JP3611991B2

JP3611991B2 - Method for controlling search of neighboring cell, mobile station, and mobile communication system

Info

Publication number: JP3611991B2
Application number: JP25229499A
Authority: JP
Inventors: 義裕石川; 誠蔵尾上; 一文柚木; 明洋東
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 1999-09-06
Filing date: 1999-09-06
Publication date: 2005-01-19
Anticipated expiration: 2019-09-06
Also published as: JP2001078245A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
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通信システムにおいて、通信中ハンドオーバ制御あるいは待ち受け中ゾーン移行制御に適用される周辺セルサーチ方法および同システムを構成する移動局に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在普及している携帯電話のような移動通信システムでは、サービスエリア全体をセルと呼ばれる比較的小さな無線ゾーンに分割してサービスを行っている。このようなシステムは図１に示すように、分割された無線ゾーン（セル）をカバーする複数の基地局１１１、およびこれら基地局との間に無線チャネルを設定して通信を行う移動局１１２により構成されている。
【０００３】
直接拡散（ＤｉｒｅｃｔＳｅｑｕｅｎｃｅ；ＤＳ）−ＣＤＭＡは、従来の情報データ変調信号を高速レートの拡散符号にて拡散する２次変調を行って情報伝送することで、複数のユーザが同一の無線周波数帯を用いて通信を行う方式である。各ユーザの通信波は、各ユーザ毎に割り当てられた拡散符号により識別される。
【０００４】
移動通信システムでは、拡散に用いられる拡散符号は、繰り返し周期が情報シンボル周期と同一で全基地局に共通な第１拡散符号群と、繰り返し周期が情報シンボル周期に比較して長く基地局ごとに異なるものが使用される第２拡散符号との２種類の拡散コードの組み合わせにより構成されている。
【０００５】
図２は、本発明が対象とする移動通信システムの拡散コードの使用方法を説明するための概念図である。同図中、上段のレイヤは長周期で基地局毎に割り当てられるスクランブリングコード・レイヤ２０２を、下段のレイヤは短周期で全基地局に共通に用いられるチャネライゼーションコード・レイヤ２０４を示している。各基地局から送出される信号は、各基地局毎に割り当てられている長周期のスクランブリングコードを用いて識別される。スクランブリングコードは、システム全体として複数のコードがあらかじめ定められており、この中から各基地局へ割り当てるコードが、システム設計者により選択され、割り当てられる。
【０００６】
移動局が各基地局から送出される情報を復調するためには、送信側で周期的に繰り返されている拡散符号にタイミングを合わせた上で受信しなければならない。特にスクランブリングコードについては周期が長いためタイミングを検出するためにかかる時間が長い。そのためスクランブリングコードの繰り返されているタイミングを知ることが、移動局が各基地局のとまり木チャネルを復調する上でより重要である。本明細書においては、このスクランブリングコードの繰り返されているタイミングを「位相」とよぶことにする。実際には、絶対的な位相は必要ではなく、各基地局のスクランブリングコードのタイミングの相対的なずれ、すなわち位相差を知ることが重要となるため、ここではスクランブリングコードの相対的な位相関係を指して「位相」という言葉を使うことにする。
【０００７】
図３は、移動局において受信される各基地局からの信号について、スクランブリングコードのタイミング関係を示す模式図である。
【０００８】
図３は、局間非同期の移動通信システムの場合を示しており、基地局間の同期は必ずしも必要ではなく、移動局において受信されるスクランブリングコードのタイミングも各基地局毎に区々である。反対に、基地局間を同期させたシステムでは、スクランブリングコードのタイミングは、あらかじめその基地局に割り当てられているタイミングに正確に合わせられている。従って、基地局間の相対的なスクランブリングコードのタイミングは、常に一定であり、かつ不変である。このような局間非同期のシステムと局間同期のシステムとを比較すると、局間非同期のシステムは、同期システムが必要とする同期のためのＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）などのタイミングソースが不要であり、一般に、局間同期システムと比較して、システム拡張などに柔軟に対応可能であるという優れた長所を有している。
【０００９】
ところで、基地局からある送信電力で送信された電波は、減衰しながら空間を伝搬し、受信点に到達する。電波が受ける減衰量は、送信点と受信点の距離が遠くなるほど大きくなるという性質があるため、基本的に、遠い基地局から送信されるとまり木チャネルは弱い受信レベルで、近い基地局から送信されるとまり木チャネルは強い受信レベルで受信される。現実には、伝搬損失の大小は、距離だけではなく、地形や建造物などの状況により異なってくるため、移動局の移動に伴って各基地局からのとまり木チャネルの受信電力は大きく変動する。各基地局からのとまり木チャネルの受信レベルが常に変動する状況にあっては、所要の受信レベル以上となるとまり木は常に入れ替わっており、それまで受信していたとまり木の受信レベルが急に低くなり受信不能となったり、逆に、それまで受信不能だったとまり木の受信レベルが急に高くなり受信可能となったりする。基地局から送信される信号をよりよい品質で受信するためには、移動局は各基地局からのとまり木チャネルを常に監視し、最良の基地局を選択することが重要となる。
【００１０】
非同期の移動通信システムでは、拡散符号および位相ともに未知のとまり木を高速にサーチする必要がある。任意の位相をサーチする方法として、文献（Ｈｉｇｕｃｈｉ，Ｓａｗａｈａｓｈｉ，Ａｄａｃｈｉ， ”ＦａｓｔＣｅｌｌＳｅａｒｃｈＡｌｇｏｒｉｔｈｍＩｎＩｎｔｅｒ−ＣｅｌｌＡｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓＤＳ−ＣＤＭＡＭｏｂｉｌｅＲａｄｉｏ，” ＩＥＩＣＥＴｒａｎｓ．Ｃｏｍｍｕｎ．，Ｖｏｌ．Ｅ８１−Ｂ，Ｎｏ．７，Ｊｕｌｙ１９９８）に示された「３段階セルサーチ」とよばれる方法がある。この方法ではチャネライゼーションコードおよびスクランブリングコードで２重に拡散されるとまり木チャネルの一部にスクランブリングコードを用いずにチャネライゼーションコードでのみ拡散される部分である「マスクシンボル」を設ける。
【００１１】
図４は、とまり木チャネルの構造を説明するための概念図である。
【００１２】
最初に、移動局は、全基地局で共通に使用されるチャネライゼーションコード４０４を用いて受信信号を逆拡散すると、スクランブリングコードの種類に関わらず受信信号のマスクシンボル４０８のタイミングでピークを検出できる（第１ステップ）。
【００１３】
次に、第１ステップで抽出したタイミングに基づいて、マスクシンボル４０８と同一の位置に重畳されているスクランブリングコードグループコード４０６を検出し、受信対象としている基地局が用いているスクランブリングコードがどのグループに属するかを同定する（第２ステップ）。
【００１４】
次に、第２ステップで決定したグループに属するスクランブリングコードの各々を用いて、対象とする基地局が用いているスクランブリングコード４０２を特定する（第３ステップ）。
【００１５】
なお、この方法が適用されるシステムでは、多数存在する各々のスクランブリングコードはあらかじめグループ分けされている。一方、局間同期のシステムでは、基地局間のスクランブリングコード位相差が既知であるために、サーチするタイミングを一定幅の時間範囲（サーチウィンドウ）に限定することができるため、セルサーチにかかる消費電力や時間を節約することが可能である。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、局間非同期システムにおける従来のサーチ手法では、局間同期のシステムと比較して、セルサーチにかかる消費電力や時間が増大してしまうため、携帯端末のバッテリが早く消耗してしまうという問題点を有していた。
【００１７】
また、移動局のセルサーチを簡易化するために、局間同期のシステムとすると、上述した局間非同期のシステムが本来持っている長所を十分に活かすことができずに、システム全体のコストが増大してしまうという重大な問題点を有していた。
【００１８】
上記問題点に鑑み、本発明は、局間非同期のシステムにおいてその長所を活かしつつ、移動局がセルサーチにかける消費電力や時間を小さく抑え、なおかつ、システム全体のコストを増大させることないような、周辺セルのサーチを制御する方法および移動局を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、繰り返し周期が情報シンボル周期と同一であり、かつ各基地局で共通に使用される第１拡散符号群と、繰り返し周期が情報シンボル周期よりも長く、かつ基地局毎に異なって使用される第２拡散符号とを用いることにより２重に拡散して情報を伝送する直接拡散ＣＤＭＡ移動通信システムにおいて前記基地局と交信する移動局の周辺セルのサーチを制御する方法において、前記第２拡散符号および位相が既知である１つまたは２つ以上のとまり木チャネルに対応する前記第２拡散符号および前記位相を第１テーブルに記憶するステップと、周辺基地局で使用している前記第２拡散符号を第２テーブルに記憶するステップと、前記第２拡散符号および前記位相が未知であるとまり木チャネルをサーチする第１サーチステップと、前記第２拡散符号および前記位相が既知であるとまり木チャネルをサーチする第２サーチステップとを備え、前記第１テーブルおよび前記第２テーブルを用いて前記第１サーチステップおよび前記第２サーチステップを実行することを特徴とする。
【００２０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の周辺セルのサーチを制御する方法において、前記第１サーチステップにより、前記第２拡散符号および前記位相が未知であるとまり木チャネルをサーチした結果、該とまり木チャネルを得た場合に、該とまり木チャネルに対応する前記第２拡散符号を前記第２テーブルから前記第１テーブルに移すステップをさらに備えたことを特徴とする。
【００２１】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の周辺セルのサーチを制御する方法において、前記第１テーブルを用いて前記第２サーチステップを実行し、前記第２テーブルを用いて前記第１サーチステップを実行し、および、該第２サーチステップによるサーチ結果と該第１サーチステップによるサーチ結果とを比較することにより、新たなとまり木チャネルの検出を判定するステップをさらに備えたことを特徴とする。
【００２２】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の周辺セルのサーチを制御する方法において、前記第１サーチステップは、少なくとも、前記第１拡散符号群を用いて受信信号を逆拡散し、受信信号のマスクシンボルのタイミングでピークを検出するステップと、前記第２拡散符号がどのグループに属するかを同定するステップと、前記第２拡散符号を特定するステップとを含むことを特徴とする。
【００２３】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の周辺セルのサーチを制御する方法において、前記第１テーブルを用いて前記第２サーチステップを実行し、前記第２テーブルを用いて、前記第１サーチステップを構成するステップの一部のステップにより構成される第３サーチステップを実行し、該第２サーチステップによるサーチ結果と該第３サーチステップによるサーチ結果とを比較することにより新たなとまり木チャネルの検出を判定し、および、該判定結果に基づいて、前記第１サーチステップを構成するステップのうち前記第３サーチステップにおいて実行されなかったステップにより構成される第４サーチステップを実行することを特徴とする。
