JP2002531032A - 走査する受信器を備えたセルラー通信装置と該受信器を使用した連続移動通信システム - Google Patents

走査する受信器を備えたセルラー通信装置と該受信器を使用した連続移動通信システム

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Abstract

(57)【要約】 情報コンテンツを運ぶ信号に監視報告を組み込むことにより、現在情報コンテンツを運ぶ信号を送信中の現基地局に監視報告を送信する装置と方法が提供されている。この現基地局がこの監視報告を使用して、適当な信号を移動体通信交換センタに送ることにより、搬送波の信号強度が最強の基地局に移動通信装置のサービスの転送を開始すると、移動体通信交換センタは移動通信装置のサービスを引き継ぐようにその基地局に信号を送る。広帯域ディジタル化回路は、チャネルの濾波と増幅の前に増幅された広帯域アナログ信号を受信器から取得してディジタル複素標本に変換する。このディジタル標本は、走査した全帯域幅のナイキスト周波数より高い周波数で取得されるが、チャネル間隔の逆数に等しい非常に短い時間中だけ取得されるため、電力消費を最小にする。ディジタル標本は、望ましくは高速フーリエ変換を使用してマイクロプロセッサまたは信号処理プロセッサで演算され、複数のチャネルのエネルギーを決定する。この解析の結果が最強の信号を含むチャネルを表示することになるので、この情報は現基地局に送られる監視報告に提供される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （発明の背景） この発明は一般に無線受信器に関し、より詳細にはセルラー電話機に使用され
る無線受信器とセルラー電話システムに関する。
【０００２】 セルラー電話通信システムにおいては、移動電話機は、搬送周波数の強度に支
配される１つの基地局トランシーバーの地理的限界、つまりセルから、別のセル
の搬送周波数の強度に支配される隣の別のセルに移動（roam）するのが普通であ
る。地上回線によって地上公衆電話システムと接続されている移動体通信交換セ
ンタは、移動通信のサービス・エリアに関連する地理的サービス・エリア全体に
空間的に配置された複数の基地局受信器と地上回線で接続する。複数の移動体通
信交換センタのサービス・エリアは、切れ目のない関係にある。無線搬送周波数
の信号強度は送信器からの距離に対して急速に減衰する（diminish）ので、通信
プロトコルにハンドオーバー手続きを設ける必要がある。ハンドオーバー・プロ
トコルによれば、特定の移動電話機が基地局セルのサービス・エリアの或る地点
から、搬送波の信号強度が隣の基地局の搬送周波数よりも弱い地域に移動したこ
とが決定されると、その移動電話機のサービスはその１つの基地局から隣の基地
局に転送される。この転送つまりハンドオーバーは、現在その移動電話機にサー
ビスを提供している１つの基地局からのハンドオーバー入力信号に応答して、移
動体通信交換センタの制御のもとに実行される。
【０００３】 米国で使用されAMPS（アメリカ移動電話システム）として公知のアナログ・セ
ルラー移動電話システムにおいては、呼のあいだ移動電話機は連続して送受し、
信号強度を求めるために別の基地局を走査することは実行されない。これは、連
続通信システムの１つのタイプである。その代わり各基地局は、隣の基地局から
自身のサービス・エリアに関連する地理的限界に近づく移動電話機を探索する走
査・受信器を使用する。したがって、AMPSの基地局は、自身が提供する通信能力
以上のハードウエアの費用の負担を課せられる。
【０００４】 米国で使用されているD-AMPS通信システムや、欧州で使用されているGSMのよ
うな、時分割多元接続（TDMA）を使用する非連続ディジタル・セルラー電話通信
システムでは、タイム・スロットによる送信が使用され、通信の両パーティーの
音声メッセージを表す情報コンテンツを運ぶ通信信号が送信も受信もされていな
い時間中に、移動電話機に支援されたハンドオーバーの走査が可能である。これ
らの非連続TDMAセルラー通信システムでは、連続する周期的通信サイクル、つま
りフレームの各１つの時間中に、セルラー移動電話機が第１のタイム・スロット
中に符号化された音声を表すディジタル・データを受信し、第２のタイム・スロ
ット中にディジタルに符号化された音声を基地局に送信し、第３のタイム・スロ
ット中に、瞬間的に受信器を別の周波数に再同調させて、別の基地局からの信号
を評価する。このサイクルつまりTDMAフレームは、システムに依存して毎秒５０
回から３００回の周波数で繰り返される。各TDMAフレーム中に、複数の異なる基
地局の１搬送周波数だけが走査され、したがって、１秒間に５０個から３００個
の測定値が生じる。同一搬送周波数から繰り返し求められた測定値が平均される
と、毎秒ほぼ１回、走査された各搬送周波数チャネルの平均信号強度が報告され
る。移動電話機は、第２の周期中つまり送信中に、基地局に送信されるディジタ
ルに符号化された音声と信号の報告を多重化することにより、現サービス基地局
（currently servicing base station）に走査の報告を送信する。
【０００５】 米国で使用されているIS95システムのプロトコルのような、周波数分割多元接
続（FDMA）プロトコルと符号分割多元接続（CDMA）プロトコルを使用する連続な
ディジタル通信システムでは、情報コンテンツを運ぶ通信信号、つまり通信信号
を送信も受信もしていないときの時間が存在しない、以前に使用されたアナログ
・システムの連続送受信に回帰している。したがって、以前の連続アナログ通信
システムの場合のように、連続ディジタル通信システム（digital continuous c
ommunication system）では、信号強度が強く距離が近そうでハンドオーバーを
実行すべき基地局が存在しているか否かを現基地局（current base station）に
知らせるために、隣接局の基地局搬送波の信号強度の監視に、先行技術の移動体
受信器は関与することができない。本発明は、移動局がトラヒックを中断せずに
ハンドオーバーの測定を実行できるようにすることによって、この問題を解決す
る。
【０００６】 （発明の要約） 本発明によれば、受信手段に応答して、受信手段によって情報コンテンツを運
ぶ信号を受信すると同時に、搬送周波数の信号強度を求めるため、複数の異なる
基地局の送信器にそれぞれ関連する複数の異なる周波数の搬送波受信チャネルを
監視する受信手段を移動電話機に備えることにより、これらのハンドオーバーの
問題と、既知の連続通信システムの欠点が克服される。
【０００７】 一実施例における通信装置は、情報コンテンツを運ぶ信号に監視報告（monito
r report）を埋め込むことにより、情報コンテンツを運ぶ信号の送信と同時に現
基地局に監視報告を送信する。現基地局がこの監視報告を使用し、移動体通信交
換センタに適切な信号を送ることによって移動通信装置に対するサービスを、搬
送波の信号強度が最強の基地局に転送することを開始すると、移動体通信交換セ
ンタは、その基地局が移動通信装置のサービスを引き継ぐように信号を送る。望
ましくは、広帯域ディジタル化回路は、チャネルの濾波と復調の前に増幅された
広帯域のアナログ信号を受信器から取得し、これらの信号を複素ディジタル標本
（complex digital samples）に変換する。このディジタル標本は、走査された
全帯域幅に対してナイキスト周波数（Nyquist rate）より高い周波数で取得され
るが、チャネル間隔の逆数（reciprocal）と等しい非常に短い時間間隔の間に取
得されるだけなので、電力消費を最小にする。ディジタル標本は、複数のチャネ
ルのエネルギーを決定するために、望ましくは、高速フーリエ変換を用いてマイ
クロプロセッサ、つまり単一プロセッサ上で演算される。解析の結果、最強の信
号を含むチャネルが表示され、この情報は、現基地局に送られる監視報告の中に
含められる。本発明は、連続送受信プロトコルと関連して使用可能であるが、単
