(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基地局と複数の移動端末とにより構成される基地局非同期移動体通信システムの移動端末における同期タイミング切り替え制御方法において、前記移動端末は、周辺基地局の送出している信号を検索して、その拡散符号番号と位相情報と相関強度とを定期的に検出する検出処理と、検出された拡散符号番号と位相情報とを設定し、複数の基地局からの信号を同時に受信して、受信タイミングを測定する受信処理と、前記検出処理の検出結果の前記位相情報と相関強度とを用いて、複数の基地局からの信号の受信タイミングの情報を位相情報テーブルに格納管理するテーブル管理処理と、前記測定された複数の基地局からの信号の受信タイミングに合わせて、前記測定された複数の基地局のそれぞれに対する送信タイミングの同期保持を行う同期処理とを有することを特徴とする同期タイミング切り替え制御方法。
【請求項２】
前記同期処理は、同期保持のために受信処理に設定した拡散符号番号と位相情報とを位相情報テーブルに記憶し、同期保持に使用したことを表す設定フラグをたて、前記同期保持に用いる受信タイミングの選択切り替えを、位相情報テーブルの同期設定フラグを参照し、同期保持のための受信処理設定に使われたことがあれば同期設定位相を用いて行い、同期保持のための受信処理設定に使われたことがなければ、位相情報テーブルに登録されている位相情報の平均値を用いて行うことを特徴とする請求項１記載の同期タイミング切り替え制御方法。
【請求項３】
前記検出処理の検出結果の信号の拡散符号番号が同一で、その位相情報が位相情報テーブルに登録されている位相情報の平均値との差が一定範囲内のものである場合、前記検出処理による検出結果の信号と登録されている信号とを同一の信号とみなし、また、同期保持のための受信処理設定に必要な拡散符号、位相情報を選択することを特徴とする請求項１記載の同期タイミング切り替え制御方法。
【請求項４】
前記同期処理は、前記検出処理による検出結果から得られる信号の相関強度を測定して前記位相情報テーブルに記憶し、同期保持のための受信処理に拡散符号番号と位相とを選択する場合に、前記相関強度が最も強い位相情報を持つ信号の拡散符号番号と位相とを選択することを特徴とする請求項１記載の同期タイミング切り替え制御方法。
【請求項５】
前記同期処理は、前記検出処理の検出結果から得られる同一信号に対する位相情報を、位相平均値と最新検出結果とにそれぞれ重み付けして平均値化処理を行うことを特徴とする請求項１記載の同期タイミング切り替え制御方法。
【請求項６】
前記同期処理は、前記検出処理の検出結果から得られる同一信号に対する位相情報を、位相平均値と最新検出結果とにそれぞれ重み付けして平均値化処理を行い、前記受信処理により測定された受信レベルについても同様に平均値化処理を行い、周期的にそれぞれの位相平均値の位相シフト量と受信レベル平均値の受信レベルシフト量とを前記位相情報テーブルに記憶し、この値を用いて移動局の基地局方向速度を推定し、切り替え時間の見積もりが大きいと予測される信号の受信タイミングを選択することを特徴とする請求項１記載の同期切り替え制御方法。
【請求項７】
前記同期処理は、前記検出処理の検出結果から得られる同一信号に対する相関強度が、同期保持のための受信処理に設定した位相情報の相関強度に比べてヒステリシスパラメータを超えるものが現れたとき、あるいは、同期保持のための受信処理に設定した位相情報の信号が、一定期間、前記位相情報テーブルに更新されないときをトリガとして同期切り替え制御を行うことを特徴とする請求項１記載の同期タイミング切り替え制御方法。
【請求項８】
前記同期処理は、前記検出処理の検出結果から得られる同一信号に対する更新回数を位相情報テーブルに記憶し、同期タイミング切り替え制御時に更新回数が所定回数を満たしているものを選択することを特徴とする請求項１記載の同期タイミング切り替え制御方法。
【請求項９】
基地局非同期移動通信システムの移動端末において、前記検出処理、受信処理、テーブル管理処理と、同期処理とのそれぞれの処理を実行するモジュールを備え、請求項１ないし８のうち１記載の同期タイミング切り替えを行うことを特徴とする移動端末。
【請求項１０】
複数の基地局と複数の移動端末とにより構成される基地局非同期移動通信システムにおいて、前記移動端末として、請求項９記載の移動端末を使用することを特徴とする基地局非同期移動通信システム。
【請求項１１】
請求項９記載の移動端末の機能検証方法において、２つの基地局送信信号とそれぞれの遅延波信号とを一定の順番で信号強度を強く変化させた場合に、移動端末の送信タイミングの変化を基地局で受信した遅延プロファイルでモニタし、位相が一定方向にシフトしていかないことにより、同期タイミング切り替え処理時の測定位相誤差蓄積の影響を受けないことを確認することを特徴とする移動端末の機能検証方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、符号分割多元接続(ＣＤＭＡ：Ｃode Ｄivision Ｍultiple Ａccess)方式を適用した移動体通信システムにおける同期タイミング切り替え制御方法、移動端末及び移動体通信システムに関する
