JP2000261843A

JP2000261843A - 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

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Publication number: JP2000261843A
Application number: JP5740499A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Tamaki; 剛玉木; Takashi Yano; 隆矢野; Toshiro Suzuki; 俊郎鈴木
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-03-04
Filing date: 1999-03-04
Publication date: 2000-09-22
Anticipated expiration: 2019-03-04
Also published as: JP4199873B2

Abstract

(57)【要約】【課題】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
率を低減し、同期タイミング切り替え制御の頻度を軽減
する。【解決手段】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
に検出するセルサーチモジュールと、前記セルサーチモ
ジュールの拡散符号番号と位相情報とを設定することに
よって、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処理モジュールと、前記セル
サーチモジュールの検出結果を用いて、複数の基地局か
らの信号の受信タイミングの情報を管理する位相情報テ
ーブルを扱う位相情報テーブル処理モジュールと、送信
タイミングを前記受信処理モジュールによって測定され
た受信タイミングに合わせて同期保持を行う同期タイミ
ングモジュールとを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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(Ｄela
y 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、２
０４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２０
５、クロック制御回路２０６を備えた同期保持回路２０
４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ＭＳ３
０４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)３０
２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ｄ
１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１
０−１９１４２９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 Ｈ
andover)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、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、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、
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、同期信号消失を検出を適
切に検出する必要がある、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、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、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、前記測定された受信タイミン
グに合わせて送信タイミングの同期保持を行う同期処理
と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ＭＳ３０
４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)に示すように、再度同期タイミングをＢＳ(ａ)３０
１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
情報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４０
１、４０３と、これらの処理のそれぞれの遅延波４０
２、４０４とを送信する。そして、信号４０１、４０
２、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)３０
３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)３
０２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１０
１、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１１
４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１１
２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１
１２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、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、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、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】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。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。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５０
１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、６０
９）。

【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、６０
６、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２０２ＭＦ(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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鈴木俊郎神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地株式会社日立製作所情報通信事業部内Ｆターム(参考） 5K022 EE01 EE36 5K067 AA02 CC10 DD19 DD25 DD44 EE02 EE10 EE24 HH21 HH22 HH23 JJ39

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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、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
受信タイミングに合わせて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。