位時間ごとに走査できるチャネルの数を増加させるタイム・スロットを用いるシ
ステムにも適用可能である。
【０００８】 （詳細な説明） 次に図１を参照すると、本発明のセルラー通信システム１０の好適実施例には
、１からＮまで個別に番号が付与され機能的にほぼ同一の複数の基地局無線トラ
ンシーバー、つまり基地局１４と、公衆電話網（示さず）とのインターフェース
をとる移動体通信交換センタ１２が含まれていることが判る。公衆電話網は、別
の移動体通信交換センタ、別の電話交換機および別の通信装置（示さず）とのイ
ンターフェースをとる。セルの半径は、基地局１４から移動局１６までどれだけ
遠くに送信信号が伝搬され、移動局のアンテナ２０で十分な強度で受信されるか
によって決まる。このアンテナは、サービス中の基地局（servicing base stati
on）１４からだけでなく隣接基地局１４や別の発信源からの電波を受信する。各
種基地局１４の電波、つまり無線信号は、各種異なる周波数であってもよい。し
かし、先行技術における移動電話機１６は一度に一周波数に同調できるだけであ
る。電波は、隣接する基地局１４に対して最高レベルの信号強度であり、関連す
るセルの周辺に近づくと使用可能な最小レベルに減衰する。
【０００９】 各セル内には、１からＭまで個別に番号が付与され、望ましくは、本発明の通
りに作られ動作する複数のセルラー移動電話機１６がある。移動電話機１６が１
つのセルから別のセルに動き回ることは自由であるが、主としていつでも一度に
１つの基地局１４を介して交信するようにされている。２つまたはそれ以上のセ
ルの境界では、マクロダイバーシティを使用して移動局が２つまたはそれ以上の
最も近い基地局と交信することが可能である。移動電話機１６が、その移動電話
機１６に移動通信サービスを提供している現基地局１４、つまり現基地局の１つ
のセルの地域から出て行くと、現基地局１６の搬送波信号の信号強度が非常に小
さくなるので、現基地局１４を介して良好な品質の通話をすることは困難になり
、最終的には不可能になる。
【００１０】 一般に複数のセルは互いに接しているとともに周辺ではオーバーラップしてい
るので、移動中の移動電話機１６は、現在のサービス・セルを離れると別の隣接
セルに入る。移動中の移動電話機が隣接セルに入ると、以後新しい現サービス基
地局になる隣接基地局１４に移動中の移動電話機１６を「ハンドオーバー」する
ために、ハンドオーバーの手続きが要求される。１つの基地局から別の基地局ま
での遷移中にマクロダイバーシティが利用されると、「ソフトな」ハンドオフを
達成する。
【００１１】 セルラー通信システム１０は、IS95符号分割多元接続システムのような通信プ
ロトコルに従って動作することができ、符号化されたディジタル音声（encoded
digitized speech）または別の音響のようにコンテンツを運ぶ通信信号の送信に
全通信サイクルが集中されているので、先行技術による移動受信器を使用する場
合、別の基地局の異なる周波数の信号強度を測定するために残っている時間が存
在しない。しかし既知の連続通信システムと異なり、本発明の移動電話機１６を
使用すると、移動電話機１６自体がこのような信号強度の測定を実行するので、
セルラー通信システム１０は、ハンドオーバーが発生すべき時を決定する責任を
基地局１４に押しつけることはない。その代わり、セルラー通信システム１０は
、以前は、移動電話機が現基地局１４に隣接基地局の搬送波の信号強度を示すTD
MAシステムにだけ可能だった、移動局に支援された走査手続きを使用する。現基
地局１４によって、この隣接基地局１４の搬送波信号強度の表示が移動体通信交
換センタ１２に転送されると、移動体通信交換センタ１２はこの表示を使用して
、移動中の移動電話機１６に対するサービスを現基地局１４から、いつ、どの隣
接基地局に切り換えれば最良になるかということを決定する。
【００１２】 以下、図２から図４を参照して詳細に説明するとおり、各移動電話機１６は、
複数の基地局の１つに選択的に同調して、複数の基地局の１つからの情報コンテ
ンツを運ぶ通信信号を受信する受信器と、移動電話機１６と現基地局１４との間
の連続通信と同時に、電波の信号強度を求めるため複数の別の隣接基地局１４の
各種無線周波チャネルを監視する手段を有する。上に説明した既知の非連続（例
えば、TDMA）通信システムで実行される低速で比較的非効率な逐次走査（sequen
tial scanning）と異なり、望ましくは、広帯域信号を受信するとともに、移動
電話機１６で実行される広帯域信号の適当な数学的解析を使用することにより、
走査が実行される。各種無線周波数チャネルの全エネルギーは、両方向の連続通
信を中断せずに直ちに決定される。この広帯域走査方法は、走査の速度を改善す
るために非連続システムでも有利に使用されているが、少なくとも従来の先行技
術の方法も存在する。しかし、連続通信システムで使用できるそのような先行技
術の方法は存在していないため、本発明は非常に重要である。
【００１３】 連続通信システム１０では、監視報告は、望ましくは音声と多重化された監視
報告を低速付随制御チャネル（SACCH）で送信することにより、セルラー移動電
話機から発信する符号化された情報コンテンツを運ぶ信号の送信と組み合わせて
、望ましくは移動電話機１６から現サービス基地局１４に送られる。監視報告が
現基地局１４によって移動体通信交換センタ１２に中継されると、移動体通信交
換センタ１２はこの報告に応答して、現基地局１４から基地局の別の１つの基地
局、一般には、監視報告を送っている移動電話機１６で受信中の最強信号または
最強信号の１つがあることを監視報告で報告された基地局に移動電話通信サービ
スのハンドオーバーを実行する。
【００１４】 図２を参照すると、セルラー移動電話機１６の好適実施例は、通信システム１
０の全現基地局１４のチャネル周波数の全範囲を含むことができる比較的広帯域
の周波数を、通信受信器とチューナー回路、つまり受信器２８の入力２６に通過
させる送受信を切り換える帯域通過濾波器（transmitting and receiving duple
xing bandpass filter）、つまりT/R切換器２４の入力２２に接続されたアンテ
ナ２０が有することが判る。このアンテナは、制御信号とともに、情報コンテン
ツを運ぶ通信信号、つまり通信信号を、複数の異なる現基地局トランシーバー１
４にそれぞれ関連する複数の異なる周波数チャネルで受信する。受信器２８は現
在サービスを提供中の現基地局１４の無線周波数チャネルに選択的に同調し、情
報コンテンツを運ぶ通信信号を復調して、プロセッサ３４の入力３２に接続され
ている出力３０に提供する。
【００１５】 プロセッサ３４は入力３２に現れる通信信号を処理し、これらの信号をプロセ
ッサの出力３６に生じる対応音声信号に変換すると、これらの音声信号は増幅器
３８で増幅される。増幅器３８は入力３６の音声信号を増幅して、増幅された信
号を音響スピーカー４２の入力４０に印加する。音響スピーカー４２は、入力４
０に提供された音声信号で表される音声やその他の音響の形式で通信信号によっ
て運ばれた情報コンテンツを表示する。またプロセッサ３４は、例えばファック
スやデータなど、音声以外の出力信号を処理する。受信器２８が受信信号（rece
ived signal）をディジタル化できれば、プロセッサ３４はこのディジタル信号
をディジタル的に処理して情報を抽出する。また受信器２８は、周波数弁別器の
ようなアナログ復調器を含む。
【００１６】 送信側では、マイクロフォン４４に入力された音声やその別の音響は対応する
電気音響信号に変換され、音響信号を増幅しプロセッサ３４の音響入力にこれら
の信号を印加するマイクロフォン回路４８の入力４６に接続される。プロセッサ
３４は、変調送信信号発生回路、つまり送信器５６の入力５４に接続されている
出力５２の変調信号に変換するため、これらの音響信号をディジタル化する。プ
ロセッサ３４は、送信器５６の別の入力６０に接続されている別の出力５８に送
信制御信号を発生する。送信器は被変調信号を送信電力レベルに増幅して、出力