【０００２】
【従来の技術】
符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）方式は、情報信号のスペクトルを、本来の情報帯域幅より充分に広い帯域に拡散して伝送する多元接続技術である。そして、ＣＤＭＡ方式を使用する通信は、送られてきた信号を復調するために受信機の受信周波数や動作クロックの発生タイミングを送信側に同期させる必要がある。同期には同期捕捉と同期追跡との２つの過程があり、同期追跡によく用いられる回路として、例えば、ＤＬＬ(Ｄelay Ｌocked Ｌoop)回路が知られている。
【０００３】
図６は移動端末内に設けられる従来技術による同期保持手段の構成例を示すブロックであり、以下、図６を参照して従来技術による同期保持について説明する。図６において、２０１は復調処理回路、２０２はＭＦ(Ｍatched Ｆilter)、２０３は位相制御回路、２０４は同期保持回路、２０５は同期タイミング切り替え処理回路、２０６はクロック制御回路である。
【０００４】
図６に示す同期保持手段は、移動端末内に備えられるもので、同期を保持するために必要な手段としてＭＦ２０２、位相制御回路２０３を備えた復調処理回路２０１と、同期タイミング切り替え処理回路２０５、クロック制御回路２０６を備えた同期保持回路２０４とにより構成される。一般に、ＣＤＭＡ方式の移動通信に使用する移動端末は、同期保持のための復調処理回路を複数備えている。図示例では、４台の復調処理回路２０１を備えるとして示されている。
【０００５】
４台の復調処理回路２０１のそれぞれは、ＣＤＭＡ技術の中でソフトハンドオーバと呼ばれてよく知られているように、異なる基地局との間での通信を行っており、ＭＦ２０２と位相制御回路２０３とにより、送信側のクロックのゆらぎに対して、あるいは、基地局変更の際のクロック位相を制御している。各復調処理回路２０１からのクロック信号は、同期保持回路２０４の同期タイミング切り替え処理回路２０５に与えられる。そして、同期保持回路２０４は、図示しない他の処理部から与えられる同期タイミング切り替え制御信号に指示されて、複数の復調処理回路２０１からのクロック信号の１つを選択してクロック制御回路２０６に与えられる。クロック制御回路２０６から出力されるクロック信号は、移動端末全体の動作を規定するクロックとして使用され、また、複数の復調処理回路２０１にも与えられる。
【０００６】
すなわち、図６に示す同期保持手段は、複数位相情報を持つ信号の中から、設定された位相により復調動作を行い、位相情報の変化に対してＭＦ２０２が持つトラッキング機能によって、その変化に追従させるものである。
【０００７】
前述したような従来技術において、移動端末は、通信時、非通信時にかかわらず、基地局と移動局との同期を保つために、基地局を渡り歩く際にクロック制御回路２０６に対して入力信号を切り替える（同期タイミング切り替え処理）必要がある。このような同期タイミング切り替え処理を行うための技術的課題として、どの信号をいつ参照するか、すなわち、どの信号の位相情報を用いて、どのようなスケジューリングで復調器を使用し、同期タイミング切り替え処理を行うかという問題があげられる。
【０００８】
どの信号のタイミングを参照するかという問題に関する従来技術として、ＩＳ−９５Ａに記載された技術が知られている。この従来技術は、復調に使用される最も早く到達したコンポーネント（タイミング信号を持つ基地局からの信号）に基準タイミングを合わせるというものである。この従来技術によれば、別のマルチパスコンポーネントが使用予定の参照タイミングよりも早く到達した場合、早く到達した信号に含まれるタイミング信号に切り替えて、その信号を使用することになる。
【０００９】
この理由は、基地局同期システムにおいて、最も早く信号が到達するパスが最も伝搬遅延時間が短いため、近くの基地局からの信号であると考えることができるからである。また、最も早く信号が到達するパスは、伝送フレームの先頭であることが保証されるため、伝送フレーム間隔の位相がそろっているので、切り替え処理による位相誤差が蓄積されないという利点もあるからである。
【００１０】
一方、ＩＭＴ２０００の有力候補であるＷ−ＣＤＭＡ(Ｗideband ＣＤＭＡ)方式は、基地局非同期を前提としているため、基地局からのタイミング信号を持つ基地局からの信号がどのような性質のものか、すなわち、遅延を受けているものなのか、基地局の送信タイミングのずれを受けているものなのかを移動局が判断することができない。このため、Ｗ−ＣＤＭＡ方式の移動体通信システムの移動端末は、最も早く到達したパスの判断を行うことができない。しかも、Ｗ−ＣＤＭＡ方式の移動体通信システムは、同期タイミング切り替え処理を行う判断基準が未だ定められていないもので、判断基準設定の仕方によっては、位相測定に誤差が含まれてしまうという問題点を有している。
【００１１】
