JP2001025057A - 符号分割多元接続方式移動通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＣＤＭＡ方式の通信システムにおけるセルサ
ーチの高速化を小回路規模で実現する。 【解決手段】 とまり木チャネルのロングコードマスク
シンボルの拡散比を小さくする。ロングコードマスクシ
ンボルのＣＳＣ１３２及びＧＩＳＣ１３３の拡散比を下
げ、送信電力（Ｐ３，Ｐ４）を大きくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、符号分割多元接続
（Code Division Multiple Access：ＣＤＭＡ）方式の
移動通信システムに関する。特に、とまり木チャネルに
おけるロングコードマスクシンボルを使用したセルサー
チ方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＤＭＡ方式の移動通信システムにおい
ては、移動端末が通信を開始する際、あるいは移動端末
が現在通信している1つの基地局エリア(セル)から隣接
するセルに移動する（ハンドオーバー）際、基地局（ハ
ンドオーバーの場合は、隣接する基地局）で使用してい
る拡散符号の同定及びフレーム/スロットタイミング同
定を行う必要がある。このような処理をセルサーチとい
う。

【０００３】従来のセルサーチ方法の例として、スロッ
トの末尾の1シンボルのみ、通常のロングコード・ショ
ートコードではなく、ロングコードマスクシンボルと呼
ばれる特殊なショートコードを用いて拡散する方法が信
学技報DSP-96-116,SAT96-111,RCS96-122(1997-01)に示
されている。

【０００４】このロングコードマスクシンボルを用いた
セルサーチ方法について説明する。セルサーチは、図1
に示されるとまり木チャネルを使用する。とまり木チャ
ネルとは、基地局で測定した上り干渉電力値やシステム
フレーム番号等を報知する制御チャネルである。また、
このとまり木チャネルは常に一定の送信電力で送信され
ている。とまり木チャネルの制御信号は基地局と移動端
末との間での同期捕捉の基準信号としても使用されるた
め、次のように拡散されている。とまり木チャネルは第
一とまり木チャネルと第二とまり木チャネルが多重され
ている。第一とまり木チャネル１０６のロングコードマ
スクシンボル位置１０１にＣＳＣ（Common Short Cod
e：共通ショートコード）１０４、第二とまり木チャネ
ル１０７のロングコードマスクシンボル位置１０１にＧ
ＩＳＣ（Group Identification Short Cord：グループ
識別ショートコード）１０５がマッピングされている。
データシンボル区間１０２（１スロット区間のうちロン
グコードマスクシンボル区間を除いた区間）では、移動
端末に送信される制御信号がロングコード及びショート
コード１０３により拡散されている。

【０００５】ロングコードは基地局に固有に割り当てら
れた長周期拡散符号であり、ショートコードは当該基地
局の各チャネル（制御チャネル及び伝送チャネルを含
む）に固有に割り当てられた短周期拡散符号である。ロ
ングコードは符号長が長く多種類のものを含むため、そ
の同期捕捉を容易にするため、複数グループに分類され
ている。ＧＩＳＣは、ロングコードの分類に対応して設
けられた短周期符号である。移動端末はとまり木チャネ
ルの同期捕捉を行う場合、ＧＩＳＣを同定してロングコ
ードを一定範囲にまで絞り込むことにより、当該基地局
の使用しているロングコードの同定の負荷を軽減してい
る。また、ＣＳＣは移動通信システムに設置された各基
地局に共通に定められた短周期拡散符号である。

【０００６】このとまり木チャネルを利用した基地局の
使用するロングコードの同定及びフレーム／スロットタ
イミングの検出は次のように行われる。 （１）移動端末はＣＳＣを用いてとまり木チャネルを逆
拡散し、相関値の高いタイミングをスロットタイミング
として同定する。 （２）同定したスロットタイミングに合わせて全てのＧ
ＩＳＣで逆拡散を行い、相関値の高さによりＧＩＳＣを
同定する。 （３）ＧＩＳＣに対応づけられたグループに属する全て
のロングコードを用いて逆拡散を行い、相関値の高さに
よりロングコードを同定する。

【０００７】従来方法のとまり木チャネルのフォーマッ
ト及び送信電力を図２に示す。とまり木チャネルのシン
ボルレートは、ロングコードマスクシンボルも含む全て
の区間で１６ksps（２５６倍拡散）で一定となってい
る。また、その送信電力は第二とまり木チャネルが送信
されるロングコードマスクシンボル区間では第二とまり
木チャネルの送信電力分Ｐ２だけ第一とまり木チャネル
の送信電力Ｐ１を下げることにより、多重後のとまり木
チャネルの送信電力を一定としている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ロングコードマスクシ
ンボル区間においてデータシンボル区間と同じシンボル
レートで拡散処理を行う従来方式においては、セルサー
チの第１の段階（スロットタイミングの同定）におい
て、最も時間を要していた。タイミング同定を高速に行
うため、複数のタイミングでの相関結果を一度に得られ
るマッチドフィルタ（ＭＦ）を用いることが多い。