６２を介してT/R切換器２４の入力６４にこれらの増幅した信号を印加する。T/R
切換器２４は、増幅された被変調信号を濾波し、現サービス基地局１４に送信す
るためアンテナ２０に印加する。プロセッサ３４は、キーパッド６８から手動で
発生する入力信号を受信する入力６６と、出力表示信号が発生するとともに、適
当な表示画面、つまりディスプレー７２に印加される出力を有する。受信器２８
と送信器５６の双方で使用される局部発振器回路とその他の共用回路は、受信器
２８の入力７６と送信器の入力７８に局部発振器の出力を提供する。またプロセ
ッサ３４は、ファックスやデータのような音声以外の送信用信号を処理する。
【００１７】 本発明によれば、広帯域ディジタル化回路８０が使用され、受信範囲内で選択
された全基地局１４の搬送波信号のディジタル標本を発生する。広帯域ディジタ
ル化回路８０は、受信器回路２８の出力８４からの増幅された広帯域信号を入力
８２で受信する。以下、詳細に説明するように、広帯域ディジタル化回路８０は
、自身の入力８２に増幅された広帯域搬送波信号のディジタル化された標本を発
生するとともに、自身の出力８６からのこの標本を、プロセッサ３４の入力８８
に提供する。広帯域ディジタル化回路によるこれらの標本の標本化と準備は、プ
ロセッサ３４の出力９０から広帯域ディジタル化回路８０の入力９２に印加され
る制御信号に従って実行される。最も重要な制御信号は、測定を実行するときに
必要な電源電流を消費する広帯域ディジタル化回路８０だけを制御する電力起動
／停止信号である。プロセッサ３４は、周期的に収集された広帯域ディジタル搬
送波標本の数学的解析を実行して、複数の現基地局１４からの送信にそれぞれ関
連する複数の異なる周波数チャネルの信号強度を決定する。この監視は、移動電
話機１６と現基地局１４との間に流れる通信トラヒックと同時に実行されるとい
う利点がある。隣接基地局１４の搬送波信号強度に関する情報は、ユーザートラ
ヒックと多重化された監視報告の形式で送信器５６、T/R切換器２４およびアン
テナ２０を介して現基地局１４に送られる。
【００１８】 先に説明したように、広帯域ディジタル化回路８０は、通信受信器兼チューナ
ー回路２８の出力８４から取得され増幅された広帯域搬送波の被変調信号に応答
する。図３を参照すると、本発明の好適実施例におけるアンテナ２０，T/R切換
器２４および受信器２８内の３つの回路（９４、９６、９８）は、通信受信器２
８と広帯域ディジタル化回路８０の双方に対して２重機能を実行する。２重機能
を実行する受信器２８の３つのサブ回路、つまり要素は、低雑音増幅器、つまり
低雑音アンプ９４、無リーク（anti-leakage）帯域通過濾波器９６およびチュー
ナー前置増幅器、つまりチューナー・プリアンプ９８である。低雑音アンプ９４
が、図２のアンテナ２０から広帯域アンテナ入力信号、つまり現基地局１４から
の信号、隣接基地局１４からの信号、移動電話機１６自身の送信器５６からの信
号、および後で雑音として処理される別のすべての発信源からの電磁信号を含む
信号をそのまま（unaltered）受信器２８の入力端子２６で直接受信する。
【００１９】 T/R切換器２４は、注目している基地局１４、つまり移動体通信交換センタ１
２に関連する複数の基地局１４から選択されたいくつかの基地局の全送信器周波
数の周波数範囲内の信号だけを、受信器の入力２６に通過させる帯域通過濾波器
である。選択された通過帯域の対向する両サイドの周波数範囲内の他の信号は除
かれる。入力２６から除かれる受信信号周波数は、移動電話機１６自身の送信器
５６からの信号と、通過帯域外の全雑音である。
【００２０】 受信器入力の被変調受信信号が低雑音増幅器９４で最初に増幅されると、増幅
された低雑音受信信号は、注目している周波数帯域の外にある他の周波数帯域と
ともに、送信器５６によって送信されている信号をすべて除く別の無リーク帯域
通過濾波器９６に印加される。２回濾波された受信信号は、チューナー・プリア
ンプ９８によって再び増幅される。チューナー・プリアンプ９８は、２つの出力
に増幅された信号と濾波された信号を発生する。１つの出力１００は、スーパー
ヘテロダイン・ダウン変換混合器１０４に接続され、別の出力１０２は、広帯域
ディジタル化回路８０の入力８２に接続されている受信器出力８４に接続され、
２つの出力１００、１０２の、濾波され増幅された広帯域受信信号は実質的に同
じである。出力１００の受信信号は、局部発振器７４から受信入力７６に印加さ
れた局部発振器の信号を使用するスーパーヘテロダイン・ダウン変換混合器で従
来のように処理され、中間増幅器、つまりIFプリアンプ１０８に、選択された周
波数チャネルのチャネル帯域幅だけを通過させる第１の中間周波数濾波器１０６
に印加される周波数のダウン変換された信号を発生する。IFプリアンプ１０８は
、増幅され、濾波されたチャネルのIF信号をアナログ・ディジタル変換器、つま
りA/D変換器１１０に印加する。A/D変換器は、受信信号の連続信号標本をディジ
タル化した複素数の形式でつくり出し、プロセッサの入力３２に接続されている
受信器出力３０に印加する。プロセッサ３４は、自身の入力３２に印加されたデ
ィジタル化した受信標本ストリームを処理して、この標本ストリームを音声、フ
ァックスまたはユーザーのデータ信号に変換する。T/R切換器２４は、送信器の
出力６２とアンテナ２０との間に、送信器で発生した受信周波数帯域の雑音を排
除しつつ、送信周波数帯域の信号を通過させる濾波器部分を含む。低雑音増幅器
９４は、受信帯域の全信号を増幅する。
【００２１】 図４を参照すると、チューナー・プリアンプの出力１０２からの濾波され、増
幅された受信信号を運ぶ受信器の出力８４は、広帯域ディジタル化回路８０の入
力８２に印加される。広帯域ディジタル化回路の入力８２の広帯域受信信号は、
自動利得調整増幅器、つまりAGCアンプ１１２の入力に印加される。AGC増幅器１
１２は、AGC制御信号１２７で調整して利得を設定するので、出力１１４の増幅
された広帯域受信信号は、ディジタル化に最適なレベルに維持される。増幅器の
出力１１４の増幅された広帯域受信信号は、実数（real）位相の、つまり同相ダ
ウン変換器（in-phase downconvertor）１１６と虚数（imaginary）位相の、つ
まり直角位相ダウン変換器（quadrature downconvertor）１１８の入力に印加さ
れ、両変換器は、自身の各入力の広帯域受信信号と広帯域ディジタル化局部発振
器１２４の出力１２０、１２２からのそれぞれの局部発振器の信号を混合する。
出力１２０、１２２に発生した発振器の信号は、同相ダウン変換器１１６の出力
１２６と直角位相ダウン変換器の出力１２８で広帯域受信信号を実数ベクトル成
分と虚数ベクトル成分に分解するために、互いに９０度位相が外れている、つま
りオフセットがある。出力１２０、１２２のディジタル化する局部発振器の信号
は、分解された実数ベクトル成分と虚数ベクトル成分の周波数の幅をゼロと全帯
域幅の半分の間の範囲に最小化するために、受信帯域の中間に近い周波数である
ことが望ましい。
【００２２】 出力１２６、１２８の分解された実数つまり同相信号と、虚数つまり直角位相
信号は、比較的高速のアナログ・ディジタル変換器、つまりA/D変換器１３２の
入力１３０、１３２にそれぞれ印加される。入力１３０、１３２の信号成分は、
望ましくは、ナイキスト周波数より高い標本周波数、つまり実数信号成分または
虚数信号成分のいずれかの帯域幅の２倍より速い標本化速度（sample rate）デ
ィジタル化される。ディジタル化された標本ストリームは、ディジタル化回路の
出力８６に発生し、プロセッサの入力８８に接続される。プロセッサ３４は、各
種無線周波チャネルの強度を決定する数学的解析に先立ち、図５のソフトウエア
論理の流れ図のとおり、ディジタル化された広帯域信号を標本メモリに一時的に
格納する。
【００２３】 望ましくは、マイクロコンピュータ３４で実行される数学的解析は、各種基地
局送信器の各周波数の広帯域信号の全エネルギーがどれほどあるかを決定するフ
