サーチウインドウサイズの縮小はサーチ時間の実質的な短縮になる。現在のサーチ手順を用いれば、ウインドウサイズは与えられたセルがカバーする地域のサイズによってほとんど決定される。セルは、モバイルと通信する基地局がカバーする地理的な地域である。４つのそのようなセルが図１に示されている。供しているセル内のモバイルの場所にかかわらず、現在のサーチウインドウは最悪の場合のシナリオに対応したサイズになる。即ち、それらは、セル内ながら基地局から最大距離に位置したモバイルに対応したサイズになる。
【００２１】
ページングやトラフィックチャネルでは、モバイルは、モバイルの時間照会で確立されたタイミングを用いて、パイロットのＰＮシークエンスオフセットの中心に隣接セット内の各パイロットのサーチウインドウを置く。モバイルの時間照会は最も早く着き使用できるパスで規定される。例えば、図１は無線システム１００内の４つの隣接したセル１０２、１０４、１０６、１０８を示しており、各セルはＰＮ１、ＰＮ２、ＰＮ３、ＰＮ４とそれぞれ指定されたパイロットを有する。パイロットＰＮ１のサーチウインドウのサイズは、Ａ地点に位置するモバイルに基づいて決定される。しかしながら、例えモバイルがＢ地点にあっても、同じサーチウインドウが使用される。セル１０４内のモバイルの位置を考慮しないので、これは貴重なサーチャ資源の無駄になる。モバイルがＢ地点にあれば、サーチウインドウはＡ地点に位置するモバイルに要求されるサーチウインドウに呼応したサイズで縮小されるべきである。
【００２２】
Ｄ．位置検出方法（Location Methods）
モバイル用自動位置検出能力を提供するために多くの技法が考えられている。一の技法は多くのセルサイトからの信号の到着時間差の測定を含む。これらの信号は位置情報を検出するため「三角法」で測量される。典型的なＣＤＭＡシステムは各モバイルに最も近いセルサイトに届くに十分なだけの信号電力を送信するよう要求するので、この技法は有効になるセルサイトの高集中及び／或いはサイトの送信電力の増加を要求する。この三角法測量は、セルサイトの集中が増大することまたは各モバイル局の信号電力が増大されなければならないことを要求しつつ、少なくとも３つのサイトとの通信を要求する。別のアプローチは、ＧＰＳ（Global Positioning System）機能のモバイルへの追加を含む。このアプローチは４つの衛星への見通し線を要求し、モバイルの位置を突き止めるには多少遅いが、最も正確なアプローチである。
【００２３】
第三のアプローチはモバイルがＧＰＳ搬送波を探す周波数領域を示唆しながらモバイルに支援情報を送る。ほとんどのＧＰＳ受信機は可視衛星からの信号に対する周波数領域内でその受信機が実行するサーチを最小限にするためＧＰＳ衛星アルマナック(Almanac)として知られたものを使用する。アルマナックは、粗天体暦の15000ビットブロックであり、全星座に関する時間モデルデータである。衛星の位置と日の現時間に関するアルマナックにおける情報はおおよそのもののみである。アルマナックなしで、ＧＰＳ受信機は衛星信号を取得するため最広範で可能な周波数サーチを行わなければならない。他の衛星信号捕捉を支援する付加情報獲得のために追加処理が要求される。サーチされる必要のある大きな数の周波数ビン（bins）のために信号捕捉処理には数分要す。各周波数ビンは中心周波数と予め規定された幅を有する。アルマナックの利用により衛星ドップラー（Doppler）における不確かさが減少し、それ故サーチの必要なビンの数が減少する。衛星アルマナックはＧＰＳナビゲーションメッセージから検出され、衛星からモバイルへの順方向リンクでデータや信号メッセージとして送信される。この情報を受信して、モバイルはその位置を決定するＧＰＳ信号処理を実行する。
【００２４】
必要とされるものは、モバイルがトラフィックチャンネルのコントロール下にある間、そのモバイルが割当てられた周波数で全てのパイロットをサーチできるスピードを向上させるパイロットサーチ技術に関してモバイル用の位置情報を使用できる方法と装置である。本発明は隣接及び候補セットにおける各パイロットのサーチウインドウサイズを決定するためにモバイルの物理的位置に関する情報を利用できるべきである。
【００２５】
概して、本発明は通信ネットワークに関する。特に、本発明は隣接及びアクティブ候補セットにおけるパイロットのサーチウインドウサイズを決定するに際しモバイルの位置を利用する装置及び方法に関する。
【発明の開示】
【００２６】