【０００９】図１３は、２５６倍拡散のとまり木チャネ
ルを６４段のＭＦを使用してセルサーチを行う場合にお
いて、セルサーチの各段階に要する所要時間を示したも
のである。最も時間がかかるのがスロットタイミング同
定１３０１である。セルサーチの高速化には、タイミン
グ同定にかかる時間の短縮が必須課題である。ＭＦを使
用したタイミング同定では、１シンボル（２５６chip）
区間の全てのタイミングにおける相関値を複数スロット
のＣＳＣを使用して累算し精度よくスロットタイミング
を同定する。例えば、４８スロット分のＣＳＣについて
得た相関値を累算する。図１３において、タイミング同
定の１サイクル１３０１でＭＦの段数と同じ６４ｃｈｉ
ｐ分のタイミングについて１つの累算値を得る。

【００１０】６４段のＭＦを用いると、全てのタイミン
グでの相関値を得るために係数モードの切り替えが必要
となり、タイミング同定の所要時間ひいてはセルサーチ
の所用時間に時間がかかるという問題点があった。これ
に対して、２５６段のＭＦを用いると、1シンボル分の
係数をＭＦにセットしたまま受信信号の逆拡散を行うこ
とができ、係数モードの切り替えが不要となるため、高
速に全てのタイミングの相関をとることができるが、Ｍ
Ｆの回路規模、消費電力共に非常に大きなものとなる。

【００１１】

【課題を解決するための手段】回路規模及び消費電力を
抑えつつ高速にセルサーチを行うために、ロングコード
マスクシンボルの拡散比をとまり木チャネルの他の部分
の拡散比よりも小さくする。特に移動端末に使用される
一般的なＭＦの段数に応じたシンボルレートを定める。
例えば、マスクシンボルの拡散比が６４の場合に、６４
段のＭＦを用いてタイミング同定を行う。この場合、シ
ンボル長がＭＦの段数と一致するため、ＭＦに1シンボ
ル分の係数をセットしたまま受信信号の逆拡散を行い、
６４chip区間全てのタイミングのサーチを行うことがで
きる。このように回路規模及び消費電力を増大させるこ
となく、高速なセルサーチが可能になる。

【００１２】

【発明の実施の形態】まず、図８により、本発明に関す
るＣＤＭＡ方式の移動通信システムに使用される移動端
末の構成について説明する。アンテナより受信された搬
送波周波数の受信信号はＲＦ部８０１において周波数を
下げられ、ＲＦインタフェース部８０２を介してベース
バンド帯域の受信信号がセルサーチ部８０５及び受信部
８０４に入力される。セルサーチ部８０５は上述のセル
サーチを行う。受信部８０４は、とまり木チャネル以外
の物理チャネルの同期捕捉、逆拡散及び誤り訂正等を行
う。復号された伝送信号はユーザインタフェース部８０
７を介して出力され、その後の処理に供される。また、
基地局へ送信する送信信号はユーザインタフェース部８
０７を介して送信部８０３に入力される。送信部８０３
は、送信信号の符号化及び拡散を行う。制御部８０６で
はＤＳＰを用いて各部への初期値の設定やタイミング管
理等を行う。

【００１３】図９〜１２に、セルサーチ部の各ブロック
の構成例を示す。図９はタイミング同定部８１０の構成
を示す。タイミング同定部では、1シンボル分のタイミ
ングの相関値を取る必要があるため、複数のタイミング
での相関結果を一度に得られるＭＦ９０１を用いる。
ＭＦ９０１の係数としては、ＣＳＣ発生器９０２から発
生されるＣＳＣが使用される。累算器９０３は複数スロ
ットについてＭＦから出力される相関値を累算する。最
大値判定部９０４は、累算した相関値が最大になったも
のをスロットタイミングとして検出する。

【００１４】図１０はＧＩＳＣ同定部８１１、図１１は
第１のロングコード同定部、図１２は第２のロングコー
ド同定部の構成例を示す。ロングコード同定部８１２
は、第１のロングコード同定部と第２のロングコード同
定部を含む。これらの回路ではタイミング同定部により
既にフレーム/スロットタイミングが分かっているた
め、検出された１つのタイミングで逆拡散を行う相関器
１００１を並列化することにより、効率よく高速処理が
できる。

