(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一の基地局送受信機と複数の移動局送受信機との間で情報信号を送受信する移動通信システムを構成する移動局送受信機であって、
継続受信状態と間欠受信状態との切換えを行う制御手段を備え、
上記制御手段は、継続受信状態から間欠受信状態への移行を要求された場合には、間欠受信状態においてこの移動局送受信機に割り当てられた受信期間の開始タイミングを算出し、算出された受信期間の開始タイミングと間欠受信状態への移行を要求されたタイミングとを比較し、該受信期間の開始タイミングと該間欠受信状態への移行を要求されたタイミングとの間が所定時間以内である場合には、この移動局送受信機に割り当てられた受信期間が終了するまで継続受信状態を維持する
ことを特徴とする移動局送受信機。
【請求項２】
移動通信システムは、符号分割多重方式によりスペクトラム拡散信号を送受信する移動通信システムであって、
受信期間の開始タイミング以前に基地局送受信機との再同期を必要とする
ことを特徴とする請求項１記載の移動局送受信機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は移動局送受信機に関し、例えば、符号分割多重方式により通信を行う移動通信システムを構成する移動局送受信機として好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、移動通信システムにおいては、移動局送受信機が待ち受け状態で間欠受信をすることで、移動局送受信機の電池寿命を長持ちさせる工夫がなされてきた。移動通信システムにおいては、周波数分割方式、時分割多重方式、符号分割多重方式などの方式の移動局送受信機が、現在実際に運用されている。これら間欠受信の各方式には、それぞれ利点および欠点があり、移動通信システムの目的に応じて選択される。また、これら間欠受信の各方式における移動局送受信機も、システム毎に具体的に規定されている。
【０００３】
例えば、符号分割多重（以下、ＣＤＭＡ(Code Division Multiple Access)という）方式における移動局送受信機では、各回線毎に割り当てた特定の符号（以下、ＰＮ(Pseudo random Noise sequence)符号という）を用いて、同一搬送周波数の変調波を元の周波数帯域より広い帯域に拡散（以下、これをスペクトラム拡散という）させるとともに、スペクトラム拡散処理を施した各変調波を多重化して送信する。そして、受信したスペクトラム拡散信号と復調対象の回線を介して与えられるＰＮ符号との同期をとることにより、所望の回線のみを識別することができる。
【０００４】
すなわち、送信側は、まず、各回線に異なるＰＮ符号を割り当てる。ここで、ＰＮ符号は、疑似的な乱数系列符号からなる。送信側は、これら各回線を介して送信する各変調波に、それぞれ異なるＰＮ符号をそれぞれ掛け合わせてスペクトラム拡散させる。ちなみに、各変調波は、スペクトラム拡散処理される以前に、所定の変調処理を施されている。こうしてスペクトラム拡散された各変調波は、多重化されて送信される。
【０００５】
そして、受信側では、送信側から伝送されてきた受信信号に、復調対象となる回線に割り当てられたものと同一のＰＮ符号を同期させながら掛け合わせる。こうして、目的の回線を介して伝送された変調波のみを復調することができる。
【０００６】
このように、ＣＤＭＡ方式では、送信側と受信側とで互いに同一のＰＮ符号を設定しておきさえすれば、直接、呼毎に通信することができる。ＣＤＭＡ方式では、各回線毎にそれぞれ異なるＰＮ符号を用いて変調波のスペクトラム拡散処理を行うため、受信側では復調対象の回線を介して伝送されたスペクトラム拡散信号しか復調し得ず、さらに、ＰＮ符号が擬似的な乱数系列でなるために、各移動局送受信機間の情報の秘匿性にすぐれていると言える。
【０００７】
また、ＣＤＭＡ方式を用いた移動通信システムにおいて、送信側の基地局送受信機は、移動局送受信機側の同期獲得、同期維持及びクロック再生のために、ＰＮ符号を繰り返し送信する（以下、これをパイロット信号という）。受信側の移動局送受信機は、複数の基地局送受信機が送信する各パイロット信号を検出して、検出されたタイミングをそれぞれ復調器に割り当てる。移動局送受信機では、復調器内でＰＮ符号を生成している。復調器は、生成したＰＮ符号を割り当てられたタイミングで目的の基地局送受信機から伝送されてくるスペクトラム拡散信号に掛け合わせることにより、復調する。
【０００８】