本発明の一実施例は、無線通信ネットワークにおけるパイロット信号サーチを行う方法を提供する。まず、モバイルの位置はネットワーク内で決定される。それから、この位置は、パイロットセット内で特定される全てのパイロットをサーチするために使用されるサーチウインドウサイズとサーチパラメータ情報を決定するときに使用される。サーチウインドウサイズはまたモバイルの位置と発信されたパイロット信号に対するマルチパス効果に関連した他のコンポーネントを基に決定される。
【００２７】
別の実施例において、本発明は、デジタル信号処理部で実行可能で無線通信ネットワークにてパイロット信号サーチを行うのに使用されるデジタル情報を含む製造物を提供する。別の実施例において、本発明はパイロット信号サーチを行うのに使用される装置をもたらす。一の実施例では、装置は少なくとも一の基地局からなり、各基地局はパイロット信号を発信し、基地局は通信ネットワーク内でモバイルの位置を決定するのに使用される。装置はまた少なくとも一のモバイルを含んでもよく、モバイルは少なくとも一の基地局と通信的に結合され、モバイルは選択されたパイロットセットに結合した全てのパイロット信号をサーチするのに要求されるサーチ時間を最小化するためにモバイルに発信されたサーチウインドウサイズと他のサーチパラメータ情報を使用する。
【００２８】
本発明はそのユーザに多くの利点を与える。一の利点は一セットのパイロット信号をサーチするのに要する時間が知られた技術を超えて短縮されることである。別の利点はさらに効率的なサーチが行われるので貴重なサーチャ資源が無駄にされないことである。本発明はまた本発明の以下詳細な記載を検討すれば明らかになる多くの他の利点と利益を与える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明の本質、目的及び利点は、添付図面との関係で次に続く詳細な記載を考慮すれば当業者により明らかになり、図面を通して同様の参照番号は同様の部分を表す。
【００３０】
代表的な実施例の詳細な説明
図２から図５はこの発明の種々方法と装置の例を示す。説明を容易にするために、しかしながらどんな限定も意図せずに、これらの例はデジタル信号処理装置の関係で記載されている。上記を参照して機械可読指示のシークエンスを実行するのに使用されるデジタル信号処理装置は種々ハードウエアコンポーネントと相互連結具現化されてもよい。これらのデジタル信号処理装置の種々アレンジは関係する方法の以下記載を読めば当業者に明らかになる。
【００３１】
オペレーション
前述の特許や刊行物は取得のために使用されるパイロット信号を全て記載する。パイロット信号の使用により、モバイルはタイムリーな方法で局地（local）基地局を捕捉できる。モバイルはパイロットチャネルで搬送される受信パイロット信号から擬似ランダムノイズ（ＰＮ）コードフェイズオフセットを含む同期情報と、関係する信号電力情報を得る。いったんパイロットチャネルを捕捉すれば、モバイルはパイロットチャネルに結合する同期チャネル（sync channel）もまた捕捉できる。
【００３２】
同期チャネルはタイミング指示の微調整を受信するのに使用され、それによってモバイルはシステム時間と内部回路要素を一時的に同期する。モバイルの内部時間がシステム時間と同期されることが重要であると上記の説明に照らして理解される。これによりモバイルはＰＮコードシークエンス内において基地局がどこにあるのか知ることができ、また基地局とモバイル間の通信が可能になる。従って、モバイルが基地局と通信しているときに、基地局は同期を促進するためにシステム時をモバイルに送信する。
【００３３】
スペクトル拡散通信システムでは、パイロット信号は基地局の送信に対する位相と周波数でモバイル局を同期するのに使用される。代表例では、スペクトル拡散通信システムは、ダイレクト−シークエンス(direct-sequence)スペクトル拡散通信システムである。このようなシステムの例は、１９９２年３月３日発行の「ＣＤＭＡモバイル電話システムにおける送信電力制御方法及び装置」と題する米国特許第５，０５６，１０９号と、１９９２年４月７日発行の「ＣＤＭＡセルラ電話システムにおける信号波形生成システム及び方法」と題する米国特許第５，１０３，４５９号において論じられており、両方共に本発明の譲受人に譲渡され、また参照によりここに組み込まれている。ダイレクト−シークエンススペクトル拡散通信システムにおいて、送信された信号は、データ信号で搬送波を変調し、生じた信号を広帯域拡散信号で再度変調することにより情報を送信する必要のある最小帯域よりも大きい周波数帯域に拡散される。一の実施例のパイロット信号において、データは全てのもののシークエンスとして考察される。リニアフィードバックシフトレジスタは、その実行は前述の特許で詳細に記載されているが、典型的に拡散信号を生成する。拡散信号は式の回転フェイザ（phasor）：  
