(57)【要約】【課題】移動局からの受信信号が障害物やフェージング等の外的要因によって変動する場合でも、電力値の高い最近接パスを高速にサーチし、通信品質を向上可能なパスサーチ回路を提供する。【解決手段】電力比較部８１はパス検出部から通知された有効パスのパス位置及び電力値を比較し、最大電力値のパスが最近接パスかどうかを判断する。相関器割当部８２は電力比較部８１からの制御信号及び最大電力値のパス位置から高速サーチ用の相関器割り当てを設定し、相関器割り当て情報を遅延量設定部８３に通知する。遅延量設定部８３はメモリ８４から現スロットで設定した遅延量を読出し、次スロットで相関計算を行うパス位置を計算し、遅延回路部３に遅延量を送信するとともに、次スロットの遅延量をメモリ８４に再び格納する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動局からの受信信号に対して前記移動局と同じ拡散符号及びパイロット符号を用いて前記受信信号の遅延量を推定する基地局のパスサーチ回路であって、前記移動局からの受信信号のパス状況を判断するサーチ窓設定手段を有することを特徴とするパスサーチ回路。
【請求項２】
前記サーチ窓設定手段は、対象の移動局が使用しているパイロット信号及び拡散コードを合成したレプリカ信号と前記受信信号との相関計算を行う相関計算手段部で検出されたパス情報と、電力の高い順にＲＡＫＥ合成可能なパス数を有効パスとするパス検出手段で検出されたパス情報とを基に前記移動局からの受信送信信号のパス状況を判断することを特徴とする請求項１記載のパスサーチ回路。
【請求項３】
前記サーチ窓設定手段は、前記基地局から最も近い最近接パスの電力値が検出されたパスの中で最大かどうかを判断する手段と、その検出された最大電力のパスよりも近い位置である最近接パス付近を重点的にサーチするように前記レプリカ信号を遅延する遅延回路にサーチ位置を設定する手段とを含むことを特徴とする請求項３記載のパスサーチ回路。
【請求項４】
移動局からの受信信号に対して前記移動局と同じ拡散符号及びパイロット符号を用いて前記受信信号の遅延量を推定する基地局のパスサーチ方法であって、前記基地局側に、前記移動局からの受信信号のパス状況を判断するステップを有することを特徴とするパスサーチ方法。
【請求項５】
前記パス状況を判断するステップは、対象の移動局が使用しているパイロット信号及び拡散コードを合成したレプリカ信号と前記受信信号との相関計算を行う相関計算手段部で検出されたパス情報と、電力の高い順にＲＡＫＥ合成可能なパス数を有効パスとするパス検出手段で検出されたパス情報とを基に前記移動局からの受信信号のパス状況を判断することを特徴とする請求項４記載のパスサーチ方法。
【請求項６】
前記パス状況を判断するステップは、前記基地局から最も近い最近接パスの電力値が検出されたパスの中で最大かどうかを判断するステップと、その検出された最大電力のパスよりも近い位置である最近接パス付近を重点的にサーチするように前記レプリカ信号を遅延する遅延回路にサーチ位置を設定するステップとを含むことを特徴とする請求項５記載のパスサーチ方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は基地局、パスサーチ回路及びそれに用いるパスサーチ方法に関し、特にＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ：符号分割多元接続）方式の基地局において、受信信号を逆拡散するための遅延を推定する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤＭＡ方式においては、移動局が拡散コードを用いて既知のパイロット信号及びユーザデータを拡散して送信している。基地局が移動局からの送信信号を受信する場合、その基地局には送信信号が基地局とユーザとの位置によってある遅延量を持って到来する。
【０００３】