ーリエ解析である。マイクロコンピュータは、少なくとも最強の基地局の信号強
度を現基地局１４に監視報告で報告する。望ましくは、監視報告は、IS136また
はIS54として公知のGSMや米国のD-AMPS規格のようなディジタル・セルラー電話
システムの当業者によく知られている、いわゆる低速付随制御チャネル、つまり
SACCHを使用し音声情報やユーザーデータと一緒に多重化することによって送ら
れる。
【００２４】 フーリエ解析は、先行技術で公知の高速フーリエ変換、つまりFFTを使用する
ことが望ましい。エネルギーを各種周波数チャネルに分解するために、FFTのス
ペクトル線間隔（spectral line spacing）は、無線チャネルの間隔または無線
チャネルの間隔の約数（sub-multiple）に等しく設定される。FFTのスペクトル
線間隔は、収集された標本ブロックによって幅が決まる時間の逆数に等しい。エ
ネルギーを、dFヘルツの間隔でチャネルに分解するためには、1/dF秒またはその
倍数の時間のあいだ標本ブロックが収集される。例えば、米国のAMPSシステムの
チャネル間隔dＦは３０kHzである。したがって標本が収集される時間は、1/30,0
00秒、つまり33.3マイクロ秒、またはその倍数、例えば、66.6マイクロ秒である
。
【００２５】 最小時間1/dFよりも長時間標本を収集すると、使用することが望ましい窓関数
（windowing function）の使用が可能になり、隣接チャネル間の弁別が改善する
という利点がある。窓関数は、全時間幅（time span）のほぼ中心の1/dFの間の
かなり高レベルの値をもつ重み付け曲線であるが、標本ブロックのエッジで滑ら
かにゼロに下降する。望ましくは、使用する窓関数は、「１」が加えられた二乗
余弦関数（raised cosine function）、1 + COS(Pi*(i - N/2)/N)であり、ここ
で「Ｎ」は収集された標本の総数、「i」は標本の指標（index）であって、この
指標を用いて関数の値が乗算され、重み付き標本値が得られる。
【００２６】 FFTのプログラムは、Ｎが２の累乗である場合に効率的に動作することが分か
っているので、望ましくは、２の累乗個の標本が、2/dFのような時間幅にわたっ
て収集される。A/D変換器の標本化周波数とディジタル化周波数は、チャネル間
隔の２の累乗でなければならない。したがって、ディジタル化される全帯域幅の
ナイキスト周波数よりも高いチャネル間隔の２の累乗倍に最も近い標本化周波数
が選択されることが望ましい。例えば、ディジタル化される全帯域幅が25MHzで
、要求されるチャネル分解能が30KHzであれば、その比率は833である。833以上
で833に最も近い２の累乗は1024、つまり２の10乗である。したがって、標本は
、1024 x 30KHzまたは30.72MHz（複素標本）の周波数で採取され、標本は（2/30
000）秒間採取され、結果として全部で2048個の標本が生じる。
【００２７】 窓関数の使用と高速フーリエ変換の処理の後、全広帯域エネルギーは、周波数
間隔がdF/2 = 15KHzのビン（bins）に分解される。しかし、偶数（または奇数）
の番号が付与されたビンだけが30KHzチャネルの中心に対応する。1024個のビン
のうちの偶数（または奇数）の番号が付与されたビン、833個だけが、25MHzの受
信帯域内に存在するチャネルに対応し、他の191個の値は、T/R切換濾波器２４と
無リーク帯域通過濾波器９６が通過させなかったチャネルに対応するものであっ
て、廃棄される。広帯域ディジタル化回路８０を使用して66.7マイクロ秒の間だ
け広帯域信号の標本ブロックを収集すると、マイクロコンピュータは、833個の全
セルラー・チャネルのエネルギーを決定するという利点がある。
【００２８】 大型のシリコン集積回路チップの一部として作られたとしても、広帯域ディジ
タル化回路８０は、動作中にかなりの電流を消費する。しかし、隣接するセルラ
ー基地局１４の強度を連続して測定することは不必要なことが分かった。事実、
毎秒１回という小頻度の標本化で十分満足できることが分かった。したがって、
本発明の好適実施例における広帯域ディジタル化回路は、広帯域ディジタル化回
路８０の入力９２に接続され、次いで広帯域ディジタル化回路８０の各要素に接
続される制御出力にプロセッサ３４が発生する周期的標本制御信号に応答して、
毎秒１回動作するだけである。望ましくは、広帯域ディジタル化回路８０は、デ
ィジタル化回路８０のごくわずかの平均電力消費になる66.7マイクロのような各
１秒の非常に小さい部分だけの間、標本を採取するために動作する。例えば、デ
ィジタル化回路８０の動作中の電流消費が１アンペアの大きさであっても、各１
秒中の66.6マイクロ秒間の動作は、平均して66.7マイクロアンペアの電流消費に
なるであろう。毎秒１回、2048点のFFTを実行するプロセッサ３４に必要な処理
能力は、約12 x 11 x 2048回の実数の固定小数点演算、または毎秒約0.25メガ個
の命令、つまり0.25MIPSである。
【００２９】 この値は、普通のディジタル・セルラー通信の通話中に10MIPSと40MIPSの間で
走行するマイクロコンピュータのプロセッサの能力と電力消費の無視可能な一部
分であるという利点がある。したがって、本発明の移動電話機１６は、隣接基地
局の代替周波数チャネルの迅速な信号強度の測定を実行する非常に電力効率のよ
い方法を提供する。情報の送信や受信が起こらない場合の各フレームの未使用部
分の時間中に、複数の代替チャネルの異なる個別の１つのチャネルにセルラー電
話機の受信器が周期的に再同調する、非連続システムで使用される逐次的方法の
電力費用は、通常の受信の電力費用と同じ大きさである。一方、広帯域ディジタ
ル化回路を使用するこの新発明の平均電力消費は、通常の受信の電力消費よりも
３桁（three orders of magnitude）小さく、先行技術における逐次的方法の５
０倍の走査能力を提供する。
【００３０】 最強強度で受信された基地局の周波数は求めている重要な情報であるから、複
雑性を最小にするために、広帯域ディジタル化回路８０による広帯域ディジタル
化のダイナミックレンジ、つまり強い信号の中から弱い信号を検出する能力は制
限してもよい。ある種の用途においては、ハード・リミターを使用して、直交（
quadrative）ダウン変換器（１１６、１１８）からの同相および直角位相（Iお
よびQ）信号をわずか１ビットの精度（それらの極性（signs））に量子化するこ
とは十分可能である。この場合、アナログ・ディジタル変換器１３４の複雑性は
、わずか２つのハード・リミターと標本化ラッチに減少する。
【００３１】 本発明の一態様によれば、どの基地局のセルラー周波数の帯域も、競合する多
数のサービス・プロバイダーの間で分割されているから、監視機能を実行する移
動電話機の加入を提供してきたサービス・プロバイダーだけの信号を監視するよ
うに準備されている。一般に移動電話機１６は、他のサービス・プロバイダーか
らのサービスを受けることができるが、複数のサービス・プロバイダーの１つだ
けに加入する。このような場合、呼の進行中に現基地局１６から別の隣接基地局
に対するハンドオフが発生するときは、選択したサービス・プロバイダーに関連
する別の基地局に対するハンドオフが望ましい。本発明のこの態様によれば、別
の基地局の搬送波信号を走査する範囲を、選択されたサービス・プロバイダーに
よって使用されるサブ帯域、つまり部分帯域に選択的に限定してもよい。
【００３２】 サブ帯域を選択する広帯域ディジタル化受信器の配列は、図８に示されている
。
【００３３】 RF増幅ステージ（９４、９６、９８、１１２）からの出力は、ダウン変換器（
１１６、１１８）に供給され、ここでこの信号は、周波数合成器１２４からの直
角局部発振器の信号と混合される。合成器は、任意のチャネルの中心、望ましく
はチャネル間に位置するようにプログラミングされている。いずれの場合でも、
合成器は、通信受信器２８によって使用されるチャネル周波数を意図的に回避し