図７は前述の問題点を説明するためのＷ−ＣＤＭＡ方式の移動体通信システムの構成例を説明する図、図８は従来技術による同期タイミング切り替え時の位相誤差の蓄積を説明する図であり、以下、図７、図８を参照して、従来技術の問題点である位相誤差の蓄積について説明する。図７において、３０１〜３０４は基地局ＢＳ(ａ)〜ＢＳ(ｃ)、３０４は移動端末ＭＳである。
【００１２】
図７に示すように、移動端末ＭＳ３０４から３つの基地局ＢＳ(ａ)３０１、ＢＳ(ｂ)３０２、ＢＳ(ｃ)３０３の信号が見えている状態を考える。ここでは議論の簡単のため、移動による位相シフトを考慮しないものする。
【００１３】
いま、移動端末ＭＳ３０４が、図８(ａ)に示すようなＢＳ(ａ)３０１からの信号４０２により、同期保持のための受信動作及びタイミング制御を行って通信を行っているものとする。この状態で移動端末ＭＳ３０４が移動したこと等により、同期タイミングの切り替えを行い、図８(ｂ)に示すように、基地局ＢＳ(ｂ)３０２からの信号４０３の位相を設定して同期保持のための受信動作を行ったものとする。このとき、同じＢＳ(ｂ)３０２からのビル等による反射による信号４０４の方が強く観測されると、図６に説明した位相制御回路２０３は、信号４０４の位相位置をＭＦの中心となるように制御する。この結果、図８(ｃ)に示すように、同期タイミング切り替え設定時と動作時とにおける測定位相誤差ｄ１が生じる。すると、クロック制御回路２０６は、ｄ１の位相差を反映し、全体として受信される信号の位相がｄ１分だけシフトして見える状態になる。
【００１４】
同様に、移動端末ＭＳ３０４が移動を行い、図８(ｄ)に示すように、ＢＳ(ａ)３０１からの信号４０１の位相を設定して同期保持受信動作をした後、反射波等による信号４０２が強く観測される場合にも、図８(ｅ)に示すように、位相誤差ｄ２が生じる。このようにして、同期タイミング切り替え制御を繰り返すうちに、図８(ｆ)に示すように、位相誤差が蓄積して位相誤差の分散が大きくなり、確率的に同期がはずれてしまうことになる。
【００１５】
また、いつ参照タイミングを切り替えるかという問題に関する従来技術として、例えば、特開平１０−１９１４２９号公報等に記載された技術が知られている。この従来技術は、閾値より充分に強い信号が現れた時点で信号監視を移行するというものである。しかし、この従来技術は、強い信号が現れた時点で同期タイミング切り替え処理を行うため、移動、フェージング変動などによる周囲変動に対して切り替え制御頻度が大きくなり、特に、Ｗ−ＣＤＭＡシステムに適用された場合、ダイバーシチハンドオーバ(ＤＨＯ：Ｄiversity Ｈandover)状態にある端末数が多く、ハンドオーバ制御処理頻度が高くなり、制御プロセッサが電力を消費しバッテリーが持続しなくなるという問題を生じる。
【００１６】
さらに、Ｗ−ＣＤＭＡシステムは、街角効果などのシャドウイングによる同期信号消失を適切に検出して、同期タイミング切り替え制御を行う必要があり、また、同期タイミング切り替え処理時に、誤った位相情報の信号をとらえないようにすることも大切であるが、これらについて充分な配慮がなされていないという問題も有している。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように基地局非同期システムであるＷ−ＣＤＭＡシステムは、▲１▼同期タイミング切り替えのための判断基準をどのように設定するか規定する必要がある、▲２▼同期タイミング切り替え時に位相誤差が蓄積されてしまうのを防ぐ必要がある、▲３▼信号強度を切り替え判断基準とすると、フェージング変動などに対して影響を受けないように切り替え制御頻度が軽減させる必要がある、▲４▼同期信号消失を検出を適切に検出する必要がある、▲５▼瞬時的なピークを与える信号を捕らえて、誤った位相情報の信号に切り替わってしまうのを防ぐ必要がある等の技術的な課題を解決しなければならないものである。
【００１８】
本発明の目的は、前述の課題を克服し、適切な時期に同期タイミング切り替え処理を行うことを可能にする同期タイミング切り替え制御方法を提供し、また、これを使用した移動端末及び移動体通信システムを提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば前記目的は、複数の基地局と複数の移動端末とにより構成される基地局非同期移動体通信システムの移動端末における同期タイミング切り替え制御方法において、前記移動端末は、周辺基地局の送出している信号を検索して、その拡散符号番号と位相情報と相関強度とを定期的に検出する検出処理と、検出された拡散符号番号と位相情報とを設定し、複数の基地局からの信号を同時に受信して、受信タイミングを測定する受信処理と、前記検出処理の検出結果の前記位相情報と相関強度とを用いて、複数の基地局からの信号の受信タイミングの情報を位相情報テーブルに格納管理するテーブル管理処理と、前記測定された複数の基地局からの信号の受信タイミングに合わせて、前記測定された複数の基地局のそれぞれに対する送信タイミングの同期保持を行う同期処理とを有することにより達成される。
【００２０】