基地局のパスサーチ回路は移動局からの受信信号に対して、基地局側で同じ拡散符号及びパイロット符号を用いて、その受信信号の遅延量を、例えば拡散符号の１チップ以内の精度で推定する。基地局の逆拡散回路はパスサーチ回路で得られた遅延量から逆拡散の動作を開始する。
【０００４】
移動局からの送信信号は移動局と基地局との間の障害物やフェージング等の環境によって、マルチパスとなって基地局に到達する。基地局ではマルチパスの信号に対して逆拡散部で逆拡散し、ＲＡＫＥ合成を行う。
【０００５】
そのため、パスサーチ回路は移動局からの受信信号に対して複数のパスを検出する必要がある。パスサーチ回路はある程度の時間をかけて基地局がカバーするセル全体をサーチし、複数の有効パスを検出する（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
従来のＣＤＭＡ基地局のパスサーチ回路周辺の構成を図７に示す。図７において、データ受信部１１は移動局（図示せず）からの送信信号を基地局が保有するアンテナから受信し、ベースバンド信号に変換する。レプリカ信号生成部１２は移動局が使用している拡散コードとパイロット信号とからなるレプリカ信号を生成する。
【０００７】
遅延回路部１３は複数の遅延回路１３１〜１３Ｍからなり、パスサーチする位置に応じてレプリカ信号に遅延量を与える。相関計算部１４は複数の相関器１４１〜１４Ｍからなり、生成されたレプリカ信号と移動局からの受信信号との相関計算を行う。相関計算部１４の相関結果はメモリ１５に格納される。
【０００８】
パス検出部１６はメモリ１５に格納された相関結果から電力値を計算し、ある閾値より高い電力値のパスを有効パスとして設定する。この時、有効パス数が逆拡散部１７のＲＡＫＥ合成可能なパス数Ｐより多い場合には、電力値の高い順にＰ本を有効パスとする。逆拡散部１７はパス検出部１６からのパス情報を基に、ユーザデータを逆拡散して復号する。
【０００９】
ここで、連続的に送信される音声等の移動局からの受信信号のパスをサーチする方法について説明する。データ受信部１１によってベースバンド信号に変換された受信信号は相関計算部１４の各相関器１４１〜１４Ｍに入力される。レプリカ信号生成部１２は移動局が使用している既知の拡散コード及びタイムスロット毎に決められたパイロット信号を生成及び合成し、レプリカ信号として遅延回路部１３に出力する。
【００１０】
遅延回路部１３は相関計算部１４の相関器１４１〜１４Ｍと同じ数の遅延回路１３１〜１３Ｍを有しており、各相関器１４１〜１４Ｍが１スロット中に計算できるチップ数ずつ遅延量をずらしてレプリカ信号に遅延を与える。各遅延回路１３１〜１３Ｍからのレプリカ信号は相関計算部１４の各相関器１４１〜１４Ｍに出力される。相関計算部１４は複数の相関器１４１〜１４Ｍから構成され、移動局からの受信信号とレプリカ信号との相関値を算出し、相関結果をメモリ１５に出力する。
【００１１】
パス検出部１６はメモリ１５から各相関器１４１〜１４Ｍの相関結果を引取り、遅延量毎の電力値を計算し、ある一定の閾値を超えた遅延量を有効パスと判定する。また、パス検出部１６は逆拡散部１７が処理できるマルチパス数に応じて有効パスの中から電力値の高い順のパス位置を逆拡散部１７に通知する。逆拡散部１７はパス検出部１６から通知されたパス位置を基に、移動局からの受信信号と拡散コードとによって逆拡散し、データを復号する。
【００１２】
パスサーチ回路が１スロットでサーチできる範囲は相関計算部１４の相関器数に依存する。１スロットでサーチできる範囲をサーチ窓と呼ぶこととする。相関計算部１４の相関器数をＭとし、１つの相関器が１スロット当たりに相関計算できるサーチ幅をＸ（ｃｈｉｐ）とすると、このパスサーチ回路の１スロット当たりのサーチ窓幅Ｓ（ｃｈｉｐ）は、
Ｓ＝Ｍ×Ｘ
となる。
【００１３】
