JP2000031897A - 移動体通信システムの受信機用の探索スキ―ム - Google Patents

移動体通信システムの受信機用の探索スキ―ム

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JP2000031897A
JP2000031897A JP11115629A JP11562999A JP2000031897A JP 2000031897 A JP2000031897 A JP 2000031897A JP 11115629 A JP11115629 A JP 11115629A JP 11562999 A JP11562999 A JP 11562999A JP 2000031897 A JP2000031897 A JP 2000031897A
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Lizhi Zhong
ゾング リッヒ
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 移動体通信システムの受信機用の探索スキー
ム。 【解決手段】 本発明によると、受信機は、受信信号を
検出するために２つの異なる探索ウインドウを用いて走
査する。第二の探索ウインドウのタイミングは、各処理
サイクル毎に検出された信号に追従するように調節さ
れ、第一の探索ウインドウのタイミングは固定されたま
まにとどまる。検出信号のタイミングが比較的一定時間
にとどまる場合に限り、両方のタイミングが調節され
る。受信機は、受信信号のタイミングが変動した場合で
も、第一の探索ウインドウを変更することなく、受信信
号を引き続いて検出することが可能となる。特に、移動
ユニットによって基地局に信号を送信用基準時間が変動
する状況に対処するために基地局に適用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、通信システム、よ
り詳細には、例えば、IS-95標準に準拠する移動電話体
システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】典型的な移動体電話システムは、そのシ
ステムのカバレッジエリア全体に分散して設置された基
地局を持ち、各基地局は、その基地局のカバレッジレン
ジ内に現在位置する移動ユニットとの通信をサポートす
る。各移動ユニットは、基地局との通信を開始する際
に、（その通信が移動ユニットによって開始されたかあ
るいは基地局によって開始されたかに依存して）基地局
から受信される下りリンクパイロットチャネルあるいは
下りリンクページングチャネルから基準時間を派生す
る。基地局は、自身の基準時間を基地局の所の位置評定
システム（GPS）受信機によって受信されるGPSからの基
準時間から派生する。
【０００３】移動ユニットは、こうして派生された基準
時間を用いて、各処理サイクル内のタイミング事象を制
御する。例えば、移動ユニットは、こうして派生された
基準時間を用いて、基地局への返信である登りリンク通
信信号をいつ送信すべきかを決定する。基地局の所の受
信機は、自身のGPSから派生された基準時間を用いて、
各信号期間内に探索ウインドウを定義し、この探索ウイ
ンドウを用いて、移動ユニットによって送信された登り
リンク信号を走査する。
【０００４】図１は、移動体電話システムの移動ユニッ
ト１０２と基地局１０４をブロック図にて示す。この移
動体電話システムの一つの特徴は、システム内のあるノ
ード（例えば、基地局１０４）から送信された信号が、
２つあるいはそれ以上の異なる信号路を伝搬した後に、
他方のノード（例えば、移動ユニット１０２）に到達す
ることである。例えば、一つの信号路は、これら２つの
ノード間の“直接”見通しのきく経路１０８であり、他
方の信号路は、例えば、“間接経路”、例えば、経路１
１０である。間接経路の場合、信号は、山、建物、大気
等の一つあるいは複数の異なる物体、例えば、物体１０
６から反射された後に、第二のノードによって受信され
る。これら異なる信号路は、典型的には、異なる経路長
を持ち、このため、第二のノードに所では、同一信号の
異なるバージョンが受信される。この現象は、マルチパ
スと呼ばれ、受信される単一の信号のこれら異なるバー