また、前記目的は、前記同期処理が、同期保持のために受信処理に設定した拡散符号番号と位相情報とを位相情報テーブルに記憶し、同期保持に使用したことを表す設定フラグをたて、前記同期保持に用いる受信タイミングの選択切り替えを、位相情報テーブルの同期設定フラグを参照し、同期保持のための受信処理設定に使われたことがあれば同期設定位相を用いて行い、同期保持のための受信処理設定に使われたことがなければ、位相情報テーブルに登録されている位相情報の平均値を用いて行うことにより達成される。
【００２１】
また、前記目的は、前記検出処理の検出結果の信号の拡散符号番号が同一で、その位相情報が位相情報テーブルに登録されている位相情報の平均値との差が一定範囲内のものである場合、前記検出処理による検出結果の信号と登録されている信号とを同一の信号とみなし、また、同期保持のための受信処理設定に必要な拡散符号、位相情報を選択することにより達成される。
【００２２】
また、前記目的は、前記同期処理が、前記検出処理による検出結果から得られる信号の相関強度を測定して前記位相情報テーブルに記憶し、同期保持のための受信処理に拡散符号番号と位相とを選択する場合に、前記相関強度が最も強い位相情報を持つ信号の拡散符号番号と位相とを選択することにより、また、前記検出処理の検出結果から得られる同一信号に対する位相情報を、位相平均値と最新検出結果とにそれぞれ重み付けして平均値化処理を行うことにより達成される。
【００２３】
また、前記目的は、前記同期処理が、前記検出処理の検出結果から得られる同一信号に対する位相情報を、位相平均値と最新検出結果とにそれぞれ重み付けして平均値化処理を行い、前記受信処理により測定された受信レベルについても同様に平均値化処理を行い、周期的にそれぞれの位相平均値の位相シフト量と受信レベル平均値の受信レベルシフト量とを前記位相情報テーブルに記憶し、この値を用いて移動局の基地局方向速度を推定し、切り替え時間の見積もりが大きいと予測される信号の受信タイミングを選択することにより達成される。
【００２４】
また、前記目的は、前記同期処理が、前記検出処理の検出結果から得られる同一信号に対する相関強度が、同期保持のための受信処理に設定した位相情報の相関強度に比べてヒステリシスパラメータを超えるものが現れたとき、あるいは、同期保持のための受信処理に設定した位相情報の信号が、一定期間、前記位相情報テーブルに更新されないときをトリガとして同期切り替え制御を行うことにより、また、前記検出処理の検出結果から得られる同一信号に対する更新回数を位相情報テーブルに記憶し、同期タイミング切り替え制御時に更新回数が所定回数を満たしているものを選択することにより達成される。
【００２５】
さらに、前記目的は、基地局非同期移動体通信システムの移動端末において、前記検出処理、受信処理、テーブル管理処理と、同期処理とのそれぞれの処理を実行するモジュールを備えて、同期タイミング切り替えを行うことにより達成される。
【００２６】
また、前記目的は、複数の基地局と複数の移動端末とにより構成される基地局非同期移動通信システムにおいて、前記移動端末として、前述の移動端末を使用することにより達成される。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による同期タイミング切り替え制御方法、移動体通信システム及び移動通信端末装置の一実施形態を図面により詳細に説明する。
【００２８】
図１は本発明の一実施形態による同期タイミング切り替え方法を実現する移動端末内の機能構成を示すブロック図、図２は位相情報テーブルの構成を説明する図、図３は同期タイミング切り替え処理のトリガ検出のための処理動作を説明するフローチャート、図４は同期タイミング切り替えの処理動作を説明するフローチャート、図５は本発明が同期タイミング切り替えによる位相誤差の蓄積を低減することができることを説明する図である。図１において、１０１はセルサーチモジュール、１０２はセル・セクタサーチ回路、１０３は相関閾値判定回路、１０４は受信処理モジュール、１０５は復調処理スケジューラ、１０７は受信信号レベル測定部、１０９は位相情報テーブル処理モジュール、１１０は位相情報テーブル検索部、１１１は位相情報テーブル更新部、１１２は位相情報テーブル、１１３は監視タイマ、１１４は同期タイミング制御モジュール、１１５は同期タイミング切り替え判定部であり、他の符号は図６の場合と同一である。
【００２９】
本発明の実施形態を詳細に説明する前に、まず、本発明の基本的な考え方について説明する。
【００３０】
本発明は、同期タイミングの基準信号を選ぶ方法として、最も信号強度の強いパス信号を基準タイミングとして参照することとし、この場合の基準タイミング切り替え時の位相誤差蓄積の問題を克服することを可能にするものである。そして、本発明は、位相誤差の蓄積を防ぐ方法として、移動端末が、同期保持のための受信動作に設定した信号の位相情報を記憶しておき、他の基地局の位相情報に設定した後、前記位相情報記憶している基地局の位相情報を再度設定するような場合、その基地局の記憶している位相情報を用いることとするものである。
【００３１】