スロット毎のサーチ範囲はセル半径に比べて小さいので、パスサーチ回路では複数スロットにわたってサーチを行う。遅延回路部１３はスロット毎に遅延量をサーチ窓幅Ｓｃｈｉｐ分ずらしてレプリカ信号を相関計算部１４に出力する。これによって、相関計算部１４はセル全体に対するサーチを実現する。
【００１４】
本来、移動局からの受信信号は障害物やフェージングの影響がない場合、移動局からの直接波が遅延量が一番小さく、電力値が最大となる。一方、反射等によるマルチパスは、直接波に対して遅延量が大きくなり、電力値がその遅延量に応じて小さくなる。
【００１５】
【特許文献１】
特開２０００−１３４１３５（第７〜９頁、図１）
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のパスサーチ回路では、セル全体のマルチパスを検出するためにある程度の時間を要する。そのため、従来のパスサーチ回路では、移動局が移動し、直接波や近接のパスが障害物等の外的要因によって有効パスとして検出されなかった場合、その後、直接波が外的要因の影響を受けなくなったとしても、そのパスを検出するまでにある程度の時間を要することとなり、それが通信品質を劣化させる一因になるという問題がある。
【００１７】
そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、移動局からの送信信号が障害物やフェージング等の外的要因によって変動する場合でも、電力値の高い最近接パスを高速にサーチすることができ、通信品質を向上させることができる基地局、パスサーチ回路及びそれに用いるパスサーチ方法を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明によるパスサーチ回路は、移動局からの受信信号に対して前記移動局と同じ拡散符号及びパイロット符号を用いて前記受信信号の遅延量を推定する基地局のパスサーチ回路であって、前記移動局からの受信信号のパス状況を判断するサーチ窓設定手段を備えている。
【００１９】
本発明によるパスサーチ方法は、移動局からの受信信号に対して前記移動局と同じ拡散符号及びパイロット符号を用いて前記受信信号の遅延量を推定する基地局のパスサーチ方法であって、前記基地局側に、前記移動局からの受信信号のパス状況を判断するステップを備えている。
【００２０】
すなわち、本発明のパスサーチ回路は、移動体通信の基地局において、移動している移動局の送信信号が障害物やフェージング等の外的要因によって信号レベルが変動する状況においても、移動局の送信信号に対するパスサーチを高速に行えるようにしている。
【００２１】
より具体的に説明すると、本発明のパスサーチ回路では、相関計算部及びパス検出部によって検出されたパス情報を基に、サーチ窓設定部が移動局からの受信信号のパス状況を判断している。サーチ窓設定部は基地局から最も近いパス（最近接パス）の電力値が検出されたパスの中で最大かどうかを判断する。
【００２２】
本来、移動局の送信信号電力は距離の２乗に反比例して小さくなる。しかしながら、最近接パスが最大電力でない場合には、移動局からの直接波が障害物やフェージング等の外的要因よって電力が小さくなっていると考えられる。
【００２３】
そこで、サーチ窓設定部は検出された最大電力のパスよりも近い位置（最近接パス付近）を重点的にサーチするように、遅延回路部にサーチ位置を設定する。本発明のパスサーチ回路では上記の制御によって、最近接パスの電力値が変動している環境でも、そのパスを従来よりも高速にサーチすることが可能となる。その結果、移動局からの受信信号の通信品質を向上させることが可能となる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施例によるＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ：符号分割多元接続）基地局のパスサーチ回路周辺の構成を示すブロック図である。図１において、図示せぬ移動局からの受信信号はデータ受信部１によってベースバンド信号に変換され、相関計算部４及び逆拡散部７に入力される。