s（t）＝Aｅ−ωｔ＋Φ．
基地局を獲得するために、モバイルは基地局からの受信信号に対して位相Φと周波数ωの両方で同期しなければならない。サーチャが受信信号の位相Φを見つける。拡散信号の位相Φを見つけた後、位相と周波数両方追跡のためのハードウエアを持つ復調素子を使用して周波数が見つけられる。モバイルが受信信号の位相を見つける方法は、位相仮説のセットを試すことにより上記サーチウインドウの観点から論じられ、また仮定的な位相仮説、オフセット仮説と呼ばれる、の一つが正しいかどうかを決定する。「ウインドウ」サーチを用いるサーチャ動作の例は、１９９８年９月８日に出願された「ＣＤＭＡ通信システムにおけるサーチ捕捉を実行する方法及び装置」と題する、本発明の譲受人に譲渡され、また参照によりここに組み込まれている同時継続の米国特許第５，８０５，６４８号において与えられる。
【００３４】
呼のハンドオフを考慮して、無線システムはいわゆる「スロット（Slotted）」サーチを用いる。言いかえれば、スロットサーチを行うモバイルは、呼をハンドオフする他の基地局をサーチするために周期ウインドウ（「スロット」という）を割当てられる。従って、モバイルは、上述された基準に従って、ＰＮコードシークエンスの中でモバイルがパイロットチャンネルがあると予想する位置に中心を置く予め決められたウインドウ内で周りの基地局が発信したパイロットチャネル信号をサーチする。
【００３５】
モバイルが現在通信している基地局は、サーチウインドウサイズとシステムタイムのような他のパラメータをモバイルに送信する。当業者はすぐに認識するように、この再捕捉サーチウインドウは長いサーチを避けるためにできるだけ小さくあるべきである。さらに、サーチパラメータはできるだけ特殊化されるべきである。
【００３６】
具体例では、本発明は図１で示されるＰＮ１のサーチウインドウサイズを現在知られている方法を超えて１／３に縮小できる。例えば、モバイルがＢ地点にあれば、ＰＮ１のサーチウインドウは３つの中の１つのファクタで縮小される。もしモバイルがＣ地点にあれば、サーチウインドウは比例して縮小される。１の実施例では、サーチウインドウサイズを特殊化するために本発明はモバイルの物理的位置を使用してこれを実現する。別の実施例では、本発明はサーチパラメータの全てに対する位置を使用する。
【００３７】
この方法を行うために、モバイルのおおよその位置がわからなければならない。この位置はこの分野で知られた上述された様々な方法で決定される。１つの典型的なモバイル位置決定技術の論文は、「無線ＣＤＭＡ受信機の位置決定システム及び方法」と題する、１９９８年３月１７日に出願された、本発明の譲受人に譲渡され、また参照によりここに組み込まれている同時継続の米国特許出願番号９／０４０，５０１において同時継続の米国特許出願で論ぜられている。本発明の目的のために、正確な位置決定は必要とされない。コース技術がモバイルの位置決定に使用される。
【００３８】
一旦モバイルがトラフィックチャネルのコントロール下になれば、現在通信を扱っている基地局は隣接セットに含まれるパイロット信号をサーチするのに使用されるサーチウインドウのサイズをモバイルに告げるメッセージを発信する。サーチウインドウサイズは担当セル内のモバイルの位置を考慮して決定される。例えば、表１と図１を参照して、ＰＮ１のサーチウインドウはＢ地点にあるモバイルに対して、ウインドウサイズを１６０チップから１４チップに縮小して、１２から４に縮小される。そしてサーチウインドウサイズが縮小されるので、復調損失は縮小されて、サーチは迅速に完了する。
【００３９】