次に、前述した方法が同期タイミング切り替えによる位相誤差の蓄積を低減することができることを図５により説明する。なお、移動端末と基地局との関係は、図７に説明したものと同一である。また、図５に示す例において、図５(ａ)〜図５(ｃ)の移動端末と基地局との間の信号の授受は図８(ａ)〜図８(ｃ)により説明したものと同一である。
【００３２】
本発明は、図５(ａ)に示す図８(ａ)で説明した同期保持のための受信動作時に、移動端末ＭＳ３０４が、ＢＳ(ａ)３０１からの信号４０２の位相を設定したとき、その位相を記憶しておく。その後、図５(ｂ)、図５(ｃ)で、基地局ＢＳ(ａ)３０２からの信号４０３に同期保持のための受信動作が切り替わった後で、図５(ｄ)〜図５(ｆ)に示すように、再度同期タイミングをＢＳ(ａ)３０１の信号に戻すものとする。
【００３３】
この場合、移動端末ＭＳ３０４は、前回の受信動作で記憶しておいた位相を設定して同期保持のための受信動作を行う。その際、移動端末のＭＦのウィンドウサイズ内の位相の信号を同一信号とみなし、このウィンドウを超えた場合は別信号として扱う。このようにすることによって、移動端末は、信号４０１、４０２の区別をすることなく、以前に同期保持を行っていた状態に復帰することが可能となり、位相測定誤差の蓄積を防ぐことができる。
【００３４】
本発明は、前述により位相誤差を蓄積しないようにすることができるものであるが、位相誤差を蓄積しないということの確認は、次のようにして行うことができる。
【００３５】
すなわち、まず、基地局シミュレータとマルチパスフェージングシミュレータをと移動端末に接続し、図に説明したように、２つの基地局からの信号４０１、４０３と、これらの処理のそれぞれの遅延波４０２、４０４とを送信する。そして、信号４０１、４０２、４０３、４０４、４０１という順にサイクリックに信号強度を強くしていく。このような状況の中で、移動端末の送信タイミングの変化を基地局で受信した遅延プロファイルでモニタし、位相が一定方向にシフトしていくか否かをチェックする。この結果、位相が一定方向にシフトしていかない場合に、位相誤差が蓄積されていないとの確認を行うことができる。
【００３６】
また、位相情報は、次の式によって重み付けして平均したもとして測定する。
ウィンドウ内の位相平均値＝位相平均値×ａ＋最新報告位相値×ｂ
上記式において、ａ＝0.99、ｂ＝0.1 のように重み付けを行う。このような重み付け平均値を使用することにより、測定誤差の精度を高め、かつ、移動による位相シフト量を反映させることができる。もし、平均値がＭＦのウィンドウの外に出てしまった場合、新しい基地局からの信号として処理される。
【００３７】
得られた位相情報は、図２に示すような位相情報テーブルに保持して記憶される。本発明は、この位相情報テーブル内の情報を参照することによって同期位相の切り替え制御を行う。位相情報テーブルは、拡散符号番号、位相平均値、同期設定位相、位相シフト量、相関強度、同期設定フラグ、受信レベル、受信レベルシフト量、更新時間、更新回数を構成要素として保持する。
【００３８】
テーブルの更新処理は、セルセクタサーチモジュールの検出結果より拡散符号の相関強度が有効な信号に対して、セルセクタサーチモジュールと受信処理モジュールとからの情報を加工して行われる。テーブルに登録する際は、ＭＦ(Ｍatched Ｆilter)のウィンドウ内に収まる位相差であるという条件を満たしていれば、同じ信号であると判断して行われる。
【００３９】
同期位相の切り替え処理は、次の３つの条件のいずれかがあてはまったときに実行される。すなわち、同期をかけている信号の受信信号レベルが、基準値を連続ｎフレームに渡って下回った場合、セルセクタサーチモジュールからあがってくる拡散符号の相関強度が現在同期をかけている信号の拡散符号の相関強度に比べてヒステリシスパラメータの比率を超えた場合、同期をかけている信号が一定期間テーブルの更新処理を行っていなかった場合であり、これらの条件が検出されると切り替え処理のトリガが出力される。
【００４０】
切り替え処理のトリガがかかると、位相情報テーブルを活用して切り替え候補の評価関数が最大となる信号を選択して同期タイミング切り替え処理を行う。本発明は、位相情報テーブルを活用して同期タイミング切り替え処理を行うことにより、前述した課題に対して次のような対策が可能となる。
【００４１】
同期保持のための受信処理に最初に設定した位相を同期設定位相として記憶しておき、同期をかけ直す場合に、その記憶している同期設定位相を用いる。これによって、位相誤差の蓄積を低減することができる。
【００４２】
同期切り替え判断基準となる受信強度と切り替えのための時間とにヒステリシスマージンを持たせることにより、同期切り替え制御の頻度を低減することができる。
【００４３】
また、位相情報のパス強度で重みつけした長時間位相平均値変化分を、ａ(chip／s)、光速をｃ(m／s)、チップレートをＴ(chip／s)としたとき、移動端末の速さＶ(m／s)を、
Ｖ=ａ*ｃ／Ｔ