ジョンは、マルチパス成分と呼ばれる。IS-95通信シス
テムにおいては、各移動ユニットは、自身の基準時間を
最も最初に到達するマルチパス成分に基づいて選択する
（に合わせて調節する）。これに関しては、IS-95A Spe
cificationのセクション6.1.5.1を参照されたい。
【０００５】移動体電話システムのもう一つの特徴は、
マルチパス信号の個々の成分の相対信号強度が時間とと
もに変化することである。殆どの場合は、これは移動ユ
ニットがある基地局のカバレッジエリア内で移動した結
果として起こる。例えば、移動ユニットのユーザが自動
車の乗って移動する場合、基地局と移動ユニットとの間
の直接見通しのきく経路が、他の車、建物、電車等によ
って一時的に遮られることがある。この時間期間におい
ては、直接見通しのきく経路に対応するマルチパス成分
が大きく減衰される。この場合、その直接見通しのきく
経路に対応するマルチパス成分は、もはや、十分な信号
強度を持つ最も最初に到着するマルチパス成分ではなく
なり、移動ユニットは、新たな基準時間を下りリンク信
号の別の“最も最初に到達する”マルチパス成分に基づ
いて派生する。この異なるマルチパス成分は、直前の直
接見通しのきく信号経路と比較して、基地局から移動ユ
ニットへのより長い信号路を伝搬するために、この新に
派生された基準時間は直前に派生された基準時間よりも
遅くなる。同様に、この一時的な妨害が終端すると、直
接見通しのきく信号が、再び最も最初に到達するマルチ
パス成分となり、移動ユニットは、再び新たな基準時間
を派生することとなるが、この新たな基準時間は、今度
は、間接信号路に基づいて直前に派生された基準時間よ
り早くなる。
【０００６】移動ユニットが基準時間を変更する度に、
移動ユニットは、それが基地局に向けて登りリンク信号
を送信するタイミングを調節する。このため、この登り
リンク信号は基地局の受信機の所に基地局の処理サイク
ル内の異なる時刻に到着することとなる。
【０００７】移動ユニットによって送信された登りリン
ク信号を探索するために基地局の受信機によって用いら
れる探索ウインドウのサイズは、典型的には、主として
マルチパス信号の変動に起因する登りリンク信号の到着
時間の期待される変動に基づいて決定される。これら変
動は、（移動ユニットがそれから自身の基準時間を派生
する）下りリンクマルチパス信号の変動と、これも自身
の変動するマルチパス成分を持つ登りリンク信号の変動
とに起因する。登りリンク信号が基地局に到着する到着
時間のこれら変動は、遅延の広がりと呼ばれる。
【０００８】基地局の探索ウインドウのサイズは、典型
的には、登りリンク信号の到着時間の通常の変動を許容
するように選択される。ただし、基地局のこの典型的な
探索ウインドウでは小さすぎるような状況が発生するこ
とがある。例えば、移動ユニットが以前の基地局から新
たな基地局へのハンドフオを開始し、移動ユニットが新
たな基地局からの信号をマルチパス信号の成分として扱
うことを開始した場合にこれが発生する。この場合、新
たな基地局からの信号が以前の基地局からのいずれの信
号成分よりも早く到着した場合、移動ユニットは自身が
派生する基準時間を新たな基地局からの最も早く到着す
る信号に基づいて変更する。新たな基地局からの信号の
到着時間が以前の基地局からの最も早く到着する成分よ
りもかなり早い場合、基準時間が大幅に変更され、登り
リンクの信号は基地局の所に基地局の探索ウインドウが
始まる前に到着することとなる。この場合、移動ユニッ
トと以前の基地局との間の通信は脱落する。同一の事態
が新たな基地局に対しても発生し、結果として、移動ユ
ニットとの間の通信が完全に途絶えることがある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】この問題を押さえるた
めの一つの方法として、基地局の探索ウインドウのサイ
ズを、登りリンク信号の到着時間が大幅に変動した場合
でも収容できるように増加することが考えられる。ただ
し、この方法では基地局内の通常の処理需要がごく限ら
れた状況においてのみ発生する問題を扱うために著しく
増加するためにこの解決策は望ましい方法ではない。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、移動ユニット