サーチャウインドウサイズは少なくとも２つのコンポーネント、電話と目標とされるパイロットとの間の地理的距離に関する１のコンポーネントと、送信されたパイロット信号に対するマルチパス効果に関する別のコンポーネント、を有する。従って、２つのコンポーネントの効果を合わせることにより選ばれたサーチウインドウサイズが最小化される。ＣＤＭＡシステムでは、空間またはパスダイバーシティは、２つまたはそれ以上のセルサイトを通してモバイルからの同時リンクにより多数の信号パスを与えることにより得られる。さらに、パスダイバーシティは、異なる延長遅延と共に到着する信号の受信と処理を分けて行うことにより処理する拡散スペクトルを通してマルチパス環境を利用することにより得られる。パスダイバーシティの例は、１９９２年３月３１日に発行された、「ＣＤＭＡセルラ電話システムにおけるソフトハンドオフ」と題する、米国特許第５、１０１、５０１号と、１９９２年４月２８日に発行された、「ＣＤＭＡセルラ電話システムにおけるダイバーシティ受信機」と題する、米国特許第５、１０９、３９０号、両方共に本発明の譲受人に譲渡され、また参照によりここに組み込まれている、にて説明されている。
【００４０】
別の実施例では、サーチパラメータはまたモバイルの場所に基づいて選ばれる。モバイルがトラフィックチャネルのコントロール下にあるとき、基地局はサーチパラメータをモバイルに送信する。これらのサーチパラメータはサーチパラメータを特殊化する或いは「あつらえる」ためにモバイルの場所情報を利用する。この特殊化はサーチャ手順を最適化するために使用される。サーチを実行するサーチャによって使用されるサーチウインドウサイズと手順を最適化することによりサーチ時間の短縮が図れる。
【００４１】
さらに別の実施例では、一旦ウインドウサイズがセル内の地理的地域に対応して決定されれば、ウインドウサイズはメモリ部に記憶される。サーチャ手順パラメータもまた記憶される。無線システム内のセルが実質的に変わらなければ、これらのウインドウサイズはその地理的地域内に位置するどのモバイルとも通信でき、また使用される。モバイルの位置を知っている基地局コントローラはウインドウサイズ及び／またはサーチャ手順パラメータを調べてそれらをモバイルに送信する。別の実施例では、モバイルがその情報を記憶してもよい。
【００４２】
装置構成部品と相互結合
様々な装置実施例が特定のモバイル位置システムに関してそしてハードウエア具体例をサポートして以下に述べられている。しかしながら、当業者は様々な位置システムを使用できると認識するであろう。
【００４３】
図２は同期ＣＤＭＡ通信ネットワークにおける基地局２０２とモバイル２０４の実現を示す図である。ネットワークはビルディング２０６と地面を基礎とした障害物２０８に囲まれている。基地局２０２とモバイル２０４は数個のＧＰＳ衛星、その内４つは２１０、２１２、２１４と２１６と示されている、を有するＧＰＳ環境の中に配置されている。このようなＧＰＳ環境はよく知られていて、例えば、ホフマン−ウエレンホフ他著、ＧＰＳ理論と実践、第２版、ニューヨーク、ニューヨーク州、スプリンガーヴェルラグウイーン１９９３発行に見られる。典型的な先行技術のＧＰＳの実用では、ＧＰＳ受信機がその位置を決定するために少なくとも４つの衛星が必要とされる。反対に、遠隔基地２０４の位置は１つ位少ないＧＰＳ衛星からの信号と、最も単純な場合、２つの他の地上に位置した信号を用いて決定される。図３はＣＤＭＡネットワーク２２０のブロック図を示す。ネットワーク２２０は基地局コントローラ（ＢＳＣ）２２４を有するモバイル交換局（ＭＳＣ）２２２を含む。公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）２２６は伝統的な地上に位置した電話線及びＭＳＣ２２２へ及びＭＳＣ２２２からの他のネットワーク（図示されていない）からの呼の経路を定める。ＭＳＣ２２２はＰＳＴＮ２２６から第１のセル２３０に結合したソース（Source）基地局２２８と第２のセル２３４に結合したターゲット（target）基地局２３２への及びからの呼の経路を定める。さらに、ＭＳＣ２２２は基地局２２８と２３２間の呼の経路を定める。ソース基地局２２８は第１の通信路２３８経由第１のセル２３０内の第１のモバイル２３６への呼に経路を指示する。第１の通信路２３８は順方向リンク２４０と逆方向リンク２４１を有する２方向リンクである。一般的に、基地局２２８がモバイル２３６との通信を確立すると、順方向リンク２４０はトラフックチャネルを含む。
【００４４】