なる式によって推定することができる。そして、受信レベルの長時間平均値変化が増加傾向か減少傾向かにより移動端末が基地局に近づいているか遠ざかっているかを判断することができる。
【００４４】
本発明は、前述のようにして、移動端末の速度情報を推定することにより、受信レベルが大きくかつ基地局に近づいている傾向の信号を同期保持のための受信信号として選択することが可能となり、余分な同期切り替え処理を削減することができる。例えば、図７において、いま、端末ＭＳ３０４が、基地局ＢＳ(ｃ)３０３の速度成分が最も大きく、基地局ＢＳ(ｂ)３０２から遠ざかっている状態を仮定する。このとき、全ての基地局からの受信レベルが充分であれば、基地局ＢＳ(ｂ)３０２からの信号の受信レベルが基地局ＢＳ(ｃ)３０３からの信号の受信レベルより大きかったとしても、基地局ＢＳ(ｃ)３０３の信号同期タイミング切り替え時間が長いことが予想される。本発明は、このように速度情報を用いることによって、基地局ＢＳ(ｂ)３０２の信号に対する余分な切り替え処理を行う必要がなくなる。特に、道路等地形的制約から速度方向の定常性を前提とした場合、このような処理が有効となる。
【００４５】
また、同期信号消失を検出する方法として、位相情報の更新時間を位相情報テーブルに記録しておき、一定時間以上の更新がなかった場合に信号消失と判断する方法を使用する。
【００４６】
さらに、瞬時的なピークを与える位相情報はその更新回数が少ないため、位相情報の更新回数を位相情報テーブルに記録しておき、所定の更新回数を満たさない信号には切り替えを行わないようにする。本発明は、これによって、同期タイミング切り替え処理時に、誤った位相情報の信号に切り替わってしまうのを防止することができる。
【００４７】
次に、本発明の実施形態による同期タイミング切り替え方法を説明する。図１に示すように、本発明の実施形態による同期タイミング切り替え方法を実現する移動端末内の機能は、セルサーチモジュール１０１、受信処理モジュール１０４、位相情報テーブル処理モジュール１０９、同期タイミング制御モジュール１１４の４つのモジュールによって構成される。
【００４８】
セルサーチモジュール１０１は、セルサーチ回路１０２、相関閾値判定１０３を備え、周辺基地局の送出している信号を検索して、その拡散符号番号と位相情報と相関強度とを定期的に検出している。セルサーチ回路１０２は、セルサーチ結果として拡散符号番号、位相情報、相関強度情報を相関閾値判定１０３に上げる。相関閾値判定１０３は、拡散符号の相関値がある閾値以下の信号を削除し、閾値を満たしている信号を、位相情報テーブル処理モジュール１０９の入力信号として出力する。
【００４９】
受信処理モジュール１０４は、復調処理スケジューラ１０５、受信信号レベル測定部１０７、復調処理回路２０１により構成され、セルサーチモジュール１０１の検出結果に基づいて拡散符号番号と位相情報とを設定し、複数の基地局からの信号を同時に受信し、受信タイミングを測定する受信動作を行う。この受信動作は、周囲の基地局からの信号の受信レベル状況を把握するためのものと、同期を保持し続けるためのもの、及び、実際に通信をするものに分けられ、復調処理スケジューラ１０５によって受信動作のスケジューリングが行われる。
【００５０】
周囲の基地局からの信号の受信レベル状況を把握する処理は、位相情報テーブル１１２の情報に基づいて、拡散符号の相関強度の大きいものから順に時分割に復調器を使用して受信処理が行われるようにスケジューリングが行われて実行される。また、復調時に受信信号レベル測定部１０７は、受信信号レベル及び信号対干渉信号比である受信ＳＩＲを測定し、受信信号レベルを位相情報テーブルに記録する。また、一定周期間隔で、受信レベルの長時間平均値からの変化量を計算し、その値が、受信レベルシフト量として位相情報テーブルに更新記録される。
【００５１】
位相情報テーブル処理モジュール１０９は、復調処理回路２０１、同期保持回路２０４による同期保持モジュールで使用する信号を選択する判断基準を作成するため、図２に示すような位相情報テーブル１１２を管理する。位相情報テーブル１１２は、周辺の各基地局における拡散符号番号、位相平均値、同期設定位相、位相シフト量、相関強度、同期設定フラグ、受信レベル、受信レベルシフト量、更新時間、更新回数を構成要素として保持する。
【００５２】
位相情報テーブル検索部１１０は、セルサーチモジュール１０１からの信号が、位相情報テーブル１１２に登録済みか否かの検索を行う。この検索は、拡散符号番号が一致していること、かつ、位相差がＭＦのウィンドウ内に収まっていることと条件を満たした場合に同一のものと判断するように行われる。次に、位相情報テーブル更新部１１１は、前述の検索の結果、セルサーチモジュール１０１からの信号が位相情報テーブル１１２に登録されていない場合、新規登録として拡散符号番号、相関強度、位相平均値、更新時間を登録し、登録されている場合、相関強度、位相平均値、位相シフト量、更新時間を更新する。また、位相情報のパス強度で重み付けした長時間平均値の変化分によって、位相シフト量を見積もる。監視タイマ１１３は、一定時間毎に更新時間のチェックを行い、更新時間と現時点との時間差が保護時間パラメータを超過しているものの信号を、その信号が無効であるとして位相情報テーブル１１２から削除する処理を行う。