移動局送受信機は、継続受信状態において、間欠受信状態に移行するときには、受信期間の開始タイミングを計算して非受信状態となり、所望の受信期間の開始タイミングの前に基地局送受信機の送信するパイロット信号を検出して、このパイロット信号を復調器に割り当てて復調し再び受信状態になる。そして、移動局送受信機は、所望の受信期間において受信した後、再び次回の受信期間の開始タイミングを計算して非受信状態となる。以後、移動局送受信機は、同じ動作を繰り返すことで、間欠受信状態を実現する。
【０００９】
また、一般に、移動局送受信機は、待ち受け状態であっても、移動通信システムに必要な位置登録等を行うために、制御情報を基地局送受信機へ送信している。移動局送受信機は、基地局送受信機に制御情報を送信する場合には、基地局送受信機からの応答を受信するために、間欠受信状態から継続受信状態に移行することになる。つまり、移動局送受信機は、待ち受け状態にあっては、継続受信状態と間欠受信状態とを頻繁に切り替えながら受信している。
【００１０】
継続受信状態から間欠受信状態への移行は、図４に示すように、以下の（１）乃至（７）に示す手順により行われる。
【００１１】
（１）継続受信状態から間欠受信状態への移行要求が発生する。
【００１２】
（２）再同期の準備時間が確保できるように、すなわち、直近の移動局送受信機に割当てられた受信期間（Slot）に間に合うように、受信期間の開始タイミングを計算する。
【００１３】
（３）間欠受信の準備開始時刻での移動局送受信機の起き上がりを設定して受信を停止する。
【００１４】
（４）間欠受信の準備開始時刻で起き上がり、パイロット信号を検出する。
【００１５】
（５）検出されたパイロット信号を用いて、復調を開始する。
【００１６】
（６）受信期間の終了で次回の受信期間の開始タイミングを計算する。
【００１７】
（７）間欠受信の準備開始時刻での移動局送受信機の起き上がりを設定して受信を停止する。以後は、これらの過程が繰り返される。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したように、移動局送受信機において継続受信状態から間欠受信状態に移行するときには、先に説明したように、移動局送受信機は、受信期間の開始タイミングに先立って、基地局送受信機との同期を再獲得しなければならない。特に、ＣＤＭＡ方式においては、受信期間の開始タイミングに先立って、間欠受信状態に移行するために非受信状態となって一度失ったパイロット信号をサーチして再獲得し、このパイロット信号を用いて復調器に割り当てるといった作業が必要になる。そのため、移動局送受信機においては、所望の受信期間の開始タイミング以前に非受信状態から復帰して受信開始の準備をするための時間が必要になる。
【００１９】
間欠受信状態の開始及び停止を決定するのは呼制御のプロトコルであって、このような状態遷移の要求は不定期に発生する。移動局送受信機は、継続受信状態から間欠受信状態への移行を決定した場合には、受信開始の準備時間が確保できるような受信期間の開始タイミングを選択しなければならない。すなわち、図５に示すように、移動局送受信機に割り当てられた受信期間（Slot）の開始タイミングと、継続受信状態から間欠受信状態への移行を要求されたタイミングとの間が、所定の時間以下である場合には、次の受信期間において受信するための準備が間に合わない。
【００２０】
このように、継続受信状態から間欠受信状態への移行要求が発生したときに、この移動局送受信機に割当てられた直近の受信期間での受信を開始するための準備時間が不足している場合には、継続受信状態から間欠受信状態への移行に際して、移動局送受信機に割り当てられた受信期間での受信の取りこぼしが生ずる。すなわち、この場合には、移動局送受信機は、直近の受信期間の、さらに次の受信期間の開始タイミングを選択して受信することになり、この移動局送受信機に割当てられた直近の受信期間での受信ができなくなっている。
【００２１】
このような移動局送受信機において、間欠受信状態における受信期間の周期が短い場合には、割り当てられた受信期間における受信を取りこぼしても、移動局送受信機の性能として現れる影響は比較的少ない。しかし、間欠受信状態における受信期間の周期が長い場合には、割り当てられた受信期間における受信の取りこぼしがあると、移動局送受信機の性能が劣化したかの如き影響が現れる。例えば、移動局送受信機に着信要求があった場合に、この移動局送受信機が割り当てられた受信期間における受信を取りこぼすと、次の受信期間で受信するまで非受信状態になってしまうので、着信要求した呼び出し側からは、長い時間に亘って、移動局送受信機が応答しないことになってしまうからである。
【００２２】