によって登りリンク信号を基地局に送信するために用い
られる基準時間の変動のために、受信信号が基地局の探
索ウインドウから外れ、このために通信が脱落する問題
を解決するための移動体電話システムに対する信号探索
スキームに関する。本発明によると、基地局の受信機
は、移動ユニットによって送信された登りリンク信号を
探索するために、２つの探索ウインドウ、つまり：
（１）第一の探索ウインドウと、（２）第二の探索ウイ
ンドウを用いる。第二の探索ウインドウのタイミング
（つまり、開始時間と停止時間）は、検出された信号を
追従し、他方、第一の探索ウインドウのタイミングは、
比較的一定にとどまる。より詳細には、第一の探索ウイ
ンドウのタイミングは、検出された信号のタイミングが
十分に長い時間（例えば、指定される処理サイクルの回
数に渡って）比較的一定にとどまる場合に限って最も最
近に受信された信号のタイミングに基づいて調節され
る。
【００１１】本発明は、移動ユニットによって用いられ
る派生された基準時間が大幅に変化した場合でも、基地
局が登りリンク信号を引き続いて検出することを可能に
する。本発明によると、基地局受信機の所の第二の探索
ウインドウのサイズは、受信信号が第一の探索ウインド
ウから外れた場合でも受信信号を追跡できるように選択
される。同時に、本発明の探索スキームでは、第一の探
索ウインドウの移動（調節）はノイズあるいは妨害の持
続時間が比較的短い場合は回避される。
【００１２】本発明の一つの実施例によると、第一の探
索ウインドウと第二の探索ウインドウが定義され、受信
信号に対する走査は、この両方のウインドウを通じて遂
行される。第二の探索ウインドウのタイミングは、サイ
クル毎に受信信号を追跡するように調節され、第一の探
索ウインドウのタイミングは比較的一定に維持される。
そして、第一の探索ウインドウのタイミングは所定の基
準が満たされる場合、例えば、検出された信号のタイミ
ングが比較的一定に指定される処理サイクルの回数に渡
ってとどまる場合に限り調節される。
【００１３】本発明の他の面、特徴、および長所が、以
下の詳細な説明、特許請求の範囲、および付録の図面か
ら一層明らかになるものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】図２は、本発明の一つの実施例に
よる基地局、例えば、図１の基地局１０４の受信機内で
実現される処理の流れ図を示す。この実施例において
は、本発明は、IS-95標準に準拠する移動電話システム
との関連で実現されるが、ただし、本発明は、IS-95標
準以外の標準に準拠する移動電話システムや移動電話シ
ステム以外の他のタイプの通信システムにも適用するこ
ともできる。さらに、本発明は移動電話システムの移動
ユニット内に実現することもできる。
【００１５】図２に示す処理が各処理サイクルにおいて
遂行される。図２の実施例によると、基地局は移動ユニ
ットによって送信された登りリンク信号を走査するため
に、２つの探索ウインドウ、つまり：（１）第一の探索
ウインドウと、（２）第二の探索ウインドウを用いる。
第一の探索ウインドウのサイズは、典型的には、遅延の
広がりの期待されるサイズに基づいて決定され、第二の
探索ウインドウのサイズはプロセッサ時間を節約するた
めに可能な限り小さくされるが、ただし、検出信号をサ
イクル毎に追従することが可能な大きさにされる。第二
の探索ウインドウのサイズは実際のシステムのテストか
らの実験結果に基づいて決定され、典型的には第一の探
索ウインドウより小さくされる。
【００１６】概略的には、第二の探索ウインドウのタイ
ミングは検出された信号をサイクル毎に追従し（検出さ
れた信号に合わせてサイクル毎に調節され）、他方、第
一の探索ウインドウのタイミングは比較的一定に固定さ
れる。つまり、第二の探索ウインドウのタイミングは、
サイクル毎に、直前の処理サイクルにおいて検出された
信号のタイミングに合わせて調節され、こうして、受信
信号が第一の探索ウインドウから外れた場合でも受信信
号を続けて検出することが可能となる。他方、第一の探
索ウインドウのタイミングは、検出された信号のタイミ
ングが十分な時間期間に渡って（例えば、指定される処
理サイクルの回数に渡って）比較的一定にとどまった場
合に限り、最も最近に検出された信号のタイミングに基