【００５３】
同期タイミング制御モジュール１１４は、タイミング切り替え判定部１１５が、次に示すタイミング切り替え条件のいずれかを満足したときに、同期保持のために受信する信号の拡散符号と位相情報との設定切り替え処理（同期タイミング切り替え処理）を実行する。
【００５４】
すなわち、この処理は、▲１▼同期をかけている信号の受信信号レベルが基準値を連続ｎフレーム下回った場合、▲２▼拡散符号の相関強度が現在同期保持するために受信している信号の相関強度に比べて、ヒステリシスパラメータより大きいものが現れた場合、▲３▼同期をかけている信号の拡散符号番号、位相情報、相関強度の報告が一定期間行われなくなってしまった場合に実行される。
【００５５】
▲１▼の条件は、受信信号レベル測定部１０７の出力によって判断し、同期タイミング切り替えの必要性が発生した場合の消極的トリガである。▲２▼の条件は、相関閾値判定回路１０３から強い信号が検出された場合に、強い信号に乗り換えた方がよい可能性があることを前提とした積極的トリガである。▲３▼の条件は、街角効果等のシャドウイングによって同期をかけている信号が消失したことを監視タイマ１１３によって検出して同期保持を持続するためのトリガである。
【００５６】
前述したようなトリガの検出により起動される同期タイミング切り替え処理は次のように実行される。すなわち、まず、位相情報テーブル検索を行い、受信レベルと拡散符号との相関強度が最も大きいものを候補として選ぶ。このとき、候補の更新回数がある閾値を超えていなかった場合、その候補の信号への切り替え処理は行わない。これによって、瞬時的ピークを持つ信号により、誤って同期タイミングをかけてしまう確率を低減することができる。
【００５７】
選んだ候補のうち、受信レベルシフト量が増加傾向にあるものがあれば、その位相シフト量が大きいものは、その基地局方向へ移動していると考えることができるため、位相シフト量と受信レベルシフト量とをパラメータとした評価関数を最大とするような信号を切り替え候補として選択する。選択した信号の同期設定フラグ情報から、以前に同期をかけていればその同期設定位相で、そうでなければ、位相平均値を同期保持のための受信処理モジュールに設定することによって位相の切り替え処理を行う。同期設定位相の活用によって、切り替え処理による位相誤差の蓄積を防ぐことができる。同期タイミング切り替え処理実行後、位相情報テーブル更新部１１１は、同期設定フラグと同期設定位相とを更新する。
【００５８】
次に、図３に示すフローを参照して、同期タイミング切り替え処理のトリガ検出の処理について説明する。
【００５９】
（１）監視タイマ１１２の監視時間が経過しているか否かを判定し、監視時間が経過していると判定された場合、位相情報テーブル更新部１１は、位相情報テーブル検索部１１０に位相情報テーブルを検索させ、位相情報テーブル更新時間が予め定めた一定時間以上となっている信号を位相情報テーブル１１２から削除する（ステップ５０１、５０２）。
【００６０】
（２）ステップ５０２の処理により、同期保持信号が削除されたか否かをチェックし、削除されていなければステップ５０１に戻って処理を続け、同期保持信号が削除されている場合、同期切り替え処理のトリガ検出を出力する（ステップ５０３、５０８）。
【００６１】
（３）ステップ５０１の判定で、監視タイマ１１２の監視時間が経過していなかった場合、同期処理の受信信号レベルが連続して一定フレーム回数基準値以下となったか否か判定し、一定フレーム回数基準値以下となっていた場合、同期切り替え処理のトリガ検出を出力する（ステップ５０４、５０８）。
【００６２】
（４）ステップ５０４での判定で、同期処理の受信信号レベルが連続して一定フレーム回数基準値以下となっていなかった場合、セルサーチ結果の報告があるか否かをチェックし、報告がなければステップ５０１に戻って処理を続ける（ステップ５０５）。
【００６３】
（５）ステップ５０５のチェックでセルサーチ結果の報告があった場合、位相情報テーブルの登録、更新の処理を行い、また、セルサーチ結果の拡散符号の相関強度が、同期のために使用している信号のものより一定値以上大きいか否かをチェックする（ステップ５０６、５０７）。
【００６４】
（６）ステップ５０７のチェックで、セルサーチ結果の拡散符号の相関強度が、同期のために使用している信号のものより一定値以上大きいと判定された場合、同期切り替え処理のトリガ検出を出力し、そうでない場合、ステップ５０１に戻って処理を続ける（ステップ５０７、５０８）。
【００６５】
次に、図４に示すフローを参照して、同期タイミング切り替え処理について説明する。
【００６６】
（１）図３に説明した処理において、同期切り替え処理のトリガ検出が出力されると、位相情報テーブル１１２から受信レベル、拡散相関強度が最大の信号を抽出する。抽出に失敗した場合、何もせずに処理を終了して開始に戻る（ステップ６０１、６０９）。
【００６７】