無線位置設定機能（ＷＰＦ）２４２はＢＳＣ２２４と通信的に結ばれているが、ＭＳＣ２２２のような他のネットワーク要素に直接的或いは非直接的に結ばれてもよい。ＷＰＦ２４２は一般にデジタル処理装置、記憶装置とこのような装置に一般に見られる他の要素（全て図示されていない）を具備する。ＷＰＦ２４２に、基地局２２８とモバイル２３６との間で送信される信号の１方向時間遅延を見積もったり、参照時間と信号の到達時間との間の時間オフセットを監視し説明するといったような様々な用途に当ててもよい。２２８と２３２各基地局は１セルのみに結合しているが、基地局コントローラはしばしばいくつかのセルにある基地局を支配しまたは結合する。モバイル２３６が第１のセル２３０から第２のセル２３４に移動するとき、モバイル２３６は第２のセルに結合する基地局と通信を開始する。これは一般的にターゲット基地局２３２への「ハンドオフ」と称されている。「ソフト」ハンドオフにおいて、モバイル２３６はソース基地局２２８との第１の通信リンク２３８に加えてターゲット基地局２３２との第２の通信リンク２４４を確立する。モバイル２３６が第２セル２３４に入り第２セルとのチャネルが確立された後、遠隔局は第１の通信リンクを切断してもよい。
【００４５】
ハードハンドオフでは、ソース基地局２２８とターゲット基地局２３２の動作は一般的に、ターゲット基地局へのリンクが確立される前にソース基地局間の通信リンク２４４が切断されなければならないので異なる。例えば、ソース基地局が第２の周波数帯域を使用する第２のＣＤＭＡシステム内にあるとき、ほとんどの遠隔局には同時に２つの異なる周波数帯域に同調する能力がないので、遠隔局は両基地局とのリンクを同時に維持できない。第１のモバイル２３６が第１セルから第２セルに移動するとき、ソース基地局２２８へのリンク２３８は切断されてターゲット基地局２３２との新たなリンクが形成される。
【００４６】
図４へ移って、モバイル３００は一般に３０４と示された無線通信システムの基地局３０２との無線通信状態にあるように示されている。開示の明確化のために単一の基地局３０２と単一のモバイル３００が図４に示されているが、システム３０４は一般的に他のモバイルと基地局（図示されていない）を含むと理解されるべきである。具体例では、システム３０４はモバイル信号を別の信号と区別するために符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）原理を満たす。好ましいＣＤＭＡシステムの詳細は、上記にて参照された１９９０年２月１３日に発行された、「衛星または地上リピータを用いたスペクトル拡散多元接続通信システム」と題する、本発明の譲受人に譲渡され、また参照によりここに組み込まれている、米国特許第４、９０１、３０７号、にて説明されている。図で示されているように、モバイル３００は無線リンク３０８を介して基地局３０２と通信できる受信機／発信機３０６を含む。さらに、モバイル３００は受信機／発信機３０６によってデータの受信と送信を制御するためコントロール回路構成を含む。図４において、このコントロール回路構成は、簡略化のため、デジタル信号処理装置３１０として示されている。同じく図示されているように、処理装置３１０はデータ記憶装置３１２にアクセスすることができる。図示されていないが、基地局３０２はデジタル信号処理装置と記憶装置を保有する。以下でさらに十分開示されるように、データ記憶装置３１２はデジタル信号処理装置３１０によって実行される指示を含む。
【００４７】
従って、データ記憶装置３１２の論理構成の例外はあるが、モバイル３００はこの分野で知られているように好ましくはＣＤＭＡモバイルである。
【００４８】
さらに、モバイル３００は内部クロック３１４を含む。１の実施例では、内部クロック３１４は電圧制御温度制御水晶発振器（ＶＣＴＣＸＯ）である。しかしながら、他のクロック装置、水晶ベースであろうとなかろうと、本発明での使用に同等に適していることに注目すべきである。従って、クロック３１４の出力信号は、よく知られた原理に従ってクロック電源３１８からクロック３１４への入力信号の電圧を制御することによりコントロールされているクロックパルス出力のレートを有する、カウンタ３１６へ送信されるクロックパルスのシークエンスである。クロック３１４は上述の通り基地局３０２からのタイミングメッセージの受信によりシステム時間と同期される。
【００４９】
製造物
上述の通りこの方法は、例えば機械可読指示のシークエンスを実行するデジタル信号処理部を動作させることにより実行される。これらの指示は媒体（media）を運ぶ様々なタイプの信号に存する。この点において、本発明の一面は、パイロットサーチ実行に要する時間を短縮する方法を実行するデジタル信号処理部により実行される機械可読指示のプログラムを具体化した実態的な媒体を運ぶ信号からなる製造物に関する。
【００５０】