づいて調節される。受信信号がこれら２つの探索ウイン
ドウの少なくとも一つにおいて検出される限り、移動ユ
ニットと基地局との間の通信は維持される。
【００１７】より詳細には、基地局は、図２のステップ
２０２において、第一の探索ウインドウと第二の探索ウ
インドウの両方を通じて走査することで受信信号の検出
を行なう。ステップ２０４において、検出された信号の
タイミングが（例えば、ある閾値に基づいて）前の処理
サイクルから十分に変化したか否か決定され、十分に変
化した場合は、処理はステップ２１２にスキップする。
十分に変化しない場合は、処理はステップ２０６に進
み、ここで、カウンタが増分される。このカウンタは、
前の処理サイクルから検出された信号のタイミングが十
分に変化しなかった一連の処理サイクルの回数を追跡す
る。
【００１８】ステップ２０８において、カウンタが指定
される閾値（例えば、１２）を超えたか否か決定され、
超えた場合は、ステップ２１０において、第一の探索ウ
インドウのタイミングが最も最近に検出された信号のタ
イミングに基づいて移動（調節）され、ステップ２１２
において、カウンタが０にリセットされる。閾値を超え
ない場合は、処理はステップ２１４にスキップし、ここ
で、第二の探索ウインドウのタイミングが最も最近検出
された信号のタイミングに基づいて調節される。
【００１９】図３〜５は、図２の処理の実現の結果を３
つの異なるシナリオに対して示す。図３は検出された信
号のタイミングに通常の比較的小さな変動が存在する状
況下での処理に対応し、図４は一時的な干渉信号が存在
する状況下での処理に対応し、図５は、移動ユニットが
２つの異なる派生された基準時間を安定的に変更するよ
うな時間期間の処理に対応する。
【００２０】図３に示すように、検出された信号のタイ
ミングが変化すると、サイクル毎に、小さな第二の探索
ウインドウのタイミングが調節される。例えば、サイク
ル１は、第二の探索ウインドウ３０２が第一の探索ウイ
ンドウ３０４の中央に位置し、受信信号がこれら２つの
探索ウインドウの中央において検出される理想的な状況
に対応する。ただし、サイクル２においては、受信信号
が、これら探索ウインドウの中心から少しずれた所で検
出される。このため、第二の探索ウインドウのタイミン
グがサイクル３に対して調節される。こうして、受信信
号が異なるタイミングポイントにて検出される度に、第
二の探索ウインドウのタイミングが次に処理サイクルに
対して調節される。図３に示すシーケンスにおいては、
検出される信号のタイミングは第一探索ウインドウ３０
４のタイミングの変更を必要とするほどは十分に安定的
ではない。
【００２１】図４に示すシーケンスにおいては、本当の
信号のタイミングは図３のそれと同一であるものと想定
される。ただし、図４のシーケンスにおいては、サイク
ル３〜８の際に干渉信号が存在する。基地局が、この干
渉信号を最も最初に到着した登りリンク成分であるもと
見做して扱うことを開始すると、第二の探索ウインドウ
のタイミングは、サイクル４〜９に示すように、サイク
ル毎にこの干渉信号を追従するように調節される。ただ
し、第一の探索ウインドウは、この干渉信号が第一の探
索ウインドウを移動（調節）するために十分に安定でも
十分に長くもないために、固定されたままにとどまる。
このため、本当の信号は第二の探索ウインドウからは外
れるが、第一の探索ウインドウにおいて引き続いて検出
され、このため、移動ユニットとの間の通信は維持され
る。
【００２２】サイクル８の後に干渉信号が消失したとき
も、サイクル９において、本当の信号は引き続いて第一
の探索ウインドウにおいて検出され、第二の探索ウイン
ドウのタイミングは、その後、検出された本当の信号に
基づいてサイクル１０に対して調節される。
【００２３】図５は、移動ユニットによって送信された
登りリンク信号が一つの派生された基準時間から別の派
生された基準時間に（例えば、IS-95仕様によって指定
される最大速度にて）安定的に変更される状況に対応す
る。検出される信号のタイミングが、指定される処理サ
イクルの回数（任意の回数を用いることができるが、例
えば、図５の例では、６、７、８の３サイクル）だけ比
較的一定にとどまった後に（例えば、図５の例では、サ
イクル９において）、第一の探索ウインドウのタイミン