て、通信チャネルに対する合成器１２４からの干渉を防止しつつ、走査されるチ
ャネルが、帯域またはサブ帯域の中心の近くにあるようにプログラミングされて
いる。ダウン変換器（１１６、１１８）の出力は、濾波器１１５ａ、１１５ｃ、
または替わりの濾波器１１５ａ、１１５ｃの帯域幅より狭い第２の帯域幅を有す
る濾波器１１５ｂ、１１５ｄで低域通過濾波されるので、合成器１２４のプログ
ラムされた周波数の中心に位置するサブ帯域を選択する。濾波された信号は、変
換器１３４でアナログ・ディジタル変換される。例えば、スイッチ１１７を制御
することによって処理するためのサブ帯域が選択される場合、必要に応じて、ア
ナログ・ディジタル変換器１３４の標本化周波数を低くしてもよい。
【００３４】 サブ帯域濾波器の使用が有利になる特定のケースは、図７の基地局の識別であ
る。濾波器１１５ｂ、１１５ｄ、または単１チャネル帯域幅を有する第３の一対
の濾波器（示さず）を、アナログ・ディジタル変換器１３４の低速の単一チャネ
ル標本化周波数と組み合わせて選択してもよい。以下、詳細に説明する識別ステ
ップの一部として拡張された走査が使用される場合に、この良好な組み合わせに
よって、過剰な標本をメモリに収集することが回避される。
【００３５】 望ましくは、図５の流れ図に示すとおり、識別ステップは、広帯域ディジタル
化局部発振器１２４が、所望の帯域または別の部分帯域の中心周波数で動作する
ように制御するマイクロコンピュータによって達成される。アナログ・ディジタ
ル変換器１３４は、ダウン変換器１１６、１１８から出力されるゼロからサブ帯
域の半分の部分帯域幅の間の信号だけをディジタル化する。
【００３６】 広帯域ディジタル化回路８０は、無線周波数帯域から複素ベースバンド帯域に
対する変換が、混合器１１６、１１８内の１つの混合するステップで直接起こる
ホモダイン方式の受信器であることが望ましい。ダウン変換器１１６、１１８の
出力は、広帯域ディジタル化局部発振器１２４の周波数と同じ周波数の信号の受
信に対応してゼロではないDCレベルであるため、そのチャネルの読み出し信号を
誤りのハイ信号にしてしまう。1993年8月31日に出願人に発行された米国特許、
第5,241,702号、「無線受信器におけるD.C.オフセットの補正（D.C. Offset Com
pensation in a Radio Receiver）」の内容は、このＤＣオフセットの問題を論
じており本発明に適用可能なので、ここでこの特許に言及することによりこの特
許の開示内容を本願に明確に組み入れることにする。
【００３７】 代替として、広帯域ディジタル化局部発振器１２４は、セルラー周波数帯域の
２つのチャネルの間の中間の周波数で動作するように設定されている。DCオフセ
ットは、最終的には廃棄される偶数（または奇数）組のFFTの容器の１つの信号
に対応する。
【００３８】 代替として、高域通過濾波器、または望ましくは組み入れた上記特許のように
微分回路によって、このDCオフセットがアナログ・ディジタル変換器１３４に入
ることが防止される。
【００３９】 複素ベクトルの形式を保持しながら信号をディジタル化する別の方法は、1991
年9月10日に出願人に発行された米国特許、第5,048,059号、「対数極座標 信号
の処理（Log-PolarSignal Processing）」に説明されており、こでこの特許に言
及することによりこの特許の開示内容を本願に明確に組み入れることにする。
【００４０】 図５を参照すると、本発明の別の態様によれば、強度が測定される所定の周波
数の信号が、その周波数が割り当てられた基地局１４に実際に関連しているか、
または信号周波数が、偶然にも期待される基地局１４と同じ別の信号であるかに
ついて、標本化周波数より低頻度で決定される。測定した信号に関連する基地局
１４を識別するこのプロセスは、単に信号強度を決定するために要求される長さ
よりも長い信号標本のフーリエ解析を必要とする。望ましくは、このことは、音
声または別の音響響通信トラヒックが基地局１４から移動電話機１６の方向で受
信されていない時間中に通信受信器２６を使用することにより、１０秒ごとに約
１回だけ実行される。このような会話の小休止（lulls）は、会話時間の約５０
％発生することが決まっている。送信器５６と受信器２８の間で局部発振器回路
７４を共用するため、送信器による送信を中断せずに受信器２８を再同調させる
ことは常時可能であるとは限らない。したがって、ある１人の通話から別の人の
通話に切り換えるときに発生するように、実際の音声通信トラヒックが両方向で
流れないときの小休止時間中に、別の基地局１４を識別するときの使用のために
受信器２８が捕捉されることが望ましい。識別に必要な約１０ｍｓから２０ｍｓ
の音声トラヒックの消失は許容可能で、低頻度で実行されるに過ぎないとしても
、ユーザーに気付かれることはほとんどない。しかし、以下、詳細に説明するよ
うに、識別のために広帯域ディジタル化受信器を使用できることが望ましい。
【００４１】 図５は、図２のプロセッサ３４で使用される好適コンピュータ・プログラムの
論理の流れ図であって、このプログラムは、図４の広帯域ディジタル化回路から
取得された広帯域標本の発生を監視し制御するとともに、現在のサービス基地局
に監視報告を送信する。
【００４２】 この方法は、図５のステップ１４０で始まる。ステップ１４５で、６０μｓの
間、帯域を測定し、これらの測定値をメモリに直接入力する。ステップ１５０で
処理プログラムが「アクティブ」状態に設定されると、ステップ１５５で、電力
スペクトルを決定するために広帯域測定値が処理される。ステップ１６０で、い
くつかのチャネルで隔てられたビン（bins）の電力スペクトルの平均がとられる
。この方法は、ステップ１６５で最大エネルギーを含む６つのビンを決定して、
ステップ１７０で現基地局にビンの番号を報告する。方法はステップ１８０で停
止し、次の測定値を待つ。ステップ１８５でこの方法は終了する。またステップ
１６０の後、ステップ１９０で方法は、隣接基地局のリストに対応してビンの平
均エネルギーを決定する。次にステップ１９５で、方法は隣接基地局の強度を現
基地局に報告する。方法はステップ１８０に進み、ここで方法は停止して次の測
定値を待つ。この方法はステップ１８５で終了する。
【００４３】 図６は、走査する移動局から取得した監視報告に応答して、現サービス基地局
から選択された隣接基地局へサービスのハンドオーバーを実施する、図１の移動
体通信交換センタの好適動作を示す論理の流れ図である。
【００４４】 図６における方法は、ステップ２００で始まる。ステップ２０５で、この方法
は、移動局から信号強度の報告を受信して復号する。ステップ２１０で、この方
法は、現在のリンクの品質は限界にきているか否かを決定する。NOの場合、方法
はステップ２０５に戻る。YESの場合、方法は、ステップ２１５に進み、移動局
の信号報告を使用して、ハンドオフ基地局を決定する。ステップ２００でこの方
法は、ハンドオーバー基地局の空きチャネルを決定する。空きチャネルを利用で
きない場合、第２の基地局が選択され、方法はステップ２１５に進む。空きチャ
ネルを利用できる場合、方法はステップ２２５に進み、ここでハンドオーバー基
地局にメッセージを送り呼を受け取る準備をさせる。方法はステップ２３０に進
み、ここで、ハンドオーバー基地局が旧チャネルで移動局を聞くことができるか
否かの確認を受信する。確認を入手できない場合、方法はステップ２１５に進む
。確認を入手できる場合、方法はステップ２３５に進み、ここで移動局にメッセ
ージを送り、ハンドオーバー基地局の新しいチャネルにハンドオーバーを実行す
る。方法はステップ２４０に進み、ここでハンドオーバーが成功した確認をハン
ドオーバー基地局から受信する。ハンドオーバーが不成功であった場合、別の基
地局へのハンドオーバーが試行され、方法はステップ２１５に戻る。ハンドオー
バーが成功した場合、方法はステップ２４５に進み、旧基地局からのメッセージ
は終了する。方法はステップ２５０で終了する。