【００２５】
一方、レプリカ信号生成部２は対象の移動局が使用しているパイロット信号及び拡散コードを合成したレプリカ信号を生成する。遅延回路部３の各遅延回路３１〜３Ｍはサーチ窓設定部８によって与えられた遅延量に応じてレプリカ信号に遅延を与え、相関計算部４の各相関器４１〜４Ｍに出力する。相関計算部４では各相関器４１〜４Ｍにおいて受信データとレプリカ信号との相関計算を行い、その相関結果をメモリ５に格納する。
【００２６】
パス検出部６はメモリ５から相関結果を引取り、ある一定の閾値より高い電力値のパスを検出し、検出したパスを前スロットで設定された有効パスと比較し、電力値の高い順にランク付けを行う。また、パス検出部６はそのランク付けした中から電力の高い順にＲＡＫＥ合成可能なパス数を有効パスとし、検出した有効パス位置と電力値とを逆拡散部７及びサーチ窓設定部８に通知する。
【００２７】
さらに、パス検出部６は最近接パス検出用の電力閾値を設定し、閾値を超えたパスの中で遅延量が最も小さいパスを最近接パスとしてサーチ窓設定部８に通知する。この最近接パス検出閾値は有効パスレベル閾値よりも小さいものとする。これによって、最近接パスの電力が有効パスレベル閾値以下まで減少した場合でも、最近接パスが認識されるのを補償する。逆拡散部７は通知されたパス位置から受信データを逆拡散し、ユーザデータを求める。
【００２８】
一方、サーチ窓設定部８は通知された有効パスのパス位置及び電力値と、最近接パスのパス位置及び電力値とをパス検出部６から受取り、次のスロットで相関計算を行うパス位置を決定し、遅延回路部３に設定する。
【００２９】
図２は図１のサーチ窓設定部８の構成を示す機能ブロック図である。図２において、サーチ窓設定部８は電力比較部８１と、相関器割当部８２と、遅延量設定部８３と、メモリ８４とから構成されている。
【００３０】
電力比較部８１はパス検出部６から通知された有効パスのパス位置及び電力値を比較し、最大電力値のパスが最近接パスかどうかを判断する。例えば、最近接パスの電力値が最大の時にはフラグを“１”に設定する等して、相関器割当部８２に通知する。また同時に、電力比較部８１は最大電力値のパス位置を相関器割当部８２に通知する。
【００３１】
相関器割当部８２は電力比較部８１からの制御信号及び最大電力値のパス位置から高速サーチ用の相関器割り当てを設定し、相関器割り当て情報を遅延量設定部８３に通知する。遅延量設定部８３はメモリ８４から現スロットで設定した遅延量を読出し、次スロットで相関計算を行うパス位置を計算し、遅延回路部３に遅延量を送信する。また、遅延量設定部８３は次スロットの遅延量をメモリ８４に再び格納する。
【００３２】
図３は図１のサーチ窓設定部８の動作を示すフローチャートであり、図４は本発明の一実施例による移動局からの受信信号のディレイプロファイルの一例を示す図であり、図５は本発明の一実施例による移動局からの受信信号のディレイプロファイルの他の例を示す図である。これら図１〜図５を参照してサーチ窓設定部８の動作について説明する。
【００３３】
電力比較部８１はパス検出部６から通知されたパス位置及び電力値を基に、基地局から最も近いパス（最近接パス）が最大の電力値であるかどうかを判断する（図３ステップＳ１）。最近接パス（Ｐ１）の電力値が最大の場合のディレイプロファイルの例を図４に示し、最近接でないパス（Ｐ２）の電力値が最大の場合のディレイプロファイルの例を図５に示す。また、移動局が基地局の直下にいる状態を遅延量＝０ｃｈｉｐとする。
【００３４】
図４に示す例の場合には、最近接パスの電力値が有効パスの中で最大であり、移動局からの直接波が外的要因によって減衰していないと考え、以下のようなパスサーチを行う（図３ステップＳ２）。遅延量設定部８２は現スロット（ｉ）で設定したサーチ位置Ｉｃｈｉｐにサーチ窓幅Ｓｃｈｉｐを加算した値を次スロット（ｉ＋１）のサーチ位置とし、遅延回路部のそれぞれの遅延回路にＸｃｈｉｐずつずらして設定する。