グが最も最近検出された信号のタイミングに基づいて調
節される。
【００２４】図５のシーケンスにおいては、第二の探索
ウインドウが検出されるべき信号をその信号が第一の探
索ウインドウの外に出た場合でも引き続いて追従する。
仮にこの第二の探索ウインドウが存在しない場合は、移
動ユニットと基地局との間の通信は脱落する。
【００２５】本発明は、移動ユニットによってその登り
リンク信号を基地局に送信するために用いられる基準時
間が大きく変化するような時間期間においても通信を維
持することを可能にする信号探索スキームを提供し、こ
れが追加される小さな探索ウインドウ（第二の探索ウイ
ンドウ）に起因する処理負荷が最小となるような方法に
て実現される。
【００２６】図２の実施例においては第一の探索ウイン
ドウは、検出された信号が指定される処理サイクルの回
数に渡って比較的一定にとどまった場合に移動（調節）
される。ただし、本発明の別の実施例として、第一の探
索ウインドウがいつ移動（調節）されるべきかを決定す
るために、これとは異なる他の基準を用いることもでき
る。例えば、一つの代替の実施例として、第一の探索ウ
インドウを検出された信号が第一の探索ウインドウから
十分な処理サイクルの回数に渡って外れたときに移動
（調節）することもできる。
【００２７】当業者においては理解できるように、本発
明の性質を説明するために解説された上述の実施例の細
部、材料、パーツの配列に対して様々な変更を加えるこ
も可能であり、これらも本発明の原理および精神から逸
脱するものではなく、本発明はもっぱら特許請求の範囲
によってのみ限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】移動体電話システムの移動ユニットと基地局の
ブロック図である。
【図２】本発明の原理による基地局、例えば、図１の基
地局の受信機内で実現される処理の流れ図である。
【図３】図２の処理の実現の結果を３つのシナリオに対
して示す図である。
【図４】図２の処理の実現の結果を３つのシナリオに対
して示す図である。
【図５】図２の処理の実現の結果を３つのシナリオに対
して示す図である。
【符号の説明】 １０２ 移動ユニット １０４ 基地局 １０６ 障害物 １０８ 直接見通しのきく経路 ３０２ 第二の探索ウインドウ ３０４ 第一の探索ウインドウ

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 受信信号を検出するための方法であっ
    て、 （ａ）第一の探索ウインドウと第二の探索ウインドウを
    定義するステップ； （ｂ）前記第一と第二の探索ウインドウの両方を通じて
    受信信号を走査するステップ； （ｃ）前記第二の探索ウインドウのタイミングを前記受
    信信号に追従するように処理サイクルの度に調節するス
    テップ；および （ｄ）前記第一の探索ウインドウのタイミングを指定さ
    れる基準が満たされる場合に限り調節するステップを含
    むことを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 前記第二の探索ウインドウが前記第一の
    探索ウインドウよりも小さなことを特徴とする請求項１
    の方法。
  3. 【請求項３】 前記第一の探索ウインドウのサイズが前
    記受信信号の遅延の広がりのサイズに基づいて決定され
    ることを特徴とする請求項１の方法。
  4. 【請求項４】 前記受信信号がIS-95基地局の受信機に
    よって検出されることを特徴とする請求項１の方法。
  5. 【請求項５】 前記第一の探索ウインドウのタイミング
    が、前記受信信号のタイミングが指定される処理サイク
    ルの回数に渡って比較的一定にとどまる場合に限り調節
    されることを特徴とする請求項１の方法。
  6. 【請求項６】前記第二の探索ウインドウが前記第一の探
    索ウインドウより小さく； 前記第一の探索ウインドウのサイズが前記受信信号の遅
    延の広がりのサイズに基づいて決定され； 前記受信信号がIS-95基地局の受信機によって検出さ
    れ； 前記第一の探索ウインドウのタイミングが、前記受信信
    号のタイミングが指定される処理サイクルの回数に渡っ
    て比較的一定にとどまる場合に限り調節されることを特
