(57)【要約】【課題】  ＣＤＭＡシステムなどの移動通信システムで使用されるセル探索方法を提供する。【解決手段】  セル探索方法は、オーバーサンプリングされた入力信号のタイミングおよびコードを識別するための１つまたは複数の識別ステップ（ステップ１０２、１０５、１０８）を実行することと、１つまたは複数の識別ステップを実行する前に、オーバーサンプリングされた入力信号の分解能を下げること（ステップ１０１、１０４、１０７）と、を有する。オーバーサンプリングされた入力信号の分解能を下げることは、たとえば、その入力信号をサンプル結合することとダウンサンプリングすることの少なくとも一方によって行われる。【選択図】    図１
2004229305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動通信システムで使用されるセル探索方法であって、
オーバーサンプリングされた入力信号のタイミングおよびコードを識別する１つまたは複数の識別ステップを実行することと、
前記１つまたは複数の識別ステップを実行する前に、前記オーバーサンプリングされた入力信号の分解能を下げることと、
を含むセル探索方法。
【請求項２】
前記オーバーサンプリングされた入力信号の分解能を下げるステップは、前記オーバーサンプリングされた入力信号をサンプル結合することおよびダウンサンプリングすることの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のセル探索方法。
【請求項３】
前記１つまたは複数の識別ステップは、参照タイミング出力信号の形態の出力を生成し、前記セル探索方法は、さらに、各識別ステップが完了する時に、分解能が下げられていない状態に前記参照タイミング出力信号を戻す変換を実行することを含む、請求項１または２に記載のセル探索方法。
【請求項４】
各識別ステップにおいて、分解能が下げられた前記入力信号をコードと相関させることと、
前記相関された信号の電力を計算することと、
前記電力の結果を累算することと、
累算された前記電力の結果を格納することと、
最大の累算された電力の結果を検索することと、
をさらに含む、請求項３に記載のセル探索方法。
【請求項５】
前記最大の累算された電力の結果をしきい値と比較することをさらに含む、請求項４に記載のセル探索方法。
【請求項６】
前記しきい値を超える時に、前記参照タイミング出力信号を、分解能が下げられていない状態に戻す変換を実行することをさらに含む、請求項５に記載のセル探索方法。
【請求項７】
前記１つまたは複数の識別ステップは、スロットタイミング識別ステップを含む、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のセル探索方法。
【請求項８】
前記１つまたは複数の識別ステップは、フレームタイミングおよびコードグループ識別ステップを含む、請求項１乃至７のいずれか１項に記載のセル探索方法。
【請求項９】
前記１つまたは複数の識別ステップは、スクランブルコード識別ステップを含む、請求項１乃至８のいずれか１項に記載のセル探索方法。
【請求項１０】
移動通信システムでセル探索を実行する装置であって、
オーバーサンプリングされた入力信号からタイミングおよびコードを識別する識別手段と、
前記オーバーサンプリングされた入力信号の分解能を下げる分解能低下手段と、
を含む装置。
【請求項１１】
前記識別手段からの参照タイミング出力信号を、前記オーバーサンプリングされた入力信号のオリジナルの分解能に戻す変換を実行する変換手段をさらに含む、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記識別手段は、さらに、
スロットタイミング識別部と、
フレームタイミングコードおよびグループ番号識別部と、
スクランブルコード識別部と、
を含む、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記分解能低下手段は、前記識別部のそれぞれとともに動作するために、サンプル結合器およびダウンサンプラの少なくとも１つを含む、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
サンプル結合器およびダウンサンプラの前記少なくとも１つが、識別部ごとに異なるサブサンプリングレートで動作する、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
各分解能低下手段は、サンプル結合器およびダウンサンプラの少なくとも１つを含む、請求項１２に記載の装置。
【請求項１６】
各識別部が、
前記オーバーサンプリングされた入力信号を逆拡散するマッチングまたは相関部と、
コード発生器と、
電力プロファイル生成器と、
検出器と、
を含む、請求項１２乃至１５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