【００３５】
一方、図５に示すように、最近接パスの電力値が最大でない場合には、直接波が外的要因によって減衰していると考え、直接波のパスサーチを高速に行うように遅延回路部３の設定を行う（図３ステップＳ３〜Ｓ５）。
【００３６】
つまり、まず、相関器割り当て部８２は以下の２つのサーチ窓を持つように相関器を割り当てる（図３ステップＳ３）。１つ目は直接波を高速にパスサーチするために、最大電力値をもつパス位置より遅延量が小さい部分を相関計算する相関器である。２つ目はマルチパスをサーチするために、最大電力値のパス位置より遅延量が大きい部分を相関計算する相関器である。
【００３７】
すなわち、図５に示すように、次スロット（ｉ＋１）におけるサーチ窓はサーチ窓Ｗ１とサーチ窓Ｗ２とに分割されることになる。前者の相関器数をＭ１個とし、後者の相関器数をＭ２個とした場合、その割り当ては、例えば、
Ｍ１＝Ｍ×（Ｐ２／Ｒ）×Ｋ
Ｍ２＝Ｍ−Ｍ１
という式による計算で決定される。ここで、Ｐ２（ｃｈｉｐ）は最大電力値のパス位置、Ｒ（ｃｈｉｐ）は基地局がカバーするセルの半径であり、Ｋは１以上の重み付け定数で、Ｋが大きいほど直接波のサーチを高速に行うことになる。
【００３８】
上記の式において、Ｍ＝Ｍ１になる場合には、マルチパスをサーチする相関器がなくなってしまうので、マルチパス用に割り当てる最低限の相関器数Ｍｍｉｎを予め決めておく。よって、この場合のＭ１、Ｍ２は、
Ｍ１＝Ｍ−Ｍｍｉｎ
Ｍ２＝Ｍｍｉｎ
となる。
【００３９】
続いて、遅延量設定部８２は次スロットで使用するサーチ窓Ｗ１及びサーチ窓Ｗ２のサーチ位置を決定する（図３ステップＳ４，Ｓ５）。現スロットのサーチ窓がサーチ窓Ｗ１、サーチ窓Ｗ２と分割されている状態では、次スロットの各サーチ窓は遅延量が連続するように各遅延回路に設定する。
【００４０】
現スロットのサーチ窓が通常のサーチを行っている状態で、サーチ窓の最終位置が最大電力値のパス位置より手前にある場合（図５のＰａｔｔｅｒｎ１）には、次スロットのサーチ窓Ｗ１が現スロットのサーチ窓の最終位置からサーチするように遅延回路を設定する。次スロットのサーチ窓Ｗ２は最大電力値のパス位置（Ｐ２）からサーチを開始するよう設定する。
【００４１】
また、現スロットのサーチ窓の最終位置が最大電力値のパス位置より後ろにある場合（図５のＰａｔｔｅｒｎ２）には、次スロットのサーチ窓Ｗ１がセル半径の０ｃｈｉｐ目からサーチを開始するように遅延量を設定する。次スロットのサーチ窓Ｗ２は現スロットのサーチ窓の最終位置からサーチを開始するように遅延量を設定する。
【００４２】
遅延量設定部８３は上記の処理で設定されたサーチ窓Ｗ１の遅延量からＸｃｈｉｐずつ加算しながら、Ｍ１個の遅延回路に遅延量を設定する（図３ステップＳ６）。同様に、遅延量設定部８３は設定されたサーチ窓Ｗ２の遅延量からＸｃｈｉｐずつ加算しながら、Ｍ２個の遅延回路に遅延量を設定する。
【００４３】
次に、本実施例による効果について、以下の簡単な例で説明する。図５に示すようなディレイプロファイルの状態で、基地局がカバーするセル半径Ｒ＝２００ｃｈｉｐ、相関計算部４の相関器数Ｍ＝１０、１相関器が１スロットで計算できるサーチ幅Ｘ＝２ｃｈｉｐ、最大電力値のパス位置Ｐ２＝２０ｃｈｉｐ、重み付け定数Ｋ＝２とした場合、従来のパスサーチ回路では最近接パスを検出してから次に検出するまでのスロット数をＩとすると、
Ｉ＝Ｒ／（Ｍ×Ｘ）＝１０スロット
となる。
【００４４】
一方、本実施例の場合、直接波をサーチするための相関器数は、
Ｍ１＝２
となる。この相関器がセル半径のうち０ｃｈｉｐ位置から最大電力値のパス位置までをサーチする時間は、
Ｉ＝５スロット
となり、直接波付近をサーチする周期は１／２になることがわかる。
【００４５】
このように、本実施例では、移動局からの受信信号が障害物やフェージング等の外的要因によって変動する場合でも、電力値の高い最近接パスを高速にサーチすることができ、このような条件下での通信品質を向上させることができる。