【００４５】 代替として、図７の流れ図に示すように、広帯域ディジタル化回路８０は低頻
度で制御される。方法はステップ２９０で始まる。ステップ２９５で、基地局を
識別する時であるか否かが決定される。NOの場合、方法はステップ３００に進み
、通常の走査を続ける。YESの場合、方法はステップ３０１に進む。ステップ３
０１で、方法は若干延長した時間中標本を収集し、ステップ３０２で走査された
信号で変調されたいくつかの情報記号が、プロセッサ３４で処理された後ステッ
プ３０２で検出できるようにする。一般にAMPSのようなアナログ・システムでは
、走査されたチャネルは、マンチェスタ符号に符号化されたディジタル周波数変
調を使用してディジタル変調された放送制御信号を送信するチャネルに選択され
る。ステップ３０３で、図７の流れ図に示すように、検出された制御チャネルの
情報記号と、それが観測された時刻を報告することにより、現基地局１４は、ス
テップ３０５でその時刻に別のどの基地局がこれらの記号を送信中であるかを決
定して、別の基地局１４の識別番号（identity）を検証する。位相の基準が存在
していないため、短い信号標本にもとづいて送信された情報記号を明白に決定す
ることが不可能であるとしても、ステップ３０２で制御プロセッサは、信号を微
分的に復号して、１つの情報記号から次の情報記号へ変化する信号の極性を決定
することができる。ステップ３０４で現基地局１４によって受信されたとき、こ
の微分復号（differential decoding）は、別の基地局を識別するか識別しない
ためと、別の基地局と同じ周波数を使用するが異なる情報を送信する別の発信源
と、別の基地局を区別するためとに使用される。ステップ３０５で、この被変調
標本は、タイム・スタンプによって示される時刻と同じ時刻に走査された基地局
から送信される被変調信号と比較される。ステップ３０６で、これらの標本が関
連基地局の変調と十分一致して整合していない場合、信号強度の報告は廃棄され
る。方法はステップ３０７で終了する。
【００４６】 信号強度を監視するために必要な電力を低減するとともに、測定周波数を改善
する本発明の利点は、TDMAシステムや別の非連続通信システムにも有用であるが
、連続送受信を使用するアナログFDMAまたはCDMAシステムに対して非常に重要で
ある。
【００４７】 本開示の利点を享受する当業者は、本発明が多数の形式と実施例を取りうるこ
とを理解できるであろう。本発明を理解できるように、いくつかの実施例が提供
され説明されている。これらの実施例は例示に過ぎず、本発明の範囲を限定する
ものではない。むしろ本発明は、添付の特許請求の範囲で定義される範囲内に入
るすべての変更、等価実施例および代替方法を含むものとする。
【図面の簡単な説明】
以下、前述の有利な特徴を詳細に説明するが、本発明の別の有利な特徴は、添
付の図面を参照して得られる本発明の好適実施例の以下の詳細な説明から明らか
になるであろう。
【図１】 本発明のセルラー通信システムの好適実施例の機能ブロック図。
【図２】 図１の通信システムで１つのブロックとして示されている本発明のセルラー移
動電話機の好適実施例の詳細な機能ブロック図。
【図３】 図２で１つの機能ブロックとして示されている復調受信器／チューナー回路の
好適実施例の詳細な機能ブロック図。
【図４】 図２で１つの機能ブロックとして示されている広帯域ディジタル化回路の好適
実施例の詳細な機能ブロック図。
【図５】 図２のマイクロコンピュータで使用され、図４の広帯域ディジタル化回路から
取得される広帯域標本の発生を監視して制御するとともに、現在のサービス基地
局に監視報告を送信する好適コンピュータ・プログラムの論理の流れ図。
【図６】 図１の移動体通信交換センタであって、走査する移動電話機から取得された監
視報告に応答して、現サービス基地局から選択された隣接基地局に、サービスの
ハンドオーバーを実行する移動体通信交換センタの好適動作の論理の流れ図。
【図７】 走査された基地局IDを検証する流れ図。
【図８】 サブ帯域用の広帯域ディジタル化受信器の機能ブロック図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (71)出願人 7001 Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｄｒｉｖ ｅ， Ｐ．Ｏ． Ｂｏｘ 13969， Ｒｅ ｓｅｒａｃｈ Ｔｒｉａｎｇｌｅ Ｐａｒ ｋ， ＮＣ 27709 Ｕ．Ｓ．Ａ． Ｆターム(参考） 5K004 AA01 BA02 BB01 BB04 5K067 AA43 BB04 CC02 CC10 CC22 DD19 DD43 DD44 DD57 EE02 EE10 EE16 EE24 FF23 FF25 GG08 JJ02 JJ39 JJ72 【要約の続き】 される。

Claims (71)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 改善されたチャネル走査方式を具備したセルラー通信装置で
    あって、 複数の異なる基地局の送信器にそれぞれ関連する複数の異なる周波数の搬送波
    受信チャネルを介して、情報コンテンツを運ぶ通信信号を受信する手段と、 前記異なる周波数の搬送波受信チャネルから選択された１つのチャネルの受信
    通信信号を、前記異なる周波数の受信チャネルから選択された１つのチャネルの
    前記通信信号によって運ばれる情報コンテンツの表示（indication）に変換する
    手段と、 前記受信する手段に応答して、前記受信する手段による情報コンテンツを運ぶ
    通信信号の受信と同時に、搬送周波数の信号強度を求めるために前記複数の異な
    る周波数の搬送波受信チャネルを監視する手段と、 を具備したセルラー通信装置。
  2. 【請求項２】 請求項１記載のセルラー通信装置であって、 複数の異なる基地局の送信器にそれぞれ関連する複数の異なる周波数の搬送波
    送信チャネルを介して、前記複数の基地局から選択された１つの基地局に、情報
    コンテンツを運ぶ通信信号を送信する送信器を含むセルラー通信装置において、 前記監視する手段は、前記送信する手段による前記複数の基地局から選択され
    た１つの基地局に前記情報コンテンツを運ぶ通信信号の送信と同時に、前記複数
    の異なる周波数の搬送波受信チャネルを監視する手段と、 を備えたセルラー通信装置。
  3. 【請求項３】 請求項１記載のセルラー通信装置において、前記変換する手
    段は、前記情報コンテンツを運ぶ通信信号によって表される可聴音を発生する音
    響スピーカーを含むセルラー通信装置。
  4. 【請求項４】 請求項１記載のセルラー通信装置であって、前記監視する手
    段が前記情報コンテンツを運ぶ通信信号の受信中に間欠的にだけ監視するように
    制御する手段を含むセルラー通信装置。
  5. 【請求項５】 請求項４記載のセルラー通信装置において、前記制御する手
    段は、前記監視する手段が１秒のオーダーの継続時間を有する連続時間中に周期
    的に監視するように制御するセルラー通信装置。
  6. 【請求項６】 請求項４記載のセルラー通信装置において、前記監視する手
    段は、連続する各走査サイクルの一部分中に１万分の１（one ten-thousands）
    のオーダーで監視するセルラー通信装置。
  7. 【請求項７】 請求項１記載のセルラー通信装置であって、前記監視する手
    段が関連するサービス・プロバイダーに割り当てられている前記複数の搬送波受
    信チャネルから選択された１つのチャネルだけを監視するように制御する手段を
    含むセルラー通信装置。
  8. 【請求項８】 請求項１記載のセルラー通信装置であって、連続送信および
    連続受信の通信プロトコルに従って動作するセルラー無線通信システムの基地局
    と動作するようにインターフェースをとる手段を含むセルラー通信装置。
  9. 【請求項９】 請求項８記載のセルラー通信装置において、前記セルラー通