【００１５】ＧＩＳＣ同定部８１１（図１０）は、ロン
グコードマスクシンボルの受信信号をＲＡＭ１０１に貯
え、ＤＳＰよりＧＩＳＣをＧＩＳＣ発生器１００３に逐
次指定し、１チップごとの相関を求め、累算器１００４
により１シンボルでの相関値を求める。これらの処理
は、適宜並列処理することにより、高速に処理できる。
相関値の結果を総合し、ＧＩＳＣを同定する。

【００１６】第１のロングコード同定部（図１１）は、
約１０シンボルに渡って相関値を算出し、特定したＧＩ
ＳＣに対応する分類に属するロングコードの内から基地
局が使用しているロングコードを同定する。ＤＳＰより
ロングコード発生器１１０２を逐次指定され発生された
ロングコードは、ショートコード発生器１１０３から発
生されるとまり木チャネルのショートコードと乗算さ
れ、相関器１００１により１チップごとの相関が求めら
れ、累算器１１０１により１０シンボル分の相関値が累
算される。この処理は並列処理され、１０シンボル程度
での相関値の累算結果に基づき確からしいロングコード
が特定される。

【００１７】第２のロングコード同定部（図１２）は、
第１のロングコード同定部と同様の処理を第１のロング
コード同定部で特定されたロングコードについて１フレ
ーム区間に渡って行い、所定の累積値が得られた場合
に、セルサーチが完了する。

【００１８】ロングコードマスクシンボルを用いたセル
サーチ方法を行うＣＤＭＡ通信システムにおいて、通常
１６ksps（拡散比２５６）で送信されるとまり木チャネ
ルのロングコードマスクシンボル部分のみを拡散比６４
にした例を中心に説明する。拡散比６４のみならず、拡
散比が２５６以下であれば、同様な効果が得られる。

【００１９】図３に第一の実施態様として、とまり木チ
ャネルの他のシンボルに比べてＣＳＣとＧＩＳＣの拡散
比を共に小さくし（例では６４）、異なるタイミングで
挿入した場合のチャネルフォーマットと送信電力を示
す。他の通常のシンボル部分に影響を及ぼさないよう、
マスクシンボル区間１３１は従来と同様２５６ｃｈｉｐ
とする。ＣＳＣ及びＧＩＳＣは、マスクシンボル区間を
６４ｃｈｉｐ毎に区切った４つの位置（１３３，１３
４，１３５，１３６）のうち、どの区間に挿入してもよ
い。ＧＩＳＣのシンボル長が短くなることにより、ＧＩ
ＳＣの数が割り振るべきロングコードの分類数に対し足
りなくなった場合には、４つある挿入位置のどこにいれ
るかによってロングコード識別グループを分ける方法を
とることも可能である。マスクシンボル区間でＣＳＣと
ＧＩＳＣ以外の区間は無信号とする。

【００２０】送信電力は、シンボル長を短くすると累算
できる回数が減るので、同じ受信感度を得るためには上
げる必要がある。しかし、とまり木チャネルは常時一定
の電力で送信し続ける上、ロングコードマスクシンボル
部分は直交性が悪く干渉電力として他チャネルに影響を
与えやすいため、送信電力はできる限り低く押さえる方
が望ましい。そこで、本実施態様ではＣＳＣとＧＩＳＣ
とを多重せず、ロングコードマスクシンボル部分で時分
割してＣＳＣとＧＩＳＣを送信する。このとき、拡散比
を１／４にしてもＣＳＣの送信電力Ｐ３は、従来技術の
場合の送信電力Ｐ１の２倍で同等の受信感度が得られ
る。ＧＩＳＣの送信電力Ｐ４も同様である。

【００２１】図４に第二の実施態様として、とまり木チ
ャネルの他のシンボルに比べてＣＳＣとＧＩＳＣの拡散
比を充分に小さくし（例では１６）、多重して送信した
場合のチャネルフォーマットと送信電力を示す。ＣＳＣ
の送信電力Ｐ５及びＧＩＳＣの送信電力Ｐ６は、拡散比
に対応して大きくする必要がある。とまり木チャネル以
外のチャネルのシンボルレートが速いと、とまり木チャ
ネルの電力が大きくなることにより影響を受けるシンボ
ルの数が多くなる。このような場合には本実施形態のよ
うに、ＣＳＣとＧＩＳＣを多重することで送信電力が大
きくなる区間を短くすることにより、とまり木チャネル
の他のチャネルに与える影響は大きくなるものの、影響
を与えるシンボル区間を短くすることにより、全体とし
て影響を軽減することが可能である。

【００２２】図５に第三の実施形態として、とまり木チ
ャネルの他のシンボルに比べてＣＳＣとＧＩＳＣの拡散
比を共に小さくし（例では６４）、ＧＩＳＣを複数回
（例では３回）繰り返した場合のチャネルフォーマット
と送信電力を示す。ＧＩＳＣをｎ回繰り返し送信するこ
とによって累算回数を増やし、その分１回のＧＩＳＣの
送信電力Ｐ８をＣＳＣの送信電力Ｐ７の１／ｎにする。
これにより、他チャネルへの影響を抑える。