【００２４】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の周辺セルのサーチを制御する方法において、前記直接拡散ＣＤＭＡ移動通信システムは、情報伝送速度より高速度の拡散符号系列を用いて、情報を元の周波数帯域よりも広帯域の信号に拡散することを特徴とする。
【００２５】
請求項７に記載の発明は、繰り返し周期が情報シンボル周期と同一であり、かつ各基地局で共通に使用される第１拡散符号群と、繰り返し周期が情報シンボル周期よりも長く、かつ基地局毎に異って使用される第２拡散符号とを用いることにより２重に拡散して情報を伝送する直接拡散ＣＤＭＡ移動通信システムにおいて前期基地局と交信する移動局において、前記第２拡散符号および位相が既知である１つまたは２つ以上のとまり木チャネルに対応する前記第２拡散符号および前記位相を記憶する第１テーブルと、周辺基地局で使用している前記第２拡散符号を記憶する第２テーブルと、前記第２拡散符号および前記位相が未知であるとまり木チャネルをサーチする第１サーチ手段と、前記第２拡散符号および前記位相が既知であるとまり木チャネルをサーチする第２サーチ手段とを備え、前記第１テーブルおよび前記第２テーブルを用いて前記第１サーチ手段および前記第２サーチ手段を実行することを特徴とする。
【００２６】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の移動局において、前記第１サーチ手段により、前記第２拡散符号および前記位相が未知であるとまり木チャネルをサーチした結果、該とまり木チャネルを得た場合に、該とまり木チャネルに対応する前記第２拡散符号を前記第２テーブルから前記第１テーブルに移す手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００２７】
請求項９に記載の発明は、請求項７または請求項８に記載の移動局において、前記第１テーブルを用いて前記第２サーチ手段を実行し、前記第２テーブルを用いて前記第１サーチ手段を実行し、および、該第２サーチ手段によるサーチ結果と該第１サーチ手段によるサーチ結果とを比較することにより、新たなとまり木チャネルの検出を判定する手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００２８】
請求項１０に記載の発明は、請求項７乃至請求項９のいずれかに記載の移動局において、前記第１サーチ手段は、少なくとも、前記第１拡散符号群を用いて受信信号を逆拡散し、受信信号のマスクシンボルのタイミングでピークを検出する手段と、前記第２拡散符号がどのグループに属するかを同定する手段と、前記第２拡散符号を特定する手段とを含むことを特徴とする。
【００２９】
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の移動局において、前記第１テーブルを用いて前記第２サーチ手段を実行し、前記第２テーブルを用いて、前記第１サーチ手段を構成する手段の一部の手段により構成される第３サーチ手段を実行し、該第２サーチ手段によるサーチ結果と該第３サーチ手段によるサーチ結果とを比較することにより新たなとまり木チャネルの検出を判定し、および、該判定結果に基づいて、前記第１サーチ手段を構成する手段のうち前記第３サーチ手段において実行されなかった手段により構成される第４サーチ手段を実行することを特徴とする。
【００３０】
請求項１２に記載の発明は、請求項７乃至請求項１１のいずれかに記載の移動局において、前記直接拡散ＣＤＭＡ移動通信システムは、情報伝送速度より高速度の拡散符号系列を用いて、情報を元の周波数帯域よりも広帯域の信号に拡散することを特徴とする。
【００３１】
請求項１３に記載の発明は、直接拡散ＣＤＭＡ移動通信システムにおいて、請求項７乃至請求項１２のいずれかに記載の移動局を備えたことを特徴とする。
【００３２】
以上の構成によれば、移動局がすでに第２拡散符号、位相ともに既知となったとまり木チャネル、すなわち捕捉済みのとまり木チャネルを記憶する第１テーブルを用意することにより、これらのとまり木に対しては保持した位相に対して一定幅の時間範囲（サーチウィンドウ）に限定してサーチすればよいため、セルサーチにかかる電力や時間が軽減される。
【００３３】
また、通常、移動局は、在圏する基地局から周辺の基地局がどのスクランブリングコードを用いているかを示す情報を受け取り、それに基づいてセルサーチを行う。本発明では、すでに捕捉済みのとまり木チャネルをこのテーブルからすでに捕捉済みのとまり木のテーブルに移すように構成したため、位相未知のとまり木をサーチする際に候補をより限定することができ、位相既知のとまり木のサーチを簡易化するだけでなく、位相未知のとまり木チャネルのサーチをも簡易化するように作用する。
【００３４】
さらに、本発明は、前記第１テーブルに対して前記第２サーチ手法を適用する一方、前記第２テーブルに対しては複数のステップから構成される前記第１サーチ手法の途中のステップまでで構成される第３サーチ手法を適用し、前記第２サーチ手法によるサーチ結果と前記第３サーチ手法によるサーチ結果を比較することにより新たなとまり木チャネルの検出を判定し、該判定結果に基づいて前記第１サーチ手法と前記第３サーチ手法の差分のステップを行うことを要旨としている。従って、移動局がすでに捕捉済みのとまり木チャネルの第２拡散符号および位相を最大限に利用することにより、位相未知のとまり木チャネルを３段階セルサーチの３ステップまで行わず、途中のステップ１や２まででこれまで捕捉済みのとまり木チャネル以外の新たなとまり木チャネルが出現したかどうかを判定可能となるように作用し、必ずしも必要ではない３段階のセルサーチをより簡易化するように作用する。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００３６】
図５は、本発明が適用される移動局の構成の一例を示すブロック図である。
【００３７】
移動局５００は、移動局送受信装置５０２、ユーザインタフェース５０４、周辺基地局情報取得・処理回路５０６、共通制御回路５０８、セルサーチ制御回路５１０、メモリ５１２、アンテナ５１４およびバス５１６を含む。ここで、図５においては、移動局の構成中、本発明に関係する部分のみを示している。
【００３８】
移動局送受信装置５０２は、基地局から送出される無線変調されたユーザ情報や制御信号を復調したり、ユーザ信号や制御信号を符号化および変調し、送信するための装置である。移動局送受信装置５０２は、アンテナ５１４およびユーザインターフェース５０４にそれぞれ接続されている。
【００３９】
共通制御回路５０８は、移動局の全般的な制御を司る回路である。
【００４０】
セルサーチ制御回路５１０は、周辺基地局情報などに基づいてタイミングを制御しながらセルサーチ動作を制御し、またサーチ結果をメモリ５１２に格納する動作を行う。
【００４１】
周辺基地局情報取得・処理回路５０６は、在圏基地局から通知される周辺基地局のスクランブリングコード情報を受信および処理し、メモリ５１２に格納する動作を行う。
【００４２】
共通制御回路５０８、セルサーチ制御回路５１０、周辺基地局情報取得・処理回路５０６およびメモリ５１２はバス５１６を介して相互に接続されている。
【００４３】
図６は、本発明の動作の一例を説明する概念図であり、図６における移動局６０２の動作を図９に示すフロー図を参照して説明する。
【００４４】
図６の右図のように、移動局６０２は、ページング情報などを受信する在圏基地局から周辺の基地局が使用しているスクランブリングコードの情報を取得し、図６の左図のように、メモリ上のコードテーブル６０４の周辺基地局のコードテーブル６０８に格納する（ステップＳ９０２）。
【００４５】
移動局６０２は、このテーブル６０８に基づいて、スクランブリングコードおよび位相ともに未知のとまり木チャネルに対してセルサーチを実行し（ステップＳ９０４）、捕捉されたとまり木チャネル（図６の右図における細い実線の矢印）に対応するスクランブリングコードおよびその位相を保持するテーブル６０６を作成し（ステップＳ９０６）、周辺基地局のコードテーブル６０８から該当するスクランブリングコードを削除する（ステップＳ９０８）。
【００４６】
その時に捕捉できなかったとまり木チャネル（図６の右図における破線の矢印）はスクランブリングコードおよび位相ともに未知のままである。ここで位相とは、すでに説明したように各スクランブリングコードの位相差に対応している。図６では移動局が基準として持っているタイミングに対する各スクランブリングコードの位相差をチップ数（１チップは”０”、”１”のパタンの繰り返しで構成される拡散符号の１ビットに対応）で表した場合を想定して数値の一例を示している。
【００４７】
移動局が矢印の方向へ移動するに伴ってセルサーチを実行し、捕捉できた場合には、捕捉済みテーブル６０６へ移動させることになる（ステップＳ９１０）。
【００４８】
図７は、新規とまり木を判定する動作の一例を説明する概念図であ、図７における移動局の動作を図１０に示すフロー図を参照して説明する。
【００４９】
図７は、新規とまり木のサーチとしてまず第１ステップのみを行い、その結果に基づいて新規とまり木を判定する場合について説明している。
【００５０】
新規とまり木をサーチするために、任意の位相位置をサーチする第１ステップを実行する（ステップＳ１００２）。それとは別に、すでに捕捉済みのとまり木チャネルに対してその位相を再確認するためのウィンドウサーチを実行する（ステップＳ１００４）。次に、両者の結果を比較し（ステップＳ１００６）、現在捕捉済みのとまり木以外のものを新たなとまり木チャネルと判定し（ステップＳ１００８）、該とまり木チャネルに対して第２、第３ステップを実行し、スクランブリングコードの同定を行っている（ステップＳ１０１０）。
【００５１】
さらに、図８は、新規とまり木のサーチとして第１および第２ステップを用いる場合の新規とまり木の判定動作の一例を説明する図である。
【００５２】
新規とまり木のサーチで得られた結果が、すでに捕捉済みのとまり木か、または新規とまり木かを判定する際に、スクランブリングコードグループ情報を利用できる点が、図７と異なっている。
【００５３】
図８中において、Ｇ１、Ｇ７、Ｇ１５、およびＧ３と記載されているのは、スクランブリングコードグループである。Ｇ１、Ｇ７、Ｇ１５、およびＧ３は、各位相で検出されているとまり木に使用されているスクランブリングコードが属するグループが、それぞれ、第１のグループ、第７のグループ、第１５のグループ、および第３のグループであることを示している。
【００５４】
すでに捕捉済みのとまり木のスクランブリングコードグループと位相とを比較することにより、そのどちらかが異なれば新規とまり木と判定し第３ステップを実行する。
【００５５】
図８では、Ｇ３と記載した位相にて受信されるとまり木が新規とまり木と判定されている。これは、このとまり木が、位相およびスクランブリングコードともに、これまでに捕捉済みのとまり木の位相およびスクランブリングコードとは異なっているからである。
【００５６】
また、図では説明していないが、新規とまり木のサーチとして第１〜第３ステップまでの全てのステップを実行する場合には、新規とまり木のサーチ結果として、スクランブリングコードおよび位相の両方を新規とまり木の判定に用いることができる点が異なるだけで、動作は図７および図８と全く同様である。
【００５７】
本実施の形態の説明では、便宜上、新規とまり木のサーチおよび捕捉済みとまり木の確認が常に同時に行われるかのごとく説明したが、本発明は、かかる実施の形態に限定されるものではない。例えば、両者を定期的に行う場合には両者を異なる頻度にて実行するような設定とし、一方のサーチが他方のサーチよりも高頻度に（あるいは低頻度に）行うような構成としてもよいし、両者をそれぞれの必要に応じて実行するなど、状況に適応的に制御するような構成としてもよい。どのような方法を採ったとしても、捕捉済みとまり木と新規とまり木のサーチ結果を用いて両者の比較により新規とまり木を判定するように構成する限りにおいて、同様の効果が得られる。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、局間非同期のシステムにおいてその長所を活かしつつ、移動局がセルサーチにかける消費電力や時間を小さく抑え、なおかつ、システム全体のコストを増大させることないような、周辺セルのサーチを制御する方法および移動局を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】移動通信システムの一例を示す図である。
【図２】移動通信システムの拡散コードの使用方法を説明するための概念図である。
【図３】移動局において受信される各基地局からの信号について、スクランブリングコードのタイミング関係を示す模式図である。