【００４６】
図６は本発明の他の実施例による移動局からの受信信号のディレイプロファイルの例を示す図である。本発明の他の実施例によるＣＤＭＡ基地局のパスサーチ回路周辺の構成及びサーチ窓設定部の構成は、図１及び図２に示す本発明の一実施例と同様であるので、図１と図２と図６とを参照して本発明の他の実施例について説明する。
【００４７】
最近接パス（Ｐ１）及び最大電力値のパス（Ｐ２）が基地局から遠い位置に存在する場合、上述した本発明の一実施例の場合、最近接パスの高速サーチ用相関器数Ｍ１が「Ｍ−Ｍｍｉｎ」となる。
【００４８】
しかしながら、図６に示すように、最近接パス（Ｐ１）が基地局から離れている状態では、基地局付近に新しいパスが検出される確率が極めて低い。そこで、電力比較部８１で、「Ｒ´＝Ｒ−Ｐ１＋Ｔ」となるサーチ範囲Ｒ´を決定する。ここで、Ｔは予め決められたマージンである。このマージンは移動局の移動によって最近接パスの遅延量が小さくなった場合でもパスサーチできるように設定される値である。
【００４９】
相関器割当部８２はサーチ窓をＷ１，Ｗ２，Ｗ３に分割するように、相関器を割り当てる。サーチ窓Ｗ３は伝播環境の影響で、突然、基地局付近にパスが現れた場合に検出できなくなるのを防ぐために設定される。そのため、相関器数Ｍ３は最低限必要な相関器を固定的に割り当てる。
【００５０】
サーチ窓Ｗ１、Ｗ２に割り当てる相関器数は、
Ｍ１＝（Ｍ−Ｍ３）×（Ｐ２−Ｒ´）×Ｋ
Ｍ２＝Ｍ−Ｍ３−Ｍ１
となる。
【００５１】
遅延量設定部８３は計算されたサーチ範囲Ｒ´を基に遅延量を計算し、遅延回路に設定する。サーチ窓Ｗ１はＹ１ｃｈｉｐからＹ２ｃｈｉｐの範囲を、サーチ窓Ｗ２はＹ２ｃｈｉｐからＲｃｈｉｐの範囲を、サーチ窓Ｗ３は０ｃｈｉｐからＹ１ｃｈｉｐの範囲をそれぞれサーチする。
【００５２】
本実施例では、上述した制御をサーチ窓設定部８に加えることによって、無駄なセルサーチを抑制することができ、最近接パス付近に対してさらに高速なセルサーチを実現することができる。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、上記のような構成及び動作とすることで、移動局からの受信信号が障害物やフェージング等の外的要因によって変動する場合でも、電力値の高い最近接パスを高速にサーチすることができ、通信品質を向上させることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例によるＣＤＭＡ基地局のパスサーチ回路周辺の構成を示すブロック図である。
【図２】図１のサーチ窓設定部の構成を示す機能ブロック図である。
【図３】図１のサーチ窓設定部の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施例による移動局からの受信信号のディレイプロファイルの一例を示す図である。
【図５】本発明の一実施例による移動局からの受信信号のディレイプロファイルの他の例を示す図である。
【図６】本発明の他の実施例による移動局からの受信信号のディレイプロファイルの例を示す図である。
【図７】従来のＣＤＭＡ基地局のパスサーチ回路周辺の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  データ受信部
２  レプリカ信号生成部
３  遅延回路部
４  相関計算部
５  メモリ
６  パス検出部
７  逆拡散部
８  サーチ窓設定部
３１〜３Ｍ  遅延回路
４１〜４Ｍ  相関器
８１  電力比較部
８２  相関器割当部
８３  遅延量設定部
８４  メモリ
【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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