前記マッチングまたは相関部はマッチドフィルタを含む、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記マッチングまたは相関部は相関器のバンクを含む、請求項１６に記載の装置。
【請求項１９】
前記電力プロファイル生成器は、
相関された信号の電力を得る電力計算部と、
現在の電力の結果および過去の結果を累算するアキュムレータと、
前記累算された電力の結果を格納するメモリと、
を含む、請求項１６乃至１８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２０】
前記検出器は、前記累算された電力の結果の中から最大値を検索するように構成されている、請求項１６乃至１９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２１】
前記検出器は、前記検出された最大値をしきい値と比較する判定部を含む、請求項１６乃至２０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２２】
前記変換手段は、前記しきい値を超える時に、分解能が下げられていない状態に前記参照タイミング出力信号を戻す変換を行うように構成されている、請求項２１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動無線通信システムにおいてセル探索(cell search)を実施する方法および装置に関する。具体的には、本発明は、Ｗ−ＣＤＭＡ（広帯域ＣＤＭＡ）システムにおける、回路規模および消費電力が低減されたセル探索方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のモバイル（移動体）端末アクセスの手法としてＣＤＭＡ（符号分割多元接続）セル方式を採用する無線通信システムは、端末の移動および伝搬条件の変化に起因して、送信側セルとの初期同期確立（スクランブルコード／フレームタイミング識別）のために、端末（ＵＥ(User Equipment)）側での新しいセルの継続的な探索を必要とする。
【０００３】
ＣＤＭＡシステムをサポートする標準規格の１つが、「3rd Generation Partnership Project」（３ＧＰＰ）と称するコンソーシアムによって提供され、文書番号3G TS 25.211, 3G TS 25.212, 3G TS 25.213および3G TS 25.214（Ｗ−ＣＤＭＡ標準規格）を含む文書の集合で示されている。これらの文書は、参照によって本明細書に組み込まれる。この標準規格によれば、３つのステップ、すなわち、スロットタイミング識別のためのステップ１、フレームタイミングおよびコードグループ識別のためのステップ２、およびスクランブルコード識別のためのステップ３、からなるセル探索の手順が、ＷＣＤＭＡシステムで適用される。
【０００４】
図８は、通常のモバイル端末に組み込まれる、従来技術のセル探索回路７の構造の一般的な例を示すブロック図である。セル探索の各段階（ステップ）のいずれにも適用可能なセル探索回路７は、セル探索処理の各段階でベースバンド受信信号の逆拡散を行うための相関部７０２またはマッチドフィルタ(matched filter)７０４を含んでいる。相関部を用いるかマッチドフィルタを用いるかは実装依存である。
【０００５】
スペクトラム拡散通信では、逆拡散とは、送信側と同一の拡散コードを使用する、受信機側での拡散復調(spread demodulation)のことを指す。マッチドフィルタは、一般に、複数のレジスタと、各段ごとのレジスタの出力に係数を乗ずる乗算器と、これら複数の乗算器の出力を加算して合計を出力する加算器と、を備えている。相関器のバンクを有する相関部７０２は、コード発生器７０３によって生成されるコードとベースバンド受信信号との間の相関によって、実際の逆拡散を実行する。
【０００６】
ステップ２（フレームタイミングおよびコードグループ識別）およびステップ３（スクランブルコード識別）での逆拡散は、通常は、相関部７０２によって実行されるが、マッチドフィルタ７０４も使用することができる。コード発生器７０３によって、ベースバンド受信信号との相関に必要なコードが生成される。このコードは、ステップ２のフレームタイミングおよびコードグループ識別に関するＳＳＣＨコードと、ステップ３の識別に関する主スクランブルコードと、スロットタイミング検出に相関部が使用される時のステップ１の逆拡散に関するＰＳＣＨコードである。すべてのコードが、３ＧＰＰ標準規格[3G TS 25.211-25.215]によって定義されている。
【０００７】
相関部７０２またはマッチドフィルタ７０４の出力を入力とする電力計算(power calculation)部７０５によって、着信信号のＩ（同相）成分およびＱ（直交）成分に基づいて、相関信号の電力（パワー）が得られる。
【０００８】
電力計算部７０５およびメモリ部７０７の出力を入力とするアキュムレータ７０６によって、所定の時間期間について、現在の電力の結果およびメモリに保管された過去の結果の累算が実行される。アキュムレータ７０６は、経時的な平均化を実行して、検出の信頼性を高める。
【０００９】
アキュムレータ７０６の出力を入力とするメモリ部７０７は、中途での電力の結果の格納に使用される。検出器ユニット７０８は、ピーク候補について、メモリ７０７内の累算された結果のうちの最大値を検索する。判定部７０９によって、所定のしきい値係数に関して、検出された最大値が、メモリ７０７に格納された累算されたプロファイルの計算された平均値と比較される。
【００１０】
システムカウンタ信号を受ける制御部７０１は、回路構成要素のそれぞれの動作タイミングを制御する。
【００１１】
この指定されたセル探索方法では、検出を改善するために、セル探索部への入力（受信ベースバンド信号）が、通常は、オーバーサンプリングされる。オーバーサンプリングとは、規定のサンプリング周波数の数倍の周波数で信号のサンプリングを行なうことを指す。オーバーサンプリングによる着信信号のサンプリングレートの向上は、より微細な時間分解能(time resolution)になり、したがって、一般には、精度に関してよりよい出力につながる。しかしいくつかの条件下では、それは、性能の低下をもたらす可能性がある。他のＦＤＤ周波数でのセルの監視（周波数間探索）、およびＵＥによってサポートされる他の無線アクセス手法でのセルの監視のために、探索が連続的に行われずにタイムスロットでまたは送信ギャップパターンによって指定されるギャップで実行される場合には、圧縮モード[3G TS 25.212, 25.215]が採用される。通常のセル探索手順は、信頼性のある性能を達成するために、ステップごとに複数のギャップ処理を必要とする可能性がある。
【００１２】
高周波数オフセットの条件では、低密度のギャップによって、処理インターバルの間のかなりのタイミングドリフトがもたらされ、単一の処理ステップ内ならびにステップの間でのピーク位置のドリフトが引き起こされる。これによって、正確な検出における不確実性および誤差がもたらされる。というのは、真のピークがいくつかの位置に拡散される、いわゆる「ブラー（にじみ）効果(blurring effect)」が生じ、この効果は、オーバーサンプリングされたデータストリームでより劇的になるからである。それと同時に、通常は、異なるステップを同一のギャップで処理することができないので、タイミングドリフトに起因して、ステップの開始時における真のピーク位置が過去の処理から得られる参照タイミングからシフトし、これは、検出でのさらなる誤差につながる。この効果は、ドリフトが十分に大きい場合にさらに深刻になり、その結果、次のステップでは、ピークを簡単に見失ってしまう可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
したがって、高周波オフセット条件で低密度のギャップを伴う圧縮モードでのセル探索性能を高める、セル探索の方法および装置を提供することが望ましい。
【００１４】
さらに、着信ベースバンド信号のオーバーサンプリングは、機能回路の大きさおよびメモリサイズの両方での、より大きなハードウェアサイズをもたらす。より大きなハードウェアサイズを有する従来のセル探索回路が結果として伴う短所は、電流消費の増加であり、これは、移動局の性能にとって、クリティカル（決定的）である。これに関して、装置のポータビリティおよび動作時間を最大にするために、ＵＥの電力消費を最適化することが望ましい。
【００１５】
前述に鑑みて、クリティカルな条件の下で送信側基地局とのＵＥ同期を獲得する改善された方法および装置を提供することが望ましい。また、回路のスケールおよび電力消費が減らされた、改善されたセル探索の方法および回路を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の一態様によれば、移動通信システムで使用されるセル探索方法であって、
オーバーサンプリングされた入力信号のタイミングおよびコードを識別する１つまたは複数の識別ステップを実行することと、
その１つまたは複数の識別ステップを実行する前に、オーバーサンプリングされた入力信号の分解能(resolution)を下げることと、
を含むセル探索方法が提供される。
【００１７】
オーバーサンプリングされた入力信号の分解能を下げるステップは、オーバーサンプリングされた入力信号をサンプル結合(sample-combining)することおよびダウンサンプリングすることの少なくとも１つを含むことが好ましい。
【００１８】
前述の１つまたは複数の識別ステップは、参照タイミング出力信号の形態の出力を生成することができ、またこのセル探索方法は、さらに、各識別ステップが完了する時に、分解能が下げられていない状態に参照タイミング出力信号を戻す変換を実行することを含むことができる。
【００１９】
本発明の方法は、各識別ステップにおいて分解能が下げられた入力信号をコードと相関させることと、相関された信号の電力を計算することと、電力の結果を累算することと、累算された電力の結果を格納することと、最大の累算された電力の結果を検索することと、をさらに含むことが好ましい。
【００２０】
本発明の方法は、最大の累算された電力の結果をしきい値と比較することと、しきい値を超える時に、参照タイミング出力信号を、分解能が下げられていない状態に戻す変換を実行することも、含むことができる。
【００２１】
前述した１つまたは複数の識別ステップは、
スロットタイミング識別ステップと、
フレームタイミングおよびコードグループ識別ステップと、
スクランブルコード識別ステップと、
の１つまたは複数を含むことができる。
【００２２】
本発明のもう１つの態様によれば、移動通信システムでセル探索を実施する装置であって、
オーバーサンプリングされた入力信号からタイミングおよびコードを識別する識別手段と、
オーバーサンプリングされた入力信号の分解能を下げる分解能低下手段と、
を含む装置が提供される。
【００２３】
本発明の装置は、識別手段からの参照タイミング出力信号を、オーバーサンプリングされた入力信号のオリジナル分解能に戻す変換を実行する変換手段も含み、識別手段が、
スロットタイミング識別部と、
フレームタイミングコードおよびグループ番号識別部と、
スクランブルコード識別部と、
を含むことが好ましい。
【００２４】
分解能低下手段は、識別部のそれぞれとともに動作するために、サンプル結合器(sample-combiner)およびダウンサンプラの少なくとも１つを含むことができ、サンプル結合器およびダウンサンプラの少なくとも１つは、識別部ごとに異なるサブサンプリング（副標本化）レートで動作することができる。さらに、各分解能低下手段は、サンプル結合器およびダウンサンプラの少なくとも１つを含むことができる。
【００２５】
各識別部は、オーバーサンプリングされた入力信号を逆拡散するマッチングまたは相関部と、コード発生器と、電力プロファイル生成器と、検出器と、を含むことができる。マッチングまたは相関部は、マッチドフィルタ、あるいは相関器のバンクを含むことができる。電力プロファイル生成器は、相関された信号の出力を得る電力計算部と、現在の電力の結果および過去の結果を累算するアキュムレータと、累算された電力の結果を格納するメモリと、を含むことができる。
【００２６】
検出器は、累算された電力の結果の中から最大値を検索するように構成されることができ、検出された最大値をしきい値と比較する判定部を含むことができる。検出器は、しきい値を超える時に、分解能が下げられていない状態に参照タイミング出力信号を戻す変換を行うように、構成される。
【００２７】
通常、ＣＤＭＡ受信機では、タイミングおよびコードの識別は、以下の、
スロットタイミングを識別するステップと、
フレームタイミングおよびコードグループを識別するステップと、
スクランブルコードを識別するステップと、
を含んでいる。
【００２８】
本発明の方法では、これらのステップの１つまたは複数、好ましくはこれらのステップのすべてが、オーバーサンプリングされた入力信号の分解能を減らすステップによって生成される圧縮されたデータストリームに対して、実行される。識別ステップは、下記の順序で順次実行されることが好ましい：
ステップ１：スロットタイミング識別（たとえば、複数のスロットにわたる電力プロファイル累算での最大値に基づく）。
【００２９】
ステップ２：フレームタイミングおよびコードグループ番号識別（たとえば、ステップ１からの候補の少なくとも１つについて）。
【００３０】
ステップ３：スクランブルコード識別（たとえば、ステップ２からの候補の少なくとも１つについて）。
【００３１】
オーバーサンプリングされた入力信号の分解能低下は、少なくとも１つのサンプル結合器(sample-combiner)およびダウンサンプラ(down-sampler)によって実行されることが好ましい。識別手段に、スロットタイミング識別部、フレームタイミングコードおよびグループ番号識別部、ならびにスクランブルコード識別部が含まれる場合には、装置は、識別部ごとにめいめいのサンプル結合器およびダウンサンプラを含むことができる。あるいは、単一のサンプル結合器およびダウンサンプラが、識別部ごとに１つの、異なるサブサンプリングレートを有することができる。
【００３２】
各識別部に、マッチングまたは相関部、コード発生器、電力プロファイル生成器、および検出器が含まれることが好ましい。マッチングまたは相関部によって、送信信号と同一の拡散コードを使用して、ベースバンド入力信号が逆拡散される。このマッチングまたは相関部に、マッチドフィルタ、または相関器のバンクを含めることができる。電力プロファイル生成器に、相関信号の電力を得る電力計算部、現在の電力の結果および過去の結果を累算するアキュムレータ、および累算された電力の結果を格納するメモリを含めることができる。検出器は、メモリ中の累算された結果の中から最大値を検索するように構成されることが好ましく、検出器に、検出された最大値をしきい値と比較する判定部を含めることができる。しきい値を超える時に、参照タイミングが作られ、これがオリジナルの分解能に戻るように変換され、セル探索の処理が次のステップに進む。
【００３３】
したがって、本発明では、「粗調から微調(coarse-to-fine)」分解能手法が採用され、この手法では、識別ステップが、粗い圧縮された分解能のデータストリームに対して実行される。各ステップにおいて検出されかつ／または更新された参照タイミングが、オリジナルの分解能に変換された後に、処理の次のステージに供給される。
【００３４】
この参照タイミングの変換によって、次のステップの処理の開始時における精度が保証される。ダウンサンプラとともにサンプル結合器によって実行される圧縮は、単に、オリジナルデータ信号が異なる空間に変換し、同時に、情報消失を回避する。したがって、総合的な「粗調から微調」分解能手法によって、高周波数ドリフト条件での検出が強化される。というのは、粗い分解能での「サンプル」が、少数のオリジナルサンプルの圧縮された見方(interpretation)になり、したがって、「ブラー」の影響が減るからである。これは、ＵＥが必要とするハードウェアの大幅な削減にもつながる。
【００３５】
ステップ２および３で検索される仮想(hypothesis)の組を、通常は、探索ウィンドウと称する。探索ウィンドウによって、以前のステップから報告されたタイミングの周囲における採用される分解能での「サンプル」の数が暗示される。この態様によれば、本発明は、導入される分解能低下から生じる不確実性の誤差も最小にすることができる。というのは、ステップの１つで適用される分解能低下が、定義された検索ウィンドウおよび／または適用されたデータ圧縮に起因して、次のステップで完全に回復されるからである。本発明は、性能のいかなる低下もなしに、処理される検索ウィンドウの可能な縮小ももたらす。というのは、再同期化されるウィンドウからの処理されるサンプルの実際の数が、サンプル結合器およびダウンサンプラによって実行される粗い分解能への変換に起因して、減らされるからである。本発明では、さらに、同一のハードウェアリソースを、高周波数ドリフト条件に特に重要な、より広い検索ウィンドウの処理に使用することができるので、性能も改善される。
【００３６】
本発明の他の目的および長所は、以下の詳細な説明から当業者にすぐに明白になるが、以下では、本発明を例示するために、好ましい実施形態だけを図示し説明する。理解される通り、本発明は、他の異なる実施形態が可能であり、その複数の詳細は、本発明から逸脱せずに、さまざまな明白な態様において修正が可能である。したがって図面および説明は、性質において例示的と見なされなければならず、制限的と見なされてはならない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
本発明による好ましい方法を、特に図１を参照して説明する。３ＧＰＰコンソーシアムによって提案されたＷＣＤＭＡ通信システムに関する標準セル探索手順［3G TS 25.211〜25.215］は、ステップ１（スロットタイミング識別）、ステップ２（フレームタイミングおよびコードグループ番号識別）、およびステップ３（スクランブルコード識別）を含んでおり、その回路は、図８に示された包括的な構造によって図示でき、以下で詳細に説明する。本発明は、図１に示された、提案されたセル探索方法のこれらのステップに関して、下記の特徴を有する。
【００３８】
ステップ１に入るオーバーサンプリングされた入力データベースバンドストリームは、ステップ１０１において、第１のサンプル結合器およびダウンサンプラによって、分解能(resolusion)を減らされる。したがって、ステップ１０２において、スロットタイミング識別は、この粗い分解能で実行され、ステップ２用の１つまたは複数の候補となる粗スロットタイミングが、判定部に供給される。判定部は、ステップ１０３において、圧縮された分解能空間でしきい値検証を実行する。判定部によって選択された候補（１つまたは複数）が、さらなる識別のために、ステップ２に供給される。さらなる処理の開始点が正しいことは、ステップ１の終りで参照タイミング変換部によって候補の参照タイミングをオリジナル分解能空間に戻す変換を行うことによって、保証される。
【００３９】
ステップ２に入るオーバーサンプリングされた入力ベースバンドデータストリームは、よりよい再同期化のために、ステップ２に通常適用される候補タイミングの周囲の通常の検索ウィンドウに関して、ステップ１０４において、第２のサンプル結合器およびダウンサンプラによって、分解能を減らされる。したがって、ステップ１０５において、フレームタイミングおよびコードグループ番号識別は、ステップ１から得られる１つまたは複数の候補についてこの粗い分解能で実行され、ステップ１０６において、しきい値ベースで動作する判定部による、結果のさらなる検証が行われる。判定部によって選択される候補（１つまたは複数）は、さらなる識別のために、ステップ３に供給される。さらなる処理の開始点が正しいことは、ステップ２の終りで参照タイミング変換部によって候補の参照タイミングをオリジナルの分解能空間に戻す変換を行うことによって、保証される。
【００４０】
ステップ３に入るオーバーサンプリングされた入力ベースバンドデータストリームは、よりよい再同期化のために、ステップ３に通常適用される候補タイミングの周囲の通常の検索ウィンドウに関して、ステップ１０７において、第３のサンプル結合器およびダウンサンプラによって、分解能を減らされる。したがって、ステップ１０８において、スクランブルコード識別は、ステップ２から得られる１つまたは複数の候補についてこの粗い分解能で実行され、ステップ１０９において、しきい値ベースで動作する判定部による、結果のさらなる検証が行われる。判定部によって選択される候補（１つまたは複数）は、さらなる処理のために、セル探索ブロックの外部に転送される。そのさらなる処理の開始点が正しいことは、ステップ３の終りで参照タイミング変換部によって候補の参照タイミングをオリジナル分解能空間に戻す変換を実行することによって、保証される。
【００４１】
上記の特徴を有するセル探索アルゴリズムを使用することによって、セル探索手順の３つのステップが、粗いデータ分解能で、または、粗いデータ分解能およびオリジナルのデータ分解能で実行され、その下で、オリジナルのオーバーサンプリングされたベースバンド入力信号の、粗い分解能の圧縮された空間が考慮される。
【００４２】
本発明を用いると、メモリ記憶容量、相関器の数、マッチドフィルタ内のシフト段数などの、必要なハードウェアリソースの削減が可能になる。
【００４３】
本発明によって、オリジナル分解能で複数のサンプルに含まれる情報を粗い分解能の単一のサンプルへと圧縮することに起因して、高周波数ドリフト条件でのよりよい検出に関し、システムの総合性能を高めることも可能になる。低いギャップ密度パターンでの圧縮モード検索において粗い分解能の信号に対し通常のセル探索手順を適用することによって、「ブラー」効果が粗い分解能によって減らされるので、高周波数オフセットによって引き起こされるタイミングドリフトに対してより堅牢なよりよい検出がもたらされると同時に、新しい分解能での同一サイズの検索ウィンドウが、サンプル結合(sample-combining)に起因して、オリジナルデータ空間での実際のウィンドウを拡大したことと同等になる。
【００４４】
分解能低下によって導入されるセル探索の不確定性誤差の全体は、過去のステップのいずれかでのダウンサンプリングによって導入される誤差が処理の次の段で完全に回復されるので、処理の最後の段で使用される分解能の「サンプル」の半分と等しくすることができる。
【００４５】
本発明による装置の好ましい実施形態を、図２から図６までを用いて詳細に説明する。図２は、セル探索回路２を示しており、本発明によるセル探索ステップで用いられる典型的な構造を示す。セル探索回路２は、図３で詳細に説明する受信信号の分解能低下のためのサンプル結合器およびダウンサンプラ部２０２、付随するコード発生器２０４を伴う相関部２０３、電力計算部２０６、プロファイル計算のためのアキュムレータ２０７、中間結果格納用のメモリ２０８、最大値検索のための検出部２０９、指定されたしきい値に対して計算結果の検証をするための判定部２１０、参照タイミング変換部２１１、および制御部２０１を有している。実装形態に応じて、マッチドフィルタ２０５を相関部およびコード発生器の代わりに使用して、同一の機能を提供することができる。相関部２０３、コード発生器２０４、マッチドフィルタ２０５、電力計算部２０６、アキュムレータ２０７、メモリ２０８、検出部２０９および制御部２１０は、図８に示すとともに「背景技術」の欄で詳細に説明した、セル探索における単一のステップを実行する通常の回路を表わしている。
【００４６】