【図４】とまり木チャネルの構造を説明するための概念図である。
【図５】本発明が適用される移動局の構成の一例を示すブロック図である。
【図６】本発明の動作の一例を説明する概念図である。
【図７】新規とまり木を判定する動作の一例を説明する概念図である。
【図８】新規とまり木のサーチとして第１および第２ステップを用いる場合の新規とまり木の判定動作の一例を説明する図である。
【図９】図６における移動局６０２の動作の一例を示すフロー図である。
【図１０】図７における移動局の動作の一例を示すフロー図である。
【符号の説明】
１１１基地局
１１２移動局
２０２スクランブリングコード・レイヤ
２０４チャナライゼーションコード・レイヤ
４０２マスクされたスクランブリングコード
４０４共通チャネライゼーションコード
４０６スクランブリングコードグループコード
４０８マスクシンボル
４１０スクランブリングコード周期
４１２チャネライゼーションコード周期
５００移動局
５０２移動局送受信装置
５０４ユーザインタフェース
５０６周辺基地局情報取得・処理回路
５０８共通制御回路
５１０セルサーチ制御回路
５１２メモリ
５１４アンテナ
５１６バス
６０２移動局
６０４移動局内のメモリ上のコードテーブル
６０６現在捕捉しているコードテーブル
６０８周辺基地局のコードテーブル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a neighboring cell search method applied to handover control during communication or zone shift control during standby in a mobile communication system that performs multiple access using spread spectrum, and a mobile station constituting the system.
[0002]
[Prior art]
In mobile communication systems such as mobile phones that are currently popular, services are performed by dividing the entire service area into relatively small wireless zones called cells. As shown in FIG. 1, such a system includes a plurality of base stations 111 that cover the divided radio zones (cells), and a mobile station 112 that performs communication by setting a radio channel between these base stations. It is configured.
[0003]
Direct sequence (DS) -CDMA is a method in which a conventional information data modulation signal is subjected to secondary modulation in which a high-rate spread code is spread to transmit information, so that a plurality of users can transmit the same radio frequency band. This is a method for performing communication. Each user's communication wave is identified by a spreading code assigned to each user.
[0004]
In a mobile communication system, a spreading code used for spreading is a first spreading code group whose repetition period is the same as the information symbol period and common to all base stations, and whose repetition period is longer than the information symbol period for each base station. It is composed of a combination of two types of spreading codes and a second spreading code that is used differently.
[0005]
FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining a method of using a spreading code in a mobile communication system targeted by the present invention. In the figure, the upper layer shows a scrambling code layer 202 assigned to each base station in a long cycle, and the lower layer shows a channelization code layer 204 commonly used for all base stations in a short cycle. . A signal transmitted from each base station is identified using a long-period scrambling code assigned to each base station. As the scrambling code, a plurality of codes are determined in advance for the entire system, and a code to be assigned to each base station is selected and assigned by the system designer.
[0006]
In order for the mobile station to demodulate the information transmitted from each base station, it must be received after matching the timing with a spread code that is periodically repeated on the transmission side. In particular, the scrambling code takes a long time to detect timing because the cycle is long. Therefore, it is more important for the mobile station to demodulate the perch channel of each base station to know the timing at which the scrambling code is repeated. In the present specification, the timing at which this scrambling code is repeated is referred to as “phase”. Actually, the absolute phase is not necessary, and it is important to know the relative shift of the scrambling code timing of each base station, that is, the phase difference, so here the relative phase of the scrambling code I will use the word “phase” to refer to the relationship.
[0007]
FIG. 3 is a schematic diagram showing the timing relationship of scrambling codes for signals from each base station received at the mobile station.
[0008]
FIG. 3 shows the case of an inter-station asynchronous mobile communication system, where synchronization between base stations is not necessarily required, and the timing of scrambling codes received at the mobile station varies from base station to base station. . On the other hand, in a system in which base stations are synchronized, the timing of the scrambling code is precisely matched to the timing assigned to the base station in advance. Therefore, the relative scrambling code timing between base stations is always constant and unchanged. Comparing such an inter-station asynchronous system and an inter-station synchronous system, the inter-station asynchronous system does not require a timing source such as GPS (Global Positioning System) for synchronization required by the synchronous system. In general, compared with the inter-station synchronization system, it has an excellent advantage that it can flexibly cope with system expansion and the like.
[0009]