    徴とする請求項１の方法。
  7. 【請求項７】 受信信号を検出するための装置であっ
    て、この装置が： （ａ）第一の探索ウインドウと第二の探索ウインドウを
    定義するための手段； （ｂ）前記第一と第二の探索ウインドウの両方を通じて
    受信信号を走査するための手段； （ｃ）前記第二の探索ウインドウのタイミングを前記受
    信信号に追従するように処理サイクルの度に調節するた
    めの手段；および （ｄ）前記第一の探索ウインドウのタイミングを指定さ
    れる基準が満たされる場合に限り調節するための手段を
    含むことを特徴とする装置。
  8. 【請求項８】 前記第二の探索ウインドウが前記第一の
    探索ウインドウよりも小さなことを特徴とする請求項７
    の装置。
  9. 【請求項９】 前記第一の探索ウインドウのサイズが、
    前記受信信号の遅延の広がりのサイズに基づいて決定さ
    れることを特徴とする請求項７の装置。
  10. 【請求項１０】 前記受信信号がIS-95基地局の受信機
    によって検出されることを特徴とする請求項７の装置。
  11. 【請求項１１】 前記第一の探索ウインドウのタイミン
    グが、前記受信信号のタイミングが指定される処理サイ
    クルの回数に渡って比較的一定にとどまる場合に限り調
    節されることを特徴とする請求項７の装置。
  12. 【請求項１２】前記第二の探索ウインドウが前記第一の
    探索ウインドウより小さく；前記第一の探索ウインドウ
    のサイズが前記受信信号の遅延の広がりのサイズに基づ
    いて決定され；前記受信信号がIS-95基地局の受信機に
    よって検出され；前記第一の探索ウインドウのタイミン
    グが、前記受信信号のタイミングが指定される処理サイ
    クルの回数に渡って比較的一定にとどまる場合に限り調
    節されることを特徴とする請求項７の装置。
  13. 【請求項１３】 受信信号を検出するための受信機であ
    って：この受信機が第一の探索ウインドウと第二の探索
    ウインドウを定義するように構成され；この受信機が前
    記第一と第二の探索ウインドウの両方を通じて受信信号
    を走査するように構成され；この受信機が前記第二の探
    索ウインドウのタイミングを前記受信信号に追従するよ
    うに処理サイクルの度に調節するように構成され；さら
    にこの受信機が前記第一の探索ウインドウのタイミング
    を指定される基準が満たされる場合に限り調節するよう
    に構成されることを特徴とする受信機。
  14. 【請求項１４】 前記第二の探索ウインドウが前記第一
    の探索ウインドウよりも小さなことを特徴とする請求項
    １３の受信機。
  15. 【請求項１５】 前記第一の探索ウインドウのサイズが
    前記受信信号の遅延の広がりのサイズに基づいて決定さ
    れることを特徴とする請求項１３の受信機。
  16. 【請求項１６】 前記受信信号を検出する受信機がIS-9
    5基地局の受信機であることを特徴とする請求項１３の
    受信機。
  17. 【請求項１７】 前記第一の探索ウインドウのタイミン
    グが、前記受信信号のタイミングが指定される処理サイ
    クルの回数に渡って比較的一定にとどまる場合に限り調
    節されることを特徴とする請求項１３の受信機。
  18. 【請求項１８】前記第二の探索ウインドウが前記第一の
    探索ウインドウより小さく；前記第一の探索ウインドウ
    のサイズが前記受信信号の遅延の広がりのサイズに基づ
    いて決定され；前記受信信号がIS-95基地局の受信機に
    よって検出され；前記第一の探索ウインドウのタイミン
    グが、前記受信信号のタイミングが指定される処理サイ
    クルの回数に渡って比較的一定にとどまる場合に限り調
    節されることを特徴とする請求項１３の受信機。
JP11115629A 1998-04-24 1999-04-23 移動体通信システムの受信機用の探索スキ―ム Pending JP2000031897A (ja)

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