    信システムは、 連続アナログ通信システムと、 連続周波数分割多元アクセス通信システムと、 連続符号分割多元アクセス通信システム、 のうちの１つであるセルラー通信装置。
  10. 【請求項１０】 請求項８記載のセルラー通信装置において、前記セルラー
    通信システムは、 AMPSプロトコルを使用する連続通信システムと、 IS95プロトコルを使用する連続通信システム、 のうちの１つであるセルラー通信装置。
  11. 【請求項１１】 請求項１記載のセルラー通信装置において、前記受信する
    手段は、 搬送波と、前記複数の異なる周波数の搬送波受信チャネルの前記搬送波によっ
    て運ばれる前記通信信号とを増幅する手段と、 前記増幅する手段に接続され、前記搬送波を復調して、増幅後の前記通信信号
    を抽出する手段とを含み、 前記監視する手段は、前記増幅する手段に接続され、前記搬送波と、復調の前
    であって前記増幅する手段によって増幅された後に運ばれる、前記通信信号の信
    号強度とを監視する、 セルラー通信装置。
  12. 【請求項１２】 請求項１記載のセルラー通信装置であって、前記監視する
    手段に応答し、前記複数のチャネルのどのチャネルが搬送波の最強信号強度を有
    するかを示す監視報告信号を、前記基地局に送信する手段を含むセルラー通信装
    置。
  13. 【請求項１３】 請求項１２記載のセルラー通信装置において、前記監視報
    告信号は、前記最強搬送波信号の前記信号強度の表示を含むセルラー通信装置。
  14. 【請求項１４】 請求項１２記載のセルラー通信装置において、前記監視報
    告信号は、前記複数の異なる周波数の受信チャネルの少なくとも２つのチャネル
    識別番号と信号強度の表示を含むセルラー通信装置。
  15. 【請求項１５】 請求項１記載のセルラー通信装置において、前記監視する
    手段は、 前記複数の異なる周波数の搬送波受信チャネルのすべてを含む広帯域周波数信
    号を受信する手段と、 局部発振器を含み、前記広帯域周波数信号を、実数部・同相信号と、虚数部・
    直角位相信号とに分解する手段と、 を含むセルラー通信装置。
  16. 【請求項１６】 請求項１５記載のセルラー通信装置において、前記監視す
    る手段は、前記同相信号と前記直角位相信号をディジタル化する手段を含むセル
    ラー通信装置。
  17. 【請求項１７】 請求項１６記載のセルラー通信装置において、前記同相信
    号と前記直角位相信号は最大帯域幅を有し、前記ディジタル化する手段は前記同
    相信号と前記直角位相信号の前記最大帯域幅の２倍より高い標本ディジタル化周
    波数を有するセルラー通信装置。
  18. 【請求項１８】 請求項１６記載のセルラー通信装置において、前記監視す
    る手段は、ディジタル化された後の前記同相信号と前記直角位相信号のフーリエ
    解析を実行して、前記複数の異なる周波数の搬送波受信チャネルの前記強度を決
    定する手段を含むセルラー通信装置。
  19. 【請求項１９】 請求項１８記載のセルラー通信装置において、前記フーリ
    エ解析を実行する手段は、高速フーリエ変換を使用するセルラー通信装置。
  20. 【請求項２０】 請求項１６記載のセルラー通信装置において、前記監視す
    る手段は、窓関数に従ってディジタル化された後の前記同相信号と前記直角位相
    信号を処理して、前記複数の異なる周波数の搬送波受信チャネルの隣接チャネル
    間の弁別を向上させる手段を含むセルラー通信装置。
  21. 【請求項２１】 請求項２０記載のセルラー通信装置において、前記窓関数
    は1 + COS(Pi*(i - N/2)/N)であり、ここでNは収集されディジタル化された標本
    の総数に等しく、Iは前記標本の指標であり、この指標を用いて前記関数の値が
    乗算され、重み付き標本値を得るセルラー通信装置。
  22. 【請求項２２】 請求項１記載のセルラー通信装置において、前記監視する
    手段は、前記複数の異なる周波数の搬送波受信チャネルのそれぞれの前記個別の
    信号強度を決定する手段を含むセルラー通信装置。
  23. 【請求項２３】 請求項１記載のセルラー通信装置において、前記監視する
    手段は、フーリエ変換を実行して前記複数の異なる周波数チャネルの信号強度を
    決定する手段を含むセルラー通信装置。
  24. 【請求項２４】 請求項１記載のセルラー通信装置において、前記監視する
    手段は、監視されている複数のチャネルの１つのチャネルの前記信号が実際に複
    数の基地局の１つからの信号であって、スプリアス信号ではないことを検出する
    手段を含むセルラー通信装置。
  25. 【請求項２５】 請求項２４記載のセルラー通信装置において、前記検出す
    る手段は、前記受信する手段が、前記複数のチャネルの１つのチャネルから選択
    されるとともに、前記変換する手段によって情報コンテンツの表示に変換される
    情報コンテンツを運ぶ通信信号を受信していない時間中監視されている、前記１
    つのチャネルの前記信号の標本を取得する手段を含むセルラー通信装置。
  26. 【請求項２６】 請求項２５記載のセルラー通信装置であって、前記複数の
    受信チャネルから選択された１つのチャネルの信号を前記基地局に送信する送信
    器を含むセルラー通信装置において、前記検出する手段は、前記送信器が送信中
    ではない時間中のみ、前記標本を取得するように起動されるセルラー通信装置。
  27. 【請求項２７】 請求項２４記載のセルラー通信装置において、前記検出す
    る手段は、十分長い標本化時間中、監視されている１つのチャネルの前記信号の
    標本を収集し、前記情報コンテンツを運ぶ通信信号に変調されたインターフェー
    ス信号を検出する手段を含むセルラー通信装置。
  28. 【請求項２８】 請求項２４記載のセルラー通信装置において、前記検出す
    る手段は、１つのインターフェース信号から次のインターフェース信号に変わる
    信号の極性を検出する手段と、前記極性の変化を検出する手段に応答して、前記
    インターフェース信号を提供する基地局を識別する手段とを含むセルラー通信装
    置。
  29. 【請求項２９】 複数のセルラー移動通信装置と交信する送信器を備えた複
    数の基地局を含むセルラー通信システムにおいて、移動通信装置が、１つの基地
    局のサービス・エリアから別の隣接基地局のサービス・エリアに移動する場合、
    前記移動通信装置のための通信サービスの移動局支援によるハンドオーバーの方
    法の改善であって、 複数の異なる基地局の送信器にそれぞれ関連する複数の異なる周波数の搬送波
    受信チャネルを介して、情報コンテンツを運ぶ通信信号を受信するステップと、 前記異なる周波数の搬送波受信チャネルから選択された１つのチャネルの前記
    受信通信信号を、前記異なる周波数の受信チャネルから選択された１つのチャネ
    ルの前記通信信号によって運ばれる情報コンテンツの表示に変換するステップと
    、 前記受信するステップに応答して、前記情報コンテンツを運ぶ通信信号の受信
    と同時に、搬送周波数の信号強度を求めるために受信された前記複数の異なる周
    波数の搬送波受信チャネルを監視するステップと、 少なくとも１つの隣接基地局の識別番号を表示するとともに、前記別の基地局
    の送信器に関連する最大信号強度を有する信号を、前記移動通信装置にサービス
    を提供する前記基地局に送信するステップと、 を含む方法。
  30. 【請求項３０】 請求項２９記載の方法であって、 前記複数の異なる基地局の送信器にそれぞれ関連する複数の異なる周波数の搬
    送波送信チャネルから選択された１つのチャネルを介して、前記移動通信装置か
    ら前記複数の基地局から選択された１つの基地局に複数の情報コンテンツを運ぶ