そこで、本発明は、上述の実情に鑑みて提案されたものであって、移動局送受信機において頻繁に発生する継続受信状態から間欠受信状態への移行において、割り当てられた受信期間における受信を取りこぼすことがないようになされた移動局送受信機を提供しようとするものである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するため、本発明に係る移動局送受信機は、継続受信状態から間欠受信状態へ移行するときに、移動局送受信機に割り当てられた受信期間の開始タイミングを算出し、間欠受信状態への移行を要求されたタイミングと比較し、直近の受信期間の開始タイミングまでに該受信期間における受信開始に必要な準備時間が確保できない場合には、その受信期間が終了するまで継続受信状態を維持することによって、受信期間における受信の取りこぼしをなくすことを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。この実施の形態は、本発明に係る移動局送受信機を、米国において「ＩＳ−９５方式」として標準化された符号分割多重（ＣＤＭＡ(Code Division Multiple Access)）方式通信システムにおいて使用できる移動局送受信機として構成したものである。
【００２５】
この移動局送受信機においては、図１に示すように、アンテナ１１で受信された受信信号Ｓ１は、アンテナ共用器１２、高周波増幅器１３及び直交検波回路１４に順次送られて処理されることにより、ベースバンド信号Ｓ２に変換される。直交検波回路１４で得られたベースバンド信号Ｓ２は、図示しないＡ／Ｄ変換器によりＡ／Ｄ変換され、複数の復調器１６ａ，１６ｂ，１６ｃとタイミング検出器１７とに供給される。
【００２６】
このタイミング検出器１７は、基地局送受信機が送信するパイロット信号をベースバンド信号Ｓ２から検出する。タイミング検出器１７は、パイロット信号の検出処理のために、内部のＰＮ生成部で、各回線毎に割り当てられた特定の符号であるＰＮ(Pseudo random Noise sequence)符号を生成する。また、タイミング検出器１７は、こうして検出されたパイロット信号に基づくタイミングを各復調器１６ａ，１６ｂ，１６ｃに制御手段となる制御部２０を介して割り当てる。各復調器１６ａ，１６ｂ，１６ｃは、それぞれ割り当てられたタイミングでベースバンド信号Ｓ２を復調し、各々得られた復調信号Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５を合成器１９に送出する。
【００２７】
具体的には、各復調器１６ａ，１６ｂ，１６ｃでは、それぞれ内部のＰＮ生成部でＰＮ符号を生成しており、このＰＮ符号を、ベースバンド信号Ｓ２に掛け合わせることにより復調を行う。各基地局送受信機では、ＰＮ符号のタイミングをそれぞれ基地局送受信機毎の固有のタイミングで送信している。したがって、パイロット信号に示されるタイミングにＰＮ符号を同期させ、この同期したＰＮ符号を用いてベースバンド信号Ｓ２を復調することにより、復調対象の基地局送受信機から送信された信号のみを選択的に復調することができる。なお、このようにパイロット信号に示されるタイミングに復調器内で生成したＰＮ符号のタイミングに同期させることをロックという。
【００２８】
ここで各復調器１６ａ，１６ｂ，１６ｃは、供給されるベースバンド信号Ｓ２をそれぞれ異なるＰＮ符号を用いて復調している。すなわち、基地局送受信機から送信される信号は、一定の伝幡経路長でなる伝送路のみを介して受信されるものばかりでなく、建物等の障害物に反射する等してそれぞれ異なる経路長の伝送路を介して移動局送受信機に受信されるものもある。このような複数の伝送路を介して受信される複数の反射波を、マルチパスという。実際上、マルチパスが一般的に存在するため、移動局送受信機では、複数の復調器１６ａ，１６ｂ，１６ｃを設けて、パスの数、または、受信可能な基地局送受信機の数に応じて動作させている。図１に示す移動局送受信機の場合、３つの経路の伝送路を介して、すなわちタイミングのみが異なった状態で受信されるＳ１を、それぞれ復調器１６ａ，１６ｂ，１６ｃで復調させるようになされている。
【００２９】
合成器１９は、このようなマルチパスから得られた各復調信号Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５を送られ、これら復調信号Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５を合成する。このとき、各復調信号Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５がそれぞれ異なるタイミングで復調されているため、合成器１９は、各復調信号Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５のタイミングを同期させた上で合成する。合成器１９は、このようにして各復調信号Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５を合成することにより、対雑音及び対妨害比の大きな受信データＳ６を生成することができ、こうして得られた受信データＳ６を音声回路などの回路系に出力する。