媒体を運ぶデジタル信号は例えば通信ネットワークに含まれるＲＡＭやＡＳＩＣ（いずれも示されていない）からなる。或いは、指示は他の信号に含まれていてもよい。デジタル信号処理部に直接的或いは間接的にアクセスできる、磁気データ記憶媒体のような媒体を運ぶ別の信号に含まれていてもよい。本発明の実施例では、機械可読指示は、Ｃ、Ｃ＋＋、ＪＡＶＡ（登録商標）やその他プログラミングの分野における当業者が一般に使用する他の適したコード言語のような編集されたコンピュータコードのラインからなる。
【００５１】
他の実施例
現在本発明の具体的実施例と考えられるものが示されてきたが、添付クレームで規定されるように本発明の範囲から離れずになされる様々な変更や変形は当業者には明白である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明による無線通信ネットワークにおける4つの隣接したセルを示す。
【図２】本発明による衛星位置決定システムを利用した無線通信装置を示す。
【図３】本発明による無線通信ネットワークを示す。
【図４】本発明によるモバイルのブロック図を示す。
【図５】本発明による製造物の代表例を示す。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成19年11月2日(2007.11.2)
【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】
無線通信ネットワークにおいてパイロット信号サーチを行う方法であって、
ネットワーク内でモバイル局の位置を決定することと、
前記モバイル局の位置に基づいてサーチウインドウサイズを利用してパイロットセット内のパイロットをサーチすること、とを備える方法。
【請求項２】
該モバイル局の位置は該通信ネットワーク内で追跡される、請求項１に記載された方法。
【請求項３】
前記モバイル局の位置に関係して信号マルチパス効果を利用してサーチウインドウサイズを決定することをさらに備える請求項１に記載された方法。
【請求項４】
セル内のモバイル局のそれぞれの位置に関するサーチウインドウサイズを記憶することと、
モバイル局の知られた位置に関する記憶されたサーチウインドウサイズを用いてサーチパラメータを決定することと、をさらに具備する請求項３に記載された方法。
【請求項５】
該記憶されたモバイル局の位置は三次元テーブルに記憶される請求項４に記載された方法。
【請求項６】
ネットワーク内でモバイル局の位置を決定することと、
前記モバイル局の位置に基づいてサーチウインドウサイズを利用してパイロットセット内のパイロットをサーチすることと、によって、無線通信ネットワークにおいてパイロット信号サーチを行うためのディジタル信号処理装置により実行可能な機械読取可能命令のプログラムを具現化する製造物
【請求項７】
前記モバイル局の前記位置に関係して信号マルチパス効果を利用してサーチウインドウサイズを決定することをさらに備える請求項６に記載された製造物。
【請求項８】
セル内のモバイル局のそれぞれの位置に関するサーチウインドウサイズを記憶することと、
モバイル局の知られた位置に関する記憶されたサーチウインドウサイズを用いてサーチパラメータを決定することと、をさらに備える請求項７に記載された製造物。
【請求項９】
無線通信ネットワークにおいてパイロット信号サーチを行うための装置であって、
該通信ネットワーク内でモバイル局の位置を決定する手段と、
前記モバイル局の位置に基づいてサーチウインドウサイズを使用してパイロットセット内のパイロットをサーチする手段と、を備える装置。
【請求項１０】
該モバイル局の位置は該通信ネットワーク内で追跡される、請求項９に記載された装置。
【請求項１１】
前記モバイル局の位置に関係して信号マルチパス効果を利用してサーチウインドウサイズを決定する手段をさらに備える請求項９に記載された装置。
【請求項１２】
セル内のモバイル局のそれぞれの位置に関するサーチウインドウサイズを記憶する手段と、
モバイル局の知られた位置に関する記憶されたサーチウインドウサイズを用いてサーチパラメータを決定する手段と、をさらに備える請求項１１に記載された装置。
【請求項１３】
該記憶されたモバイル局の位置は三次元テーブルに記憶される請求項１２に記載された装置。
【請求項１４】
無線通信ネットワークにおいてパイロット信号サーチを行うためのモバイル局であって、
無線通信ネットワークと信号を送受信する手段と、
前記無線通信ネットワーク内で前記モバイル局の位置に基づいてサーチウインドウサイズを利用してパイロットセット内のパイロットをサーチする手段と、を備えるモバイル局。
【外国語明細書】
2008061257000001.pdf