    通信信号を送信するステップと、 前記送信する手段による前記複数の基地局から選択された１つの基地局に前記
    情報コンテンツを運ぶ通信信号の送信と同時に、前記複数の異なる周波数の搬送
    波受信チャネルを監視する手段と、 を含む方法。
  31. 【請求項３１】 請求項２９記載の方法であって、前記監視するステップは
    、前記情報コンテンツを運ぶ通信信号の受信中、間欠的にだけ実行される方法。
  32. 【請求項３２】 請求項２９記載の方法であって、関連するサービス・プロ
    バイダーに割り当てられている前記複数の搬送波受信チャネルから選択された１
    つのチャネルだけを監視するステップを含む方法。
  33. 【請求項３３】 請求項２９記載の方法であって、連続送信および連続受信
    の通信プロトコルに従って動作するセルラー無線通信システムの基地局と前記移
    動通信装置が動作するようにインターフェースをとるステップを含む方法。
  34. 【請求項３４】 請求項２９記載の方法において、前記監視するステップは
    、 前記複数の異なる周波数の搬送波受信チャネルのすべてを含む広帯域周波数信
    号を受信するステップと、 局部発振器を用い、前記広帯域周波数信号を、実数部・同相信号と、虚数部・
    直角位相信号とに分解するステップと、 を含む方法。
  35. 【請求項３５】 請求項３４記載の方法において、前記監視するステップは
    、前記同相信号と前記直角位相信号をディジタル化するステップを含む方法。
  36. 【請求項３６】 請求項３５記載の方法において、前記同相信号と前記直角
    位相信号は最大帯域幅を有し、前記ディジタル化するステップは前記同相信号と
    前記直角位相信号の前記最大帯域幅の２倍より速い標本ディジタル化周波数で実
    行される方法。
  37. 【請求項３７】 請求項３５記載の方法において、前記監視するステップは
    、ディジタル化された後の前記同相信号と前記直角位相信号のフーリエ解析を実
    行して、前記複数の異なる周波数の搬送波受信チャネルの前記強度を決定するス
    テップを含む方法。
  38. 【請求項３８】 請求項３７記載の方法において、前記フーリエ解析を実行
    するステップは、高速フーリエ変換を使用することによって実行される方法。
  39. 【請求項３９】 請求項３５記載の方法において、前記監視するステップは
    、窓関数に従ってディジタル化された後の前記同相信号と前記直角位相信号を処
    理し、前記複数の異なる周波数の搬送波受信チャネルの隣接チャネル間の弁別を
    向上させるステップを含む方法。
  40. 【請求項４０】 請求項３９記載の方法において、前記窓関数は、1 + COS(
    Pi*(i - N/2)/N)であり、ここでNは収集されディジタル化された標本の総数に等
    しく、Iは前記標本の指標であり、この指標を用いて前記関数の値が乗算され、
    重み付き標本値を得る方法。
  41. 【請求項４１】 請求項２９記載の方法において、前記監視するステップは
    、前記複数の異なる周波数の搬送波受信チャネルのそれぞれの前記個別の信号強
    度を決定するステップを含む方法。
  42. 【請求項４２】 請求項２９記載の方法において、前記監視するステップは
    、フーリエ変換を実行して、前記複数の異なる周波数チャネルの信号強度を決定
    するステップを含む方法。
  43. 【請求項４３】 請求項２９記載の方法において、前記監視するステップは
    、監視されている複数のチャネルの１つのチャネルの前記信号が実際に複数の基
    地局の１つからの信号であって、スプリアス信号ではないことを検出するステッ
    プを含む方法。
  44. 【請求項４４】 請求項４３記載の方法において、前記検出するステップは
    、前記受信する手段が、前記複数のチャネルの１つのチャネルから選択されると
    ともに、前記変換する手段によって情報コンテンツの表示に変換される情報コン
    テンツを運ぶ通信信号を受信していない時間中監視されている、前記１つのチャ
    ネルの前記信号の標本を取得するステップを含む方法。
  45. 【請求項４５】 請求項４４記載の方法であって、前記複数の受信チャネル
    から選択された１つのチャネルの信号を前記基地局に送信するステップを含み、
    前記送信器が送信中でない時間中のみ、前記標本を取得するように前記検出する
    ステップを動作可能にするステップを含む方法。
  46. 【請求項４６】 請求項４３記載の方法において、前記検出するステップは
    、十分長い標本化時間中、監視されている１つのチャネルの前記信号の標本を収
    集し、前記情報コンテンツを運ぶ通信信号に変調されたインターフェース信号を
    検出するステップを含む方法。
  47. 【請求項４７】 請求項４３記載の方法において、前記検出するステップは
    、１つのインターフェース信号から次のインターフェース信号に変わる信号の極
    性を検出するステップと、前記極性の変化を検出する手段に応答して、前記イン
    ターフェース信号を提供する基地局を識別する手段とを含む方法。
  48. 【請求項４８】 セルラー通信システムであって、 連続通信システムのプロトコルに従って、複数の異なる周波数の搬送波送信チ
    ャネルで情報コンテンツを運ぶ通信信号を送信するための無線信号を送受する複
    数の基地局と、 セルラー移動電話機であって、 前記複数の基地局の１つに選択的に同調し、前記複数の基地局の前記１つの基
    地局から情報コンテンツを運ぶ信号を受信する受信器と、 前記複数の基地局から選択された前記１つの基地局から前記情報コンテンツを
    運ぶ通信信号の受信と同時に、搬送周波数の信号強度を求めるため、前記複数の
    基地局の前記１つの基地局以外の前記複数の基地局の前記複数のチャネルを監視
    する手段と、 を含むセルラー移動電話機と、 を含むセルラー通信システム。
  49. 【請求項４９】 請求項４８記載のセルラー通信システムにおいて、前記セ
    ルラー移動電話機は、前記監視する手段に応答して、前記セルラー移動電話機か
    ら発信する符号化された情報コンテンツを運ぶ信号の送信と組み合わせて、前記
    １つの基地局に監視報告を送信する手段を含むセルラー通信システム。
  50. 【請求項５０】 請求項４９記載のセルラー通信システムにおいて、前記監
    視報告を送信する手段は、前記監視報告と音声情報を低速付随制御チャネルに多
    重化する手段を含むセルラー通信システム。
  51. 【請求項５１】 請求項４９記載のセルラー通信システムであって、前記監
    視報告に応答して、前記１つの基地局から前記複数の基地局の別の１つに、サー
    ビスのハンドオーバーを実行に移す移動体通信交換センタを含むセルラー通信シ
    ステム。
  52. 【請求項５２】 割り当てられた周波数チャネルで通信信号を受信するとと
    もに、別のチャネルから受信された前記信号を監視するように改善された受信器
    であって、 信号を受信するアンテナと、 前記受信信号を濾波し、所定の受信周波数帯域外の信号を拒否して濾波された
    信号を発生する濾波器と、 前記濾波された信号を処理して、通信に割り当てられた信号を選択し、前記選
    択された信号を復号する通信受信器と、 電力起動信号に応答して、前記濾波された信号を処理し、前記濾波された信号
    を表す数値標本の対応ストリームを発生する広帯域ディジタル化装置と、 決定された間隔で前記電力起動信号を発生し、前記数値標本を格納して、前記
    格納された標本を処理し、前記別の周波数チャネルの信号の特性を決定する制御
    プロセッサと、 を含む受信器。
  53. 【請求項５３】 請求項５２記載のシステムにおいて、前記受信器は、セル
    ラー電話機に使用されるようにしたシステム。
  54. 【請求項５４】 請求項５３記載のシステムにおいて、前記割り当てