(57)【要約】【課題】無駄な第２段階サーチ以降の処理を削減し、かつ、弱電界セルの検出も可能としたＣＤＭＡ受信装置を提供する。【解決手段】プロファイル作成部１０２には、ＰＳＣＨ相関電力算出部１０１から出力された相関電力が位相点毎に積算及び蓄積され、所望のシンボル数の相関電力の蓄積が完了した時点でその結果がピーク検出／パス管理処理部１０４へ出力される。パス管理テーブル１０３には過去に検出して管理しているパステーブル情報が保持されている。ピーク検出／パス管理処理部１０４は、３段階セルサーチの第１段階セルサーチにおけるスロットタイミング検出を繰り返し実行し、パス管理テーブル１０３を参照して過去複数回の検出結果の相関電力値情報からパス毎に状態管理を行い、その状態に応じて第２段階セルサーチ以降の候補パスを決定する。【選択図】図１
2007110478.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スペクトラム拡散を用いて３段階セルサーチを実施するＣＤＭＡ基地局間非同期システムの移動機におけるＣＤＭＡ受信装置であって、
過去に検出して管理しているパステーブル情報を保有するパス管理テーブルと、
前記３段階セルサーチの第１段階セルサーチにおけるスロットタイミング検出を繰り返し実行し、前記パス管理テーブルを参照して過去複数回の検出結果の相関電力値情報からパス毎に状態管理を行い、その状態に応じて第２段階セルサーチ以降の候補パスを決定するピーク検出／パス管理処理部と、
を備えることを特徴とするＣＤＭＡ受信装置。
【請求項２】
前記ピーク検出／パス管理処理部は、過去複数回の位相変化情報を要素に加えたパス状態管理を行い、一定値以上に位相が早まっているパスを優先的に第２段階サーチ以降の候補とすることを特徴とする請求項１に記載のＣＤＭＡ受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スペクトラム拡散を用いて多元接続を行う移動体通信システムに適用されるＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）受信装置に関し、特に、未知のセルを検出するために３段階セルサーチを行うＣＤＭＡ受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband-Code Division Multiple Access）方式を採用したＷ−ＣＤＭＡ受信装置によるセルサーチ方法が種々の文献で開示されている（例えば、特許文献１参照）。この技術は、検出パスの中から最大相関検出パスを検出し、受け取った最大相関検出パス周辺のマルチパスに対して相関値の補正を行うことで、補正後の相関値における上位ｎ個のパスを抽出し、抽出されたｎ個のパスの受信タイミングを第２の同期確立手段に対して割り当てるように構成されている。これによって、短時間で最も確からしいパスを必要最小限だけ抽出することができる。また、この技術によるセルサーチ方法によれば、移動体端末などの移動機は、基地局との同期を確立するためにＰＳＣＨ（Primary Synchronization CHannel）とＳＳＣＨ（Secondary Synchronization Channel）とを受信している。
【０００３】
図４は、一般的なＷ−ＣＤＭＡ受信装置によるＰＳＣＨ、ＳＳＣＨ及びＣＰｉＣＨ（Common Pilot CHannel）の送信タイミングを示す図である。図４において、ＰＳＣＨはスロット毎に同じコードである。移動機のＷ−ＣＤＭＡ受信装置では、基地局から送信されるＰＳＣＨを検出することによってスロットの位相を獲得する。このような処理は一般的な３段階セルサーチの第１段階のセルサーチに相当する。また、ＳＳＣＨは、スロット毎に異なるコードであり、スクランブリングコードグループ毎に組み合わせが決まっている。移動機のＷ−ＣＤＭＡ受信装置では、基地局から送信されるＳＳＣＨの組み合わせを検出することにより、フレーム位相とスクランブリングコードグループとを獲得する。このような処理は一般的な３段階セルサーチの第２段階のセルサーチに相当する。また、移動機のＷ−ＣＤＭＡ受信装置では、獲得したスクランブリングコードグループで絞り込まれたスクランブリングコードについて、同じく獲得したフレーム位相を用いてＣＰｉＣＨを検出することにより、スクランブリングコードを特定する。このような処理は一般的な３段階セルサーチの第３段階のセルサーチに相当する。
【０００４】
図５は、従来のＷ−ＣＤＭＡ受信装置における３段階セルサーチの第１段階セルサーチ処理機能の構成を示す図である。図５において、従来のＷ−ＣＤＭＡ受信装置における第１段階セルサーチ処理機能１は、ＰＳＣＨ相関値電力算出部２、プロファイル作成部３、及びピーク検出部４によって構成されている。ＰＳＣＨ相関値電力算出部２は、受信信号（受信アンプ後の信号）からＰＳＣＨの相関電力を算出し、算出された相関電力をプロファイル作成部３へ出力する機能を有している。プロファイル作成部３は、ＰＳＣＨ相関値電力算出部２から出力された相関電力を位相毎に積算及び蓄積し、結果として相関電力遅延プロファイルを作成して、その相関電力遅延プロファイルをピーク検出部４へ出力する機能を有している。ピーク検出部４は、プロファイル作成部３から出力された相関電力遅延プロファイルに基づいて所定の閾値を越えるピーク値を検出し、検出されたピーク値及びピークの位相（スロット位相情報）をセルサーチ第１段階結果として出力する機能を有している。
【０００５】
次に、上記のように構成された従来のＷ−ＣＤＭＡ受信装置における第１段階セルサーチ処理機能１の処理の流れについて説明する。ＰＳＣＨ相関値電力算出部２は、図示しないＲＦ部でＡＧＣ（Automatic Gain Control）処理などが施された受信信号を入力し、スライディング相関器などによってＰＳＣＨの逆拡散を行い、サンプル点毎の相関電力をプロファイル作成部３へ出力する。プロファイル作成部３では、ＰＳＣＨ相関値電力算出部２から出力された相関電力が位相点毎に積算及び蓄積される。そして、所望のシンボル数の相関電力の蓄積が完了した時点で、その結果がピーク検出部４へ出力される。図６は、図５のピーク検出部４におけるピーク検出処理の一例を示す図であり、横軸に位相を表わし、縦軸に相関電力値を表わしている。図５に示すピーク検出部４は、図６のピーク検出処理の一例に示すように、一般的には、所定の閾値ｐ０を越える相関電力値ｐ１が検出され、そのスロット位相情報がセルサーチ第１段階結果として出力される。このようなセルサーチは、セルサーチ第１段階結果に基づいて、引き続き第２段階のセルサーチ、及び第３段階のセルサーチの処理を経て、未知のセルの検出が行われる。
【０００６】
移動機では、このような３段階のセルサーチにかける消費電力やサーチ時間を小さく抑えることが重要であり、セルサーチ時における消費電力の削減やサーチ時間短縮のためにさまざまな案が検討されている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２の技術では、捕捉済み止まり木のウィンドサーチ結果の位相情報を入力とし、捕捉済み止まり木のパスの位相周辺をマスクし、それ以外の部分のサーチ結果について第２段階のセルサーチ以降のサーチ対象とすることにより、セルサーチ処理にかける全体量を削減し、セルサーチ時における消費電力の低減化とサーチ時間の短縮化を図っている。つまり、この技術によれば、複数の基地局における局間非同期のシステムにおいて、その長所を活かしつつ、移動機がセルサーチにかける消費電力やサーチ時間を小さく抑え、かつ通信システム全体のコストを増大させることのないように周辺セルのサーチを制御している。
【特許文献１】特開２００２−１４１８８６号公報
【特許文献２】特開２００１−７８２４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記従来のような移動機におけるＷ−ＣＤＭＡ受信装置の構成では、ピーク検出における閾値の設定の最適化が難しい。例えば、閾値が高いと弱電界のセルの検出ができなくなり、逆に閾値が低いとノイズを検出候補としてしまい、第２段階のセルサーチ処理以降において無駄なサーチ動作をさせてしまうことになる。また、複数のセル検出候補が見つかった場合は、一般には、相関電力値の大きさの降順に第２段階セルサーチ以降の処理対象としている。そのため、移動機の移動方向にあるＨＨＯ（Hard Hand Over）の有力候補セルの検出が遅れるので、移動機の高速移動時に適した処理を行うことができない。
【０００８】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、第１段階のセルサーチに、過去の検出結果の情報を考慮に入れたパス管理処理機能を持たせることで、無駄な第２段階以降のセルサーチ処理をなくし、かつ、弱電界セルの検出も可能としたＣＤＭＡ受信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記従来の課題を解決するため、本発明のＣＤＭＡ受信装置は、スペクトラム拡散を用いて３段階セルサーチを実施するＣＤＭＡ基地局間非同期システムの移動機におけるＣＤＭＡ受信装置であって、過去に検出して管理しているパステーブル情報を保有するパス管理テーブルと、３段階セルサーチの第１段階セルサーチにおけるスロットタイミング検出を繰り返し実行し、パス管理テーブルを参照して過去複数回の検出結果の相関電力値情報からパス毎に状態管理を行い、その状態に応じて第２段階セルサーチ以降の候補パスを決定するピーク検出／パス管理処理部とを備える構成を採っている。
【００１０】
また、本発明のＣＤＭＡ受信装置は、前記発明の構成において、ピーク検出／パス管理処理部は、過去複数回の位相変化情報を要素に加えたパス状態管理を行い、一定値以上に位相が早まっているパスを優先的に第２段階サーチ以降の候補とする構成を採っている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のＣＤＭＡ受信装置によれば、第１段階セルサーチにおいて、ノイズを検出して第２段階セルサーチ以降で無駄な動作をさせる比率を軽減させ、かつ、弱電界セルの検出も可能としている。その結果、消費電力が少なく、かつサーチ時間の短いＣＤＭＡ受信装置を提供することができる。また、ＨＨＯ先に適する可能性の高い移動先方向のセルを優先的に検出することを可能とすることで、移動機の高速移動時においても通信が切れにくいＣＤＭＡ受信装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
〈発明の概要〉
本発明のＣＤＭＡ受信装置は、第１段階セルサーチ処理機能に過去の検出結果の情報を考慮に入れたパス管理処理機能を持たせている。これにより、ただ１回のセル検出での相関電力値だけの判断ではなく、パスごとの過去の相関電力値も考慮に入れた候補パス検出を行うことができる。したがって、ノイズを検出候補とする比率を減らすことができ、かつ、弱電界セルについても検出を可能とする。また、相関電力値だけでなく、位相情報についてもパス毎に管理し、一定以上の早さで位相が早くなっているパス(つまり、移動機に近づいている可能性が高いパス)を優先的に候補パスとすることにより、移動先方向にあると思われるセルを優先的に検出することが可能となる。その結果、移動機が高速で移動していても通信が切れにくくなる。
【００１３】
以下、図面を用いて、本発明におけるＣＤＭＡ受信装置の実施の形態の幾つかを詳細に説明するが、各実施の形態で重複する説明は可能な限り省略する。
【００１４】
〈実施の形態１〉
図１は、本発明の実施の形態１のＷ−ＣＤＭＡ受信装置における３段階セルサーチの第１段階セルサーチ処理機能の構成を示す図である。図１において、第１段階セルサーチ処理機能１００は、受信信号（受信アンプ後の信号）からＰＳＣＨの相関電力を算出し、算出された相関電力を出力するＰＳＣＨ相関値電力算出部１０１と、ＰＳＣＨ相関値電力算出部１０１から出力された相関電力を位相毎に積算及び蓄積し、結果として相関電力遅延プロファイルを作成して、その相関電力遅延プロファイルを出力するプロファイル作成部１０２と、過去に検出して管理しているパステーブル情報を保有するパス管理テーブル１０３と、プロファイル作成部１０２からＰＳＣＨの相関電力遅延プロファイルの出力結果を受け取り、パス管理テーブル１０３のパス毎の位相更新(トラッキング)や相関値電力の履歴情報更新を行い、接近したパスの統合処理などを行うピーク検出／パス管理処理部１０４とを備えた構成となっている。
【００１５】
次に、図１のように構成された従来のＷ−ＣＤＭＡ受信装置における第１段階セルサーチ処理機能１００の処理の流れについて説明する。ＰＳＣＨ相関値電力算出部１０１が受信アンプ後の信号を入力すると、プロファイル作成部１０２には、ＰＳＣＨ相関値電力算出部１０１から出力された相関電力が位相点毎に積算及び蓄積され、所望のシンボル数の相関電力の蓄積が完了した時点でその結果がピーク検出／パス管理処理部１０４へ出力される。パス管理テーブル１０３には過去に検出して管理しているパステーブル情報が保持され、ピーク検出／パス管理処理部１０４は、３段階セルサーチの第１段階セルサーチにおけるスロットタイミング検出を繰り返し実行し、パス管理テーブル１０３を参照して過去複数回の検出結果の相関電力値情報からパス毎に状態管理を行い、その状態に応じて第２段階セルサーチ以降の候補パスを決定する。このようにして、第２段階サーチへの出力であるパス候補を検出するために、パス管理テーブル１０３とピーク検出／パス管理処理部１０３とを設け、過去の検出結果情報も検出判定に用いるようにしている。
【００１６】
第１段階セルサーチ処理機能１００の処理の流れをさらに詳しく説明する。ＰＳＣＨ相関値電力算出部１０１は、図示しないＲＦ部でＡＧＣ処理などが施された受信アンプ後の受信信号を入力し、スライディング相関器などによってＰＳＣＨの逆拡散を行い、サンプル点毎の相関電力をプロファイル作成部１０２へ出力する。プロファイル作成部１０２には、ＰＳＣＨ相関値電力算出部１０１から出力された相関電力が位相点毎に積算及び蓄積される。そして、所望のシンボル数の相関電力の蓄積が完了した時点で、その結果がピーク検出／パス管理処理部１０４へ出力される。
【００１７】
一方、パス管理テーブル１０３は、過去に検出して管理しているパステーブルの情報で、位相情報、相関値電力の履歴情報、既知セルと未知セルの情報、及び既知セル時のセルＩＤと未知セル時の前回の第２段階のセルサーチ処理を実行してからの経過時間などの情報を保持している。このパス管理テーブル１０３の保持情報はピーク検出／パス管理処理部１０４によって随時更新される。
【００１８】
ピーク検出／パス管理処理部１０４は、プロファイル作成部１０２からＰＳＣＨの相関電力遅延プロファイルの出力結果を受け取り、パス管理テーブル１０３のパス毎の位相更新(トラッキング)及び相関値電力の履歴情報更新を行い、さらに接近したパスの統合処理などを行う。
【００１９】
また、ピーク検出／パス管理処理部１０４は相関電力値のピーク検出を行い、パス管理テーブル１０３に登録されていない新規パスを新たに登録する。さらに、ピーク検出／パス管理処理部１０４は、既知セル／パス情報及び第２段階サーチ／第３段階サーチで検出失敗したパスの情報から、既知セル／未知セル情報の更新、及び既知セル時のセルＩＤ／未知セル時の前回の第２段階のセルサーチ処理をしてからの経過時間の更新を行う。
【００２０】
最後に、ピーク検出／パス管理処理部１０４は、パス管理テーブル１０３の中に未知セルであって有力な検出候補があれば、第２段階のセルサーチ処理へセルサーチ第１段階の結果候補パスとして送出する。なお、第２段階のセルサーチ／第３段階のセルサーチで失敗したパス情報とは、過去に第２段階のセルサーチへ検出結果として送出した有力候補パスが未知セルの検出に失敗した情報であって、未検出と既知セルに分類される。
【００２１】
なお、ピーク検出／パス管理処理部１０４へ入力される既知セル／パス情報は、既知セルの定期測定や通信中のセルのフィンガ割り当てのためのＣＰｉＣＨを利用したウィンドサーチ結果から得られた情報を想定している。
【００２２】
図２は、本発明における実施の形態１の第１段階セルサーチ処理機能が行うパス管理処理の一例を示す図である。つまり、この図は、パス管理テーブル１０３の更新後の登録パスについて、ＰＳＣＨの相関電力遅延プロファイルの出力結果が現在どのような相関電力値・位相であるかを示す図であり、横軸に１スロット内の位相を示し、縦軸に相関電力値を示している。
【００２３】
ピーク検出／パス管理処理部１０４は、図２の上図において、閾値Ｈと閾値Ｌである２種類の閾値を使用し、パスの相関電力値を評価して状態管理を行う。閾値Ｈは、その値（つまり、閾値Ｈ）を超えたパスについてはノイズとは考えにくく、第２段階のセルサーチ以降の処理へ検出結果を出力するに十分強いパスの閾値である。閾値Ｌは、瞬間的にその値（つまり、閾値Ｌ）を超えたものはノイズかも知れないが、複数回の検出に亘って安定的にその値（閾値Ｌ）を超えていれば、候補パスとして第２段階サーチの候補とする閾値である。
【００２４】
図２の下図は、上図の未知セルのパス（２）の部分を拡大した相関電力遅延プロファイルを拡大して示している。図２の下図に示すように、検出したいセルのパス以外にも閾値Ｌを超えたパス(ノイズ)が存在するが、これらのパスは次回の遅延プロファイル作成では閾値Ｌを超える可能性は小さく、これを連続回数超えるパスだけとりあげるようにすれば、ノイズを候補として出力する可能性は非常に小さくなる。
【００２５】
次に、図２の上図における図中の既知セルのパス以外について、この場合は、第２段階サーチへ候補パスとして結果を出力するか評価する。まず、最大の相関電力値の未知セルのパス（１）について評価する。この未知セルのパス（１）は閾値Ｈを超えているので、直ちに第２段階サーチの候補パスとして出力する。
【００２６】
次に、未知セルのパス（２）について評価する。閾値Ｈを超えないが閾値Ｌを超えているので、過去の状態を確認し、一定回数連続して閾値Ｌを超えていれば第２段階サーチの候補パスとして出力する。また、未知セルのパス（３）も同様に、閾値Ｈを超えないが閾値Ｌを超えているので、過去の状態を確認し、一定回数連続して閾値Ｌを超えていれば第２段階サーチの候補パスとして出力する。
【００２７】
また、候補パスとして出力したものの、第２段階サーチ、第３段階サーチで検出できなかったパスについては、次回も検出できない可能性が高いので、その後、一定期間は候補として出力しないことにより、無駄な動作を実行させないようにする。
【００２８】
このような実施の形態１のセルサーチにより、弱電界セルのパスなら複数回の第１段階サーチ結果を通して、その有効性を評価して第２段階サーチ以降の候補パスとして出力するため、ノイズによる第２段階サーチ以降の無用な動作を削減し、かつ、弱電界セルについても検出することが可能となる。
【００２９】
〈実施の形態２〉
本発明の実施の形態２のＷ−ＣＤＭＡ受信装置における３段階セルサーチの第１段階セルサーチ処理機能１００の構成は実施の形態１と同じであるが、実施の形態２では、実施の形態１におけるパス管理テーブル１０３の構成に位相の履歴情報を持たせ、過去の第１段階サーチ結果によってパスがどのような位相変化をしているかを把握するように構成されている。
【００３０】
すなわち、未知セルのパスの中から第２段階セルサーチへの候補パスを検出する際に、相関電力値の大きさの評価の他に位相の履歴情報を評価する。そして、その位相の履歴情報の評価結果から、第２段階サーチへ出力するパス候補の優先順位を次のようにする。
【００３１】
第１優先順位は、閾値Ｈを超えるパスで位相が一定期間で一定時間以上早くなったパスとする。
第２優先順位は閾値Ｈを超えるパスで第１優先順位の条件以外のパスとする。
第３優先順位は、第１優先順位及び第２優先順位以外で、過去複数回の検出に亘って閾値Ｌを超えたパスで、位相が一定期間で一定時間以上早くなったパスとする。
第４優先順位は、第１優先順位及び第２優先順位以外で、過去複数回の検出にわたって閾値Ｌを超えたパスで、第３優先順位以外のパスとする。
【００３２】
このように、実施の形態２のセルサーチにより、ＨＨＯ先に適する可能性の高い移動先方向のセルを優先的に検出することが可能となり、移動機の高速移動時においても通信が切れにくいＣＤＭＡ受信装置を実現することができる。
【００３３】
図３は、本発明における実施の形態２の第１段階セルサーチ処理機能が行うパス管理処理の一例を示す図である。図３に示すように、高速移動中の移動機ＭＳがCell#Aと通信中であって、周辺には、移動方向にある未知セルCell#Bと、移動機の移動方向とは逆方向の未知セルCell#Cとが存在している。
【００３４】
図３に示すような現時点では、未知セルCell#Cが未知セルCell#Bより移動機ＭＳに近く、第１段階サーチ結果では、未知セルCell#Cの方が相関値電力が大きいことを示している。一般的には、相関値電力が大きなパスを優先的に検出対象とするため、未知セルCell#Cのパス、未知セルCell#Bのパスの順に第２段階サーチの検出対象となるが、実施の形態２の例では、未知セルCell#Bのパスの位相が早くなり、未知セルCell#Cのパスの位相が逆に遅くなっているため、未知セルCell#Bのパス、未知セルCell#Cのパスの順に第２段階サーチの検出対象となる。その結果、ＨＨＯ先によりふさわしい移動方向に存在する未知セルCell#Bをより早く検出することができる。
【００３５】
また、捕捉している有効なセルが多くある場合には、位相が遅くなる候補パス(つまり、移動機からどんどん離れていっている可能性の高いセルのパス)は第２段階サーチの候補パスとして出力しなくすることで、通信品質を維持したまま低消費電力化を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明に係るＣＤＭＡ受信装置は、セルサーチにおいて無駄な処理をなくし、かつ、弱電界のセル検出を行うことができるので、高速移動用の移動機などに有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施の形態１及び実施の形態２のＷ−ＣＤＭＡ受信装置における３段階セルサーチの第１段階セルサーチ処理機能の構成を示す図
【図２】本発明における実施の形態１の第１段階セルサーチ処理機能が行うパス管理処理の一例を示す図
【図３】本発明における実施の形態２の第１段階セルサーチ処理機能が行うパス管理処理の一例を示す図
【図４】一般的なＷ−ＣＤＭＡ受信装置によるＰＳＣＨ、ＳＳＣＨ及びＣＰｉＣＨの送信タイミングを示す図
【図５】従来のＷ−ＣＤＭＡ受信装置における３段階セルサーチの第１段階セルサーチ処理機能の構成を示す図
【図６】図５のピーク検出部におけるピーク検出処理の一例を示す図
【符号の説明】
【００３８】
１００  第１段階セルサーチ処理機能
１０１  ＰＳＣＨ相関値電力算出部
１０２  プロファイル作成部
１０３  パス管理テーブル
１０４  ピーク検出／パス管理処理部
【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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