By the way, the radio wave transmitted with a certain transmission power from the base station propagates through the space while being attenuated, and reaches the reception point. Since the attenuation of radio waves increases as the distance between the transmission point and the reception point increases, basically, the perch channel transmitted from a distant base station has a weak reception level and is transmitted from a close base station. The Torugi channel is received at a strong reception level. Actually, since the magnitude of the propagation loss varies depending not only on the distance but also on the terrain, buildings, and the like, the received power of the perch channel from each base station varies greatly as the mobile station moves. In the situation where the reception level of the perch channel from each base station constantly fluctuates, the perch is always replaced when it exceeds the required reception level, and the reception level of the perch that has been received so far suddenly decreases and is received. In other words, the reception level of the perch, which was previously unreceivable, suddenly increases and becomes receivable. In order to receive the signal transmitted from the base station with better quality, it is important that the mobile station constantly monitors the perch channel from each base station and selects the best base station.
[0010]
In an asynchronous mobile communication system, it is necessary to search a perch whose unknown spread code and phase are high speed. As a method of searching for an arbitrary phase, literature (Higuchi, Sawahashi, Adachi, “Fast Cell Search Algorithm In Inter-Cell Asynchronous DS-CDMA Mobile Radio,” IEICE Trans. There is a method called “three-stage cell search” shown in July 1998). In this method, a “mask symbol” that is a portion that is spread only by the channelization code without using the scrambling code is provided in a part of the perch channel that is doubly spread by the channelization code and the scrambling code.
[0011]
FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining the structure of the perch channel.
[0012]
First, when the mobile station despreads the received signal using a channelization code 404 that is commonly used by all base stations, the mobile station detects a peak at the timing of the mask symbol 408 of the received signal regardless of the type of scrambling code. Yes (first step).
[0013]
Next, based on the timing extracted in the first step, the scrambling code group code 406 superimposed on the same position as the mask symbol 408 is detected, and the scrambling code used by the base station that is the reception target is detected. Which group it belongs to is identified (second step).
[0014]
Next, the scrambling code 402 used by the target base station is specified using each of the scrambling codes belonging to the group determined in the second step (third step).
[0015]
In the system to which this method is applied, each of the many scrambling codes existing in advance is grouped. On the other hand, in the inter-station synchronization system, since the scrambling code phase difference between base stations is known, the search timing can be limited to a certain time range (search window). It is possible to save power consumption and time.
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional search method in the inter-station asynchronous system increases the power consumption and time required for the cell search as compared with the inter-station synchronization system, so that the battery of the mobile terminal is consumed quickly. Had a point.
[0017]
In addition, if the inter-station synchronization system is used to simplify the cell search of the mobile station, the above-mentioned advantages inherent in the inter-station asynchronous system cannot be fully utilized, and the overall cost of the system is reduced. It had a serious problem of increasing.
[0018]
In view of the above problems, the present invention makes it possible to reduce the power consumption and time required for a cell search by a mobile station while taking advantage of its advantages in an inter-station asynchronous system, and does not increase the cost of the entire system. An object of the present invention is to provide a method and a mobile station for controlling the search of neighboring cells.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, the invention according to claim 1 is characterized in that the repetition period is the same as the information symbol period and the first spreading code group commonly used in each base station, and the repetition period is A mobile that communicates with the base station in a direct spreading CDMA mobile communication system in which information is transmitted in a double spread by using a second spreading code that is longer than an information symbol period and is used differently for each base station In a method for controlling a search for neighboring cells of a station, the second spreading code and the phase corresponding to one or more perch channels with known second spreading code and phase are stored in a first table. A step of storing the second spreading code used in the neighboring base station in a second table; and a perch where the second spreading code and the phase are unknown A first search step for searching for a channel; and a second search step for searching for a perch channel for which the second spreading code and the phase are known, and using the first table and the second table, A search step and the second search step are executed.
[0020]
According to a second aspect of the present invention, in the method for controlling a search for neighboring cells according to the first aspect, a result of searching the perch channel in which the second spreading code and the phase are unknown by the first search step. When the perch channel is obtained, the method further comprises the step of moving the second spreading code corresponding to the perch channel from the second table to the first table.
[0021]