（２）ステップ６０１の処理で抽出に成功した場合、抽出した信号の受信レベル、拡散符号相関強度が充分か否かをチェックし、充分でない場合、何もせずに処理を終了して開始に戻る（ステップ６０２、６０９）。
【００６８】
（３）ステップ６０２のチェックで、抽出した信号の受信レベル、拡散符号相関強度が充分であった場合、その信号のテーブル更新回数が所定の回数を満たしているか（越えているか）否かをチェックし、満たしていない場合、何もせずに処理を終了して開始に戻る（ステップ６０３、６０９）。
【００６９】
（４）ステップ６０３のチェックで、その信号のテーブル更新回数が所定の回数を満たして場合、受信レベルシフト量が増加傾向にあり、かつ、位相シフト量が大きいものを評価関数により選択する（ステップ６０４）。
【００７０】
（５）ステップ６０４で選択した信号の同期設定フラグが“１”となっているか否かをチェックし、同期設定フラグが“１”となっている場合、選択した信号の同期設定位相で受信処理を行い、同期処理を実行する。その後、開始に戻る（ステップ６０５、６０６、６０９）。
【００７１】
（６）ステップ６０５のチェックで、同期設定フラグが“１”となっていなかった場合、位相平均値の位相で受信処理を行い、同期処理を実行し、位相情報テーブル１１２の同期設定位相に位相平均値を格納すると共に、同期設定フラグを“１”に設定して開始に戻る（ステップ６０７〜６０９）。
【００７２】
前述した本発明の実施形態によれば、基地局非同期システムにおいて同期保持のための受信切り替え動作時に設定する位相情報の誤差蓄積を防ぎ、同期はずれ起こす確率を低減することができ、また、同期タイミング切り替え処理のトリガとして、信号強度と切り替え時間とにヒステリシスマージンを持たせているので、同期タイミング切り替え制御の頻度を軽減することができる。また、本発明の実施形態によれば、位相情報のパス強度で重みつけした長時間平均値変化分と受信電力の長時間平均値変化分とから、移動端末の基地局方向の速度を推定し、切り替え候補の評価関数のパラメータとして活用することにより、余分な切り替え処理の削減を行うことが可能となる。
【００７３】
さらに、本発明の実施形態によれば、位相情報の更新時間をテーブルに記録することによって、一定時間以上の報告がなかった場合に信号消失と判断することができ、また、瞬時的なピークを与える位相情報については更新回数が少ないため、一定更新回数を満たさない信号への切り替えを行わないようにすることにより、同期タイミング切り替え処理時に、誤った位相情報の信号に切り替わってしまうことを防止することができる。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、同期保持のための受信切り替え動作時に設定する位相情報の誤差蓄積を防ぎ、同期はずれを起こす確率を低減することができ、また、同期タイミング切り替え制御の頻度を軽減することができる。
【００７５】
さらに、本発明によれば、一定時間以上の報告がなかった場合に信号消失と判断することができ、また、一定更新回数を満たさない信号への切り替えを行わないようにすることができ、同期タイミング切り替え処理時に、誤った位相情報の信号に切り替わってしまうことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による同期タイミング切り替え方法を実現する移動端末内の機能構成を示すブロック図である。
【図２】位相情報テーブルの構成を説明する図である。
【図３】同期タイミング切り替え処理のトリガ検出のための処理動作を説明するフローチャートである。
【図４】同期タイミング切り替えの処理動作を説明するフローチャートである。
【図５】本発明が同期タイミング切り替えによる位相誤差の蓄積を低減することができることを説明する図である。
【図６】移動端末内に設けられる従来技術による同期保持手段の構成例を示すブロックである。
【図７】前述の問題点を説明するためのＷ−ＣＤＭＡ方式の移動体通信システムの構成例を説明する図である。
【図８】従来技術による同期タイミング切り替え時の位相誤差の蓄積を説明する図である。
【符号の説明】
１０１  セルサーチモジュール
１０２  セル・セクタサーチ回路
１０３  相関閾値判定回路
１０４  受信処理モジュール
１０５  復調処理スケジューラ
１０７  受信信号レベル測定部
１０９  位相情報テーブル処理モジュール
１１０  位相情報テーブル検索部
１１１  位相情報テーブル更新部
１１２  位相情報テーブル
１１３  監視タイマ
１１４  同期タイミング制御モジュール
１１５  同期タイミング切り替え判定部
２０１  復調処理回路
２０２  ＭＦ(Ｍatched Ｆilter)
２０３  位相制御回路
２０４  同期保持回路
２０５  同期タイミング切り替え処理回路
２０６  クロック制御回路
３０１〜３０３  基地局
３０４  移動端末
【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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