本明細書において、用語「サンプル結合器(sample combiner)」とは、ＦＩＲ（有限インパルス応答）フィルタリングや、他のフィルタリング、またはサンプル累算の機能を実行するユニットを表す。図３には、図２において符号２０２で示したサンプル結合器およびダウンサンプラ部で使用することができる方式のいくつかの例が含まれている。サンプル結合器は、入力３００としてオリジナル分解能でのオーバーサンプリングされたベースバンド信号を受け取り、出力として、変換されたデータストリームを加算器３０３およびダウンサンプラ＃ｉ  ３０４に転送する。ここでｉ＝１，２，３である。ダウンサンプラは、たとえば、それぞれステップ１、２、３に対してそれぞれサブサンプリングレート１、レート２、レート３であるなど、複数のサブサンプリングレートを有することができる。したがって、サンプル結合器およびダウンサンプラの出力は、分解能を減らされる。
【００４７】
図３（ａ）は、Ｃi1，Ｃi2，…，Ｃij，…，ＣiN（ステップ１，２，３についてｉ＝１，２，３）のＮ個の係数３０２を使用する複数のシフトレジスタ３０１および加算器３０３からなるＦＩＲフィルタに基づくサンプル結合を示している。図３（ｂ）〜（ｄ）は、分解能低下に使用することができる他の異なる方式、すなわち、ダウンサンプリングと組み合わされた単純なサンプル累算（図３（ｂ）および（ｃ））、または単純なサンプルデシメーション（間引き）（図３（ｄ））を示している。
【００４８】
図３（ｂ）は、３つの連続するサンプルの累算および２つごとの出力のダウンサンプリングを用いるサンプル結合器の方式を示す。オリジナル分解能のオーバーサンプリングされた入力信号３００が、半分に減らされた分解能の圧縮空間出力３０５に減縮される。図３（ｃ）は、２サンプルの累算および２つごとの出力のダウンサンプリングを用いるサンプル結合器の方式を示す。やはり、オリジナル分解能のオーバーサンプリングされた入力信号３００が、半分に減らされた分解能の圧縮空間出力３０５に減縮される。図３（ｄ）に、オリジナル分解能のオーバーサンプリングされた入力信号３００が、やはり半分に減らされた分解能の圧縮空間出力３０５に減縮される、単純なデシメーション方式を示す。
【００４９】
本発明によるセル探索回路２の動作を、図４から図６を用いて詳細に説明する。
【００５０】
図４は、本発明に基づいてステップ１に適用される探索方法を示しており、ステップ１でのセル探索に用いられる回路４を示している。ステップ１が開始される時に、オーバーサンプリングされた着信ベースバンド信号が、セル探索の主処理の前に、サンプル結合器＃１およびダウンサンプラ＃１  ２０２によって分解能を減らされる。相関電力プロファイルの作成４０３は、コード発生器４０１が発生するＰＳＣＨコードを用いて逆拡散するマッチドフィルタ４０２の出力を介して開始される。上記の処理は、１スロットの持続時間にわたって連続して実行される。最初のプロファイルが作成が完了した時に、そのプロファイルが、さらなる累算のためにメモリ２０８に格納される。この累算は、アキュムレータ２０７によって、新しいプロファイルが得られるたびにそのそれぞれについて実行される。累算処理は、所定の時間期間にわたって行われる。累算が完了した後に、スロットタイミング検出器４０４は、さらなる識別のためのタイミング候補に関して、上記のプロファイルにおいて１つまたは複数の最大値の検索を実行する。検出器４０４の判定部２１０は、累算されたプロファイルの計算された平均値に関するしきい値を適用することによって、ピーク値を検証する。判定部２１０によって承認されたピーク値は、さらなるフレームおよびコードグループ識別の候補スロットタイミングを表し、その参照タイミングは、参照タイミング変換部２１１内で、ステップ１で使用される粗い分解能からオリジナルのデータレートへの変換の後に、ステップ２に転送される。これによって、次のステージの開始時とステップ１の処理の終りでの最小の誤差が保証される。
【００５１】
図５は、本発明に基づいてステップ２で適用される探索方法を示しており、ステップ２でのセル探索に用いられる回路５を示している。ステップ２は、ステップ１からのピーク候補の周囲の検索ウィンドウに関して開始され、オーバーサンプリングされた着信ベースバンド信号が、セル探索の主処理の前に、サンプル結合器＃２およびダウンサンプラ＃２  ２０２によって分解能を減らされる。相関部５０２によって、分解能を減らされた入力信号と、コード発生器５０１によって供給されるＳＳＣＨコードの相関が実行され、メモリを使用して中間結果を格納することによって、電力プロファイルの作成５０３と累算とが行われる。累算処理は、所定の時間期間にわたって行われる。累算が完了し、通常のステップ２の手順に従って処理された後に、検出器５０４は、さらなる識別のための最善の候補に関して、上記のプロファイルにわたって、１つまたは複数の最大値の検索を実行する。検出器５０４の判定部２１０は、計算されたプロファイルに関するしきい値を適用することによって、このピーク値を検証する。判定部によって承認されたピークは、さらなるスクランブルコード識別のための、フレーム／スロットタイミングおよびコードグループに基づく最良の候補を表し、それらのタイミングは、参照タイミング変換部２１１内で、ステップ２で使用される粗い分解能からオリジナルのデータレートへの変換の後に、セル探索の次のステージ（ステップ３）に、参照として転送される。これによって、次のステージの開始点とステップ２の処理の終りでの最小の誤差が保証される。
【００５２】
図６は、指定されたセル探索手順の最終ステップすなわち本発明に基づいてステップ３で適用される探索方法を示しており、ステップ３でのセル探索に用いられる回路６を示している。ステップ３は、ステップ２からの最良の候補の周囲の検索ウィンドウに関して開始され、オーバーサンプリングされた着信ベースバンド信号が、セル探索の主処理の前に、サンプル結合器＃３およびダウンサンプラ＃３  ２０２によって分解能を減らされる。プロファイル６０３は、分解能を減らされた入力信号とコード発生器６０１によって供給される主スクランブルコードとの相関を実行する相関部６０２、および中間結果の格納にメモリを使用する累算部によって作成される。累算処理は、所定の時間期間にわたって行われる。累算が完了した後に、検出器６０４は、さらなる識別のために、最善の候補に関して上記のプロファイルから１つまたは複数の最大値の検索を実行する。検出器６０４の判定部２１０は、計算されたプロファイルの平均値に関するしきい値を適用することによって、このピーク値を検証する。判定部６０４によって承認されたピークは、最良の候補を表しており、ピークのインデックスから、ステップ２によって供給されるコードグループ番号に関してスクランブルコードを得ることができる。したがって、フレームおよびスロットタイミングならびにスクランブルコードグループからなる識別が、完了し、最終結果の参照タイミングに基づいて更新された出力を、さらなる処理のために、セル探索ブロックの外部に供給することができる。この結果の転送の前に、参照タイミングが、参照タイミング変換部２１１によって、ステップ３の処理中に使用された粗い分解能からオリジナルのデータレートに変換される。これによって、次のステージの開始点とステップ３の処理の終りでの最小の誤差が保証される。
【００５３】
図４〜図６によって示されるように、セル探索の３つのステップのそれぞれについて、３つの異なる関連するサンプル結合器およびダウンサンプラ、すなわち、ステップ１のサンプル結合器＃１およびダウンサンプラ＃１、ステップ２のサンプル結合器＃２およびダウンサンプラ２、ならびにステップ３のサンプル結合器＃３およびダウンサンプラ＃３を適用することができる。サンプラ結合器部とサブサンプリングレートとの構成を異なるステップの間で異なるものとすることができるので、これは、３つのセル探索ステージのすべてを、必要な場合に相互に独立したデータ分解能で処理できることを意味する。これは、ステップのそれぞれでの検出の結果に基づいて更新される参照タイミングが、主処理が完了した後、次のステージの識別の参照になる前に、オリジナル分解能に変換されるという事実によっても保証される。
【００５４】
図７は、上述の図４〜図６のそれぞれに示した回路４〜６を直列に接続することにより、上述したステップ１、ステップ２およびステップ３の処理を順次実行するセル探索回路の構成の一例を示している。
【００５５】
本発明は、高い性能を有するとともに損失が少なく、回路のスケールの縮小および電力消費の縮小を可能にする、ＣＤＭＡ移動通信システムでセル探索を実施する改善された方法および装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施の一形態によるセル探索方法で実行されるステップを示すフローチャートである。
【図２】本発明の実施の一形態による、１段分のセル探索回路の構成を示すブロック図である。
【図３】セル探索の主処理に先立つ、受信された信号の分解能低下／圧縮のための分解能低下部の構成および分解能低下の方式を示す図である。
【図４】ステップ１に対応するセル探索回路の構成を示すブロック図である。
【図５】ステップ２に対応するセル探索回路の構成を示すブロック図である。
【図６】ステップ３に対応するセル探索回路の構成を示すブロック図である。
【図７】ステップ１，２，３の処理を実行するセル探索回路の構成を示すブロック図である。
【図８】従来のセル探索回路の１段分の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５７】
２    セル探索回路
２０１    制御部
２０２    サンプル結合器およびダウンサンプラ部
２０３    相関部
２０４    コード発生器
２０５    マッチドフィルタ
２０６    電力計算部
２０７    アキュムレータ
２０８    メモリ
２０９    検出部
２１０    判定部
２１１    参照タイミング変換部
【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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