According to a third aspect of the present invention, in the method for controlling a search for neighboring cells according to the first or second aspect, the second search step is executed using the first table, and the second table is stored in the second table. And performing the first search step and comparing the search result of the second search step with the search result of the first search step to determine the detection of a new perch channel. It is characterized by that.
[0022]
According to a fourth aspect of the present invention, in the method for controlling a search for neighboring cells according to any one of the first to third aspects, the first search step uses at least the first spreading code group. Despreading the received signal, detecting a peak at the timing of the mask symbol of the received signal, identifying a group to which the second spreading code belongs, and specifying the second spreading code It is characterized by including.
[0023]
According to a fifth aspect of the present invention, in the method for controlling the search of neighboring cells according to the fourth aspect, the second search step is executed using the first table, and the second table is used to perform the second search step. A third search step constituted by a part of steps constituting the first search step is executed, and a new result is obtained by comparing the search result obtained by the second search step with the search result obtained by the third search step. The detection of the perch channel is determined, and based on the determination result, a fourth search step constituted by a step that is not executed in the third search step among the steps constituting the first search step is executed. It is characterized by that.
[0024]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method for controlling a search for neighboring cells according to any one of the first to fifth aspects, wherein the direct spreading CDMA mobile communication system has a spreading code higher than an information transmission rate. A sequence is used to spread information into a signal having a wider band than the original frequency band.
[0025]
The invention according to claim 7 is the first spreading code group whose repetition period is the same as the information symbol period and used in common in each base station, the repetition period is longer than the information symbol period, and the base station In a mobile station that communicates with a base station in the direct spreading CDMA mobile communication system in which information is transmitted by being double-spread by using a second spreading code that is used differently, the second spreading code and A first table storing the second spreading code and the phase corresponding to one or more perch channels having a known phase, and a second table storing the second spreading code used in the neighboring base station. Two tables, first search means for searching a perch channel for which the second spreading code and the phase are unknown, and the second spreading code and the phase for which the phase is known. And a second search means for searching the channel, and executes the first search means and said second search means using the first table and the second table.
[0026]
According to an eighth aspect of the present invention, in the mobile station according to the seventh aspect, as a result of searching the perch channel in which the second spreading code and the phase are unknown by the first search means, the perch channel is obtained. In this case, there is further provided means for moving the second spreading code corresponding to the perch channel from the second table to the first table.
[0027]
The invention according to claim 9 is the mobile station according to claim 7 or claim 8, wherein the second search means is executed using the first table, and the first search is performed using the second table. And means for determining a detection of a new perch channel by comparing the search result by the second search means and the search result by the first search means. .
[0028]
According to a tenth aspect of the present invention, in the mobile station according to any one of the seventh to ninth aspects, the first search means despreads the received signal using at least the first spreading code group. And means for detecting a peak at the timing of the mask symbol of the received signal, means for identifying to which group the second spreading code belongs, and means for specifying the second spreading code. .
[0029]
According to an eleventh aspect of the present invention, in the mobile station according to the tenth aspect, the second search unit is executed using the first table, and the first search unit is configured using the second table. The third search means configured by a part of the means for executing is executed, and the detection result of the new perch channel is determined by comparing the search result by the second search means and the search result by the third search means And, based on the determination result, a fourth search means constituted by means not executed in the third search means among the means constituting the first search means is executed.
[0030]
A twelfth aspect of the present invention is the mobile station according to any one of the seventh to eleventh aspects, wherein the direct spreading CDMA mobile communication system uses a spreading code sequence having a higher speed than an information transmission rate to provide information. Is spread into a signal of a wider band than the original frequency band.
[0031]
A thirteenth aspect of the present invention is a direct spread CDMA mobile communication system comprising the mobile station according to any one of the seventh to twelfth aspects.
[0032]
According to the above configuration, by preparing the first table for storing the perch channel in which the second spreading code and the phase are already known, that is, the captured perch channel, the mobile station is able to Since the search should be limited to a fixed time range (search window) with respect to the held phase, the power and time required for the cell search can be reduced.
[0033]
In general, the mobile station receives information indicating which scrambling code is used by neighboring base stations from the base station in the area, and performs a cell search based on the received information. In the present invention, since the perch channel that has already been captured is moved from this table to the perch table that has already been captured, the candidates can be more limited when searching for the perch whose phase is unknown. In addition to simplifying the search, the search for the perch channel with unknown phase is also simplified.
[0034]
Furthermore, the present invention applies the second search method to the first table, while the second table is configured up to steps in the middle of the first search method composed of a plurality of steps. The third search method is applied, and the search result by the second search method and the search result by the third search method are compared to determine the detection of a new perch channel, and based on the determination result, the second search method is detected. The gist is to perform a difference step between the first search method and the third search method. Therefore, by making the best use of the second spreading code and phase of the perch channel already acquired by the mobile station, the phase-unknown perch channel is not performed up to the three steps of the three-stage cell search, and intermediate steps 1 and 2 are performed. This works so that it can be determined whether or not a new perch channel other than the perch channel that has been captured so far has appeared, and further simplifies the three-stage cell search that is not necessarily required.
[0035]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0036]
FIG. 5 is a block diagram showing an example of the configuration of a mobile station to which the present invention is applied.
[0037]
The mobile station 500 includes a mobile station transmission / reception device 502, a user interface 504, a neighboring base station information acquisition / processing circuit 506, a common control circuit 508, a cell search control circuit 510, a memory 512, an antenna 514, and a bus 516. Here, in FIG. 5, only the part relevant to the present invention is shown in the configuration of the mobile station.
[0038]
The mobile station transmission / reception device 502 is a device for demodulating radio-modulated user information and control signals transmitted from the base station, encoding and modulating user signals and control signals, and transmitting them. The mobile station transmission / reception device 502 is connected to the antenna 514 and the user interface 504, respectively.
[0039]
The common control circuit 508 is a circuit that governs overall control of the mobile station.
[0040]
The cell search control circuit 510 controls the cell search operation while controlling the timing based on the neighboring base station information, and stores the search result in the memory 512.
[0041]
The neighboring base station information acquisition / processing circuit 506 receives and processes the neighboring base station scrambling code information notified from the serving base station, and stores the information in the memory 512.
[0042]
Common control circuit 508, cell search control circuit 510, peripheral base station information acquisition / processing circuit 506, and memory 512 are connected to each other via bus 516.
[0043]
FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating an example of the operation of the present invention. The operation of the mobile station 602 in FIG. 6 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
[0044]
As shown in the right diagram of FIG. 6, the mobile station 602 acquires scrambling code information used by neighboring base stations from the serving base station that receives the paging information and the like, as shown in the left diagram of FIG. Then, the code table 604 on the memory is stored in the code table 608 of the neighboring base station (step S902).
[0045]
Based on this table 608, the mobile station 602 performs a cell search for a perch channel whose scrambling code and phase are unknown (step S904), and the captured perch channel (the thin solid line in the right diagram of FIG. 6). A table 606 holding the scrambling code and its phase corresponding to (arrow) is created (step S906), and the corresponding scrambling code is deleted from the code table 608 of the neighboring base station (step S908).
[0046]
The perch channel (dashed arrow in the right figure of FIG. 6) that could not be captured at that time remains unknown in both scrambling code and phase. Here, the phase corresponds to the phase difference of each scrambling code as described above. In FIG. 6, the phase difference of each scrambling code with respect to the timing that the mobile station has as a reference is the number of chips (one chip corresponds to one bit of a spread code composed of repeated “0” and “1” patterns). An example of numerical values is shown assuming that
[0047]
As the mobile station moves in the direction of the arrow, cell search is executed and if it can be captured, it is moved to the captured table 606 (step S910).
[0048]
FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating an example of an operation for determining a new perch. The operation of the mobile station in FIG. 7 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
[0049]
FIG. 7 illustrates a case where only the first step is performed as a search for a new perch, and a new perch is determined based on the result.
[0050]
In order to search for a new perch, a first step of searching for an arbitrary phase position is executed (step S1002). Separately, a window search for reconfirming the phase of the perch channel that has already been acquired is executed (step S1004). Next, the results of the both are compared (step S1006), and a channel other than the currently captured perch is determined as a new perch channel (step S1008), and the second and third steps are executed for the perch channel. The scrambling code is identified (step S1010).
[0051]
Further, FIG. 8 is a diagram for explaining an example of a determination operation for a new perch when the first and second steps are used as a search for a new perch.
[0052]
FIG. 7 is different from FIG. 7 in that scrambling code group information can be used when determining whether a result obtained by searching for a new perch is an already acquired perch or a new perch.
[0053]
In FIG. 8, what is described as G1, G7, G15, and G3 is a scrambling code group. In G1, G7, G15, and G3, the groups to which the scrambling codes used in the perches detected in each phase belong are the first group, the seventh group, the fifteenth group, and the first group, respectively. 3 groups.
[0054]
By comparing the phase of the scrambling code group that has already been acquired with the scrambling code group, if either of them is different, it is determined as a new perch and the third step is executed.
[0055]
In FIG. 8, the perch received at the phase described as G3 is determined to be a new perch. This is because this perch is different from the previously acquired perch phase and scrambling code in both phase and scrambling code.
[0056]
Although not illustrated in the figure, when all the steps from the first to third steps are executed as a search for a new perch, both the scrambling code and the phase are used as a new perch search result. The operation is exactly the same as in FIGS. 7 and 8 except that it can be used for the determination.
[0057]
In the description of the present embodiment, for the sake of convenience, the description has been made as if a search for a new perch and a confirmation of a captured perch are always performed simultaneously, but the present invention is not limited to such an embodiment. For example, when both are performed periodically, the settings may be such that both are executed at different frequencies, and one search is performed more frequently (or less frequently) than the other search. In addition, a configuration may be adopted in which both are executed according to their respective needs and adaptively controlled according to the situation. Whatever method is adopted, the same effect can be obtained as long as the configuration is such that a new perch is determined by comparison between the captured perch and the new perch search results.
[0058]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, while taking advantage of an inter-station asynchronous system, the power consumption and time required for a cell search by a mobile station can be reduced, and the cost of the entire system is not increased. Thus, it is possible to provide a method and a mobile station for controlling the search of neighboring cells.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a mobile communication system.
FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining a method of using a spreading code in a mobile communication system.
FIG. 3 is a schematic diagram showing the timing relationship of scrambling codes for signals from each base station received by a mobile station.
FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining the structure of a perch channel.
FIG. 5 is a block diagram showing an example of a configuration of a mobile station to which the present invention is applied.
FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating an example of the operation of the present invention.
FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating an example of an operation for determining a new perch.
FIG. 8 is a diagram for explaining an example of a new perch determination operation when the first and second steps are used as a search for a new perch.
FIG. 9 is a flowchart showing an example of the operation of the mobile station 602 in FIG.
10 is a flowchart showing an example of operation of the mobile station in FIG. 7. FIG.
[Explanation of symbols]
111 base station
112 Mobile station
202 Scrambling code layer
204 Channelization code layer
402 Masked scrambling code
404 Common channelization code
406 Scrambling code group code
408 Mask symbol
410 Scrambling code period
412 Channelization code period
500 mobile stations
502 Mobile station transceiver
504 User interface
506 Peripheral base station information acquisition / processing circuit
508 Common control circuit
510 Cell Search Control Circuit
512 memory
514 antenna
516 bus
602 Mobile station
604 Code table on the memory in the mobile station
606 Code table currently captured
608 Code table of neighboring base stations

Claims

A first spreading code group whose repetition period is the same as the information symbol period and used in common in each base station, and a second repetition period longer than the information symbol period and used differently for each base station In a method for controlling a search for neighboring cells of a mobile station that communicates with the base station in a direct spread CDMA mobile communication system that transmits information by spreading twice using a spreading code,
Storing the second spreading code and the phase corresponding to one or more perch channels with known second spreading code and phase in a first table;
Storing the second spreading code used in the neighboring base station in a second table;
A first search step for searching a perch channel in which the second spreading code and the phase are unknown;
A second search step for searching a perch channel for which the second spreading code and the phase are known;
A method for controlling a search of neighboring cells, wherein the first search step and the second search step are executed using the first table and the second table.

The method for controlling the search for neighboring cells according to claim 1,
When the perch channel is obtained as a result of searching for the second spreading code and the perch channel whose phase is unknown by the first search step, the second spreading code corresponding to the perch channel is obtained as the second spreading code. A method for controlling a search for neighboring cells, further comprising the step of moving from a table to the first table.

The method for controlling the search for neighboring cells according to claim 1 or 2,
Performing the second search step using the first table;
Performing the first search step using the second table; and
Controlling the search for neighboring cells, further comprising the step of determining the detection of a new perch channel by comparing the search result of the second search step with the search result of the first search step Method.

The method for controlling the search for neighboring cells according to any one of claims 1 to 3,
The first search step includes at least:
Despreading the received signal using the first spreading code group and detecting a peak at the timing of the mask symbol of the received signal;
Identifying to which group the second spreading code belongs;
Identifying the second spreading code, and controlling a search for neighboring cells.

The method for controlling the search for neighboring cells according to claim 4,
Performing the second search step using the first table;
Using the second table, executing a third search step constituted by a part of steps constituting the first search step;
Determining the detection of a new perch channel by comparing the search results from the second search step and the search results from the third search step; and
Based on the determination result, a fourth search step constituted by a step that is not executed in the third search step among the steps constituting the first search step is executed. How to control.

A method for controlling a search for neighboring cells according to any one of claims 1 to 5,
The direct spreading CDMA mobile communication system uses a spreading code sequence higher than an information transmission rate to spread information into a signal having a wider band than the original frequency band, and controls a search for neighboring cells. .

The first spreading code group whose repetition period is the same as the information symbol period and used in common in each base station, and the repetition period is longer than the information symbol period and used differently for each base station In a mobile station that communicates with a base station in the direct spreading CDMA mobile communication system in which information is transmitted by being spread twice by using two spreading codes,
A first table storing the second spreading code and the phase corresponding to one or more perch channels of which the second spreading code and phase are known;
A second table for storing the second spreading code used in the peripheral base station;
First search means for searching a perch channel in which the second spreading code and the phase are unknown;
Second search means for searching a perch channel for which the second spreading code and the phase are known;
A mobile station characterized in that the first search means and the second search means are executed using the first table and the second table.

The mobile station according to claim 7, wherein
As a result of searching the perch channel for which the second spreading code and the phase are unknown by the first search means, when the perch channel is obtained, the second spreading code corresponding to the perch channel is obtained as the second spreading code. A mobile station further comprising means for moving from a table to the first table.

In the mobile station according to claim 7 or 8,
Executing the second search means using the first table;
Executing the first search means using the second table; and
A mobile station further comprising means for determining a detection of a new perch channel by comparing a search result obtained by the second search means and a search result obtained by the first search means.

In the mobile station in any one of Claims 7 thru | or 9,
The first search means is at least
Means for despreading the received signal using the first spreading code group and detecting a peak at the timing of the mask symbol of the received signal;
Means for identifying to which group the second spreading code belongs;
Means for identifying the second spreading code.

The mobile station according to claim 10,
Executing the second search means using the first table;
Using the second table, executing third search means constituted by a part of means constituting the first search means;
Determining the detection of a new perch channel by comparing the search result by the second search means and the search result by the third search means; and
A mobile station characterized in that, based on the determination result, out of means constituting the first search means, fourth search means constituted by means not executed by the third search means is executed.

The mobile station according to any one of claims 7 to 11,
The direct spread CDMA mobile communication system is characterized in that information is spread into a signal having a wider band than the original frequency band by using a spreading code sequence higher than the information transmission rate.

In a direct spread CDMA mobile communication system,
A mobile communication system comprising the mobile station according to any one of claims 7 to 12.