【００３０】
また、この移動局送受信機は、送信系の回路も有している。この送信系の回路では、送信データＳ７は、変調部１８に供給され、スペクトラム拡散処理及びオフセットＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying；４相位相変換）処理を施される。移動局送受信機は、こうして変調部１８で生成した変調信号Ｓ８を、高周波増幅器１５で増幅させて、アンテナ共用器１２及びアンテナ１１を順次介して放射送信する。
【００３１】
そして、「ＩＳ−９５方式」のＣＤＭＡ通信システムにおける移動局送受信機の動作としては、図２に示すように、まず、電源投入で、基地局送受信機との初期同期を確立することによりシステムタイムを得る。ここでシステムタイムは、ＣＤＭＡシステムで使用される時刻情報であって、移動局送受信機及び基地局送受信機の双方で維持更新され続ける。この移動局送受信機の間欠受信状態における受信開始及び終了のタイミングは、このシステムタイムを基準にして行われる。すなわち、移動局送受信機における受信は、８０ｍｓ長単位の期間（Paging Channel Slot）に分割され、移動局送受信機は、割り当てられた受信期間（Slot）のみにおいて受信する。また、間欠受信の周期Ｔは、１．２８秒（seconds）単位で、次式に規定されている周期となる。
【００３２】
Ｔ〔seconds〕＝１．２８＊２ｉ（ｉ＝０，１，．．．，７）
したがって、最短間欠周期は、１．２８秒（＝１６Slots）であり、最長間欠周期は、１６３．８４秒（＝２０４８Slots）である。図２に示す状態は、間欠周期が最短周期の１．２８秒とされ、受信期間として「Slot番号６」が割り当てられた場合の例示である。この場合、次回の受信期間は、６＋１６より、「Slot番号２２」になる。
【００３３】
移動局送受信機における間欠周期の判定及び割り当てられた受信期間の「Slot番号」の決定は、基地局送受信機から送信された制御メッセージを受信し、そのメッセージの解析を行う必要がある。具体的には、これら間欠周期・割り当て受信期間の「Slot番号」決定は、呼制御ソフトウェア（layar3）によって決定される。間欠受信状態において非受信状態の後に受信を開始するには、ＣＤＭＡシステムとの再同期獲得が必要になる。
【００３４】
ここで、同期獲得とは、無線チャネル（周波数）の設定、基地局送受信機の送信するパイロット信号の検出、パイロット信号を用いての復調器での復調開始を意味する。この再同期に要する時間は、移動局送受信機の性能に依存するが、この実施の形態の以下の説明では、４０ｍｓとして説明する。
【００３５】
そして、この移動局送受信機では、継続受信状態から間欠受信状態へ移行する際に、この移動局送受信機に割り当てられた直近の受信期間の開始タイミングを計算し、間欠受信状態への移行を要求された時刻から該受信期間の開始までの間に、該受信期間での受信開始に必要な準備時間が確保できないときには、この移動局送受信機に割当てられた受信期間での受信を終了するまで継続受信状態を維持することで、割り当てられた受信期間での受信の取りこぼしをなくす。時間情報としては、上述したシステムタイムを使用する。
【００３６】
すなわち、この移動局送受信機は、間欠受信状態への移行が要求されたときに、直近の受信期間の開始タイミングまでに該受信期間での受信開始の処理が間に合わない場合には、図３に示すように、以下の（１）乃至（９）に示す手順により間欠受信状態への移行を行う。先に説明したとおり、システムタイムは、基地局送受信機及び移動局送受信機で維持更新される時間情報であって、移動局送受信機においては、常に、参照可能な時間情報である。「ＩＳ−９５」方式のＣＤＭＡシステムでは、２０ｍｓ単位のシステムタイムを使用している。
【００３７】
（１）呼制御プロトコルより、継続受信状態から間欠受信状態への移行要求が発生する。
【００３８】
（２）状態移行の要求の発生時点で、現在のシステムタイム（Tnow）を記録する。
【００３９】
（３）移動局送受信機への次の割当て受信期間の開始タイミング（Slot先頭システムタイムTstart）を計算により求める。なお、ここでは、〔Tstart−Tnow＜再同期準備時間〕であることを前提にしている。
【００４０】
（４）呼制御プロトコルからの間欠受信状態への移行の要求を保留する。そのまま継続受信状態を維持し、この移動局送受信機に割当てられた受信期間の終了時間（Tend）まで受信する。
【００４１】