【００２３】図６に第四の実施形態として、ＣＳＣの拡
散比をＧＩＳＣの拡散比より小さくした場合（例ではＣ
ＳＣの拡散比６４、ＧＩＳＣの拡散比２５６）のチャネ
ルフォーマットと送信電力を示す。前述したセルサーチ
の３段階において、ＧＩＳＣ同定はＣＳＣから見つけた
タイミングのみで逆拡散を行えばよいため、ＭＦではな
く相関器を用いることが多い（例えば図１０）。したが
って本実施形態のように、ＭＦの段数に影響するＣＳＣ
の拡散比を小さくし、ＧＩＳＣの拡散比は送信電力を押
さえるためそれよりも大きくすることによって、他チャ
ネルへの干渉を抑えつつサーチの高速化を図ることがで
きる。

【００２４】図７に、ロングコードマスクシンボルの拡
散比と使用するＭＦの段数を変化させた時の、セルサー
チの各段階での所要時間一覧を示す。

【００２５】

【発明の効果】ロングコードマスクシンボルの拡散比を
小さくすることにより、従来方法よりもタイミング同定
にかかる時間を短くすることができ、かつＭＦの段数を
短くして回路規模ならびに消費電力を削減することが可
能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】とまり木チャネルのチャネルフォーマットを示
す図である。

【図２】従来方式のとまり木チャネルフォーマット及び
送信電力を示す図である。

【図３】第一の実施形態のとまり木チャネルフォーマッ
ト及び送信電力を示す図である。

【図４】第二の実施形態のとまり木チャネルフォーマッ
ト及び送信電力を示す図である。

【図５】第三の実施形態のとまり木チャネルフォーマッ
ト及び送信電力を示す図である。

【図６】第四の実施形態のとまり木チャネルフォーマッ
ト及び送信電力を示す図である。

【図７】サーチ時間の短縮、回路規模・送信電力の削減
を示す図である。

【図８】移動端末の構成図である。

【図９】移動端末のセルサーチタイミング同定部の構成
例を示す図である。

【図１０】移動端末のセルサーチＧＩＳＣ同定部の構成
例を示す図である。

【図１１】移動端末の第一のロングコード同定部の構成
例を示す図である。

【図１２】移動端末の第二のロングコード同定部の構成
例を示す図である。

【図１３】セルサーチの各段階で必要な所要時間を示す
図である。

【符号の説明】 １０１，１３１・・・ロングコードマスクシンボル区間、
１０２・・・データシンボル区間、１０３・・・ロングコード
及びショートコード、１０６・・・第一とまり木チャネ
ル、１０７・・・第二とまり木チャネル、８０１・・・ＲＦ
部、８０２・・・ＲＦインタフェース部、８０３・・・送信
部、８０４・・・受信部、８０５・・・セルサーチ部、８０６
・・・制御部、８０７・・・ユーザインタフェース部、９０１
・・・マッチドフィルタ、１００１・・・相関器。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】符号分割多元接続方式を適用した移動通信
   システムにおいて、移動体端末が1つの基地局エリアか
   ら他の基地局エリアに移動する際、隣の基地局で使用し
   ている拡散符号の同定及びフレーム/スロットタイミン
   グ同定（セルサーチ）をロングコードマスクシンボルを
   用いて行い、ロングコードマスクシンボルの拡散比を、
   他の通常のシンボルの拡散比に比べ低い値に設定するこ
   とを特徴とした移動通信システム。
2. 【請求項２】共通ショートコードＣＳＣとロングコード
   グループ識別ショートコードＧＩＳＣによって構成され
   るロングコードマスクシンボルをマスクシンボル区間を
   時分割使用してどちらか一方のみを送信することを特徴
   とする請求項１に記載の移動通信システム。
3. 【請求項３】ロングコードマスクシンボル区間内でＧＩ
   ＳＣを送信するタイミングを複数設け、どのタイミング
   でＧＩＳＣが送信されるかにより、コード数以上のロン
   グコード識別グループを設けることを特徴とする請求項
   １に記載の移動通信システム。
4. 【請求項４】ロングコードマスクシンボル区間内で同一
   のＧＩＳＣを送信電力を下げて複数回送信することによ
   り、従来と同等の受信感度を保つことを特徴とする請求
   項１に記載の移動通信システム。
5. 【請求項５】ＣＳＣの拡散比をＧＩＳＣの拡散比よりも
   小さくして送信することを特徴とする請求項１に記載の
   移動通信システム。