（５）受信期間の終了時間Tendで、保留していた間欠受信状態への移行の要求の処理を開始する。
【００４２】
（６）この移動局送受信機に割り当てられた次の受信期間の開始タイミング（Tnext）を計算する。
【００４３】
（７）次の受信期間の開始タイミング（Tnext時間）における受信準備開始時間での移動局送受信機の起き上がりを設定して、受信を停止する。
【００４４】
（８）受信準備開始時間で起き上がり、基地局送受信機のパイロット信号を検出する。
【００４５】
（９）パイロット信号を用いて復調を開始する。以後は、これらの手順を繰り返す。
【００４６】
また、この移動局送受信機は、間欠受信状態への移行が要求されたときに、直近の受信期間の開始タイミングまでに該受信期間での受信開始の処理が間に合う場合には、図４に示すように、以下の（１）乃至（７）に示す手順により間欠受信状態への移行を行う。
【００４７】
（１）継続受信状態から間欠受信状態への移行要求が発生する。
【００４８】
（２）再同期の準備時間が確保できるように、すなわち、直近の移動局送受信機に割当てられた受信期間（Slot）に間に合うように、受信期間の開始タイミングを計算する。
【００４９】
（３）間欠受信の準備開始時刻での移動局送受信機の起き上がりを設定して受信を停止する。
【００５０】
（４）間欠受信の準備開始時刻で起き上がり、パイロット信号を検出する。
【００５１】
（５）検出されたパイロット信号を用いて、復調を開始する。
【００５２】
（６）受信期間の終了で次回の受信期間の開始タイミングを計算する。
【００５３】
（７）間欠受信の準備開始時刻での移動局送受信機の起き上がりを設定して受信を停止する。以後は、これらの手順が繰り返される。
【００５４】
上述のように、本発明に係る移動局送受信機においては、間欠受信状態への移行が要求された時刻から次回の受信期間の開始時刻まで時間と、システム再同期に要する時間とを比べて、間欠受信状態への移行の手順を判断している。しかし、実際のＣＤＭＡ方式では、一度受信停止させて失ったシステム同期を必ず一定時間以内に成功させることは困難な場合もある。つまり、受信し続けていれば外部電波環境に合わせて常に変動する同期タイミングに追従していくことは可能であるが、完全に同期を失った状態で再度同期獲得を得ることは、システム初期獲得に近い処理になるからである。
【００５５】
したがって、継続受信状態を維持するどうかの判定基準としては、システム再同期に要する準備時間にさらに余裕を持たせた時間を用いることも可能である。この場合には、平均の間欠受信率が低下して電池を余分に消耗してしまうが、より確実に、移動局送受信機に割当てられた受信期間における受信を行うことが可能になる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る移動局送受信機では、継続受信状態から間欠受信状態へ移行するときには、この移動局送受信機に割り当てられた受信期間の開始タイミングをシステムタイムで計算し、状態の移行を要求された時刻のシステムタイムからこの移動局送受信機に割り当てられた受信期間の開始タイミングまでに、該受信期間での受信のための準備処理が間に合わない場合には、そのように割り当てられた受信期間での受信を終了するまで、継続受信状態を維持することで、この移動局送受信機に割り当てられた受信期間での受信の取りこぼしをなくす。
【００５７】
したがって、この移動局送受信機では、長い周期の間欠受信をしている場合でも、確実に、着信などの割当てのメッセージを受信することができる。もちろん、この移動局送受信機では、短い周期の間欠受信をしているときでも、この移動局送受信機に割当てられた受信期間で受信の取りこぼしがないため、高品質な通信を保証することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る移動局送受信機の構成を示すブロック図である。
【図２】ＣＤＭＡ方式における間欠受信動作を説明するタイムチャートである。
【図３】上記移動局送受信機における、間欠受信動作を説明するタイムチャートである。
【図４】従来の移動局送受信機における、割当てられた受信期間に間に合う場合の間欠受信動作を説明するタイムチャートである。
【図５】従来の移動局送受信機における、割当てられた受信期間に間に合わない場合の間欠受信動作を説明するタイムチャートである。
【符号の説明】
１１  アンテナ、１３  高周波増幅器、１４  直交検波回路、１６ａ，１６ｂ，１６ｃ  復調器、１７  タイミング検出器、２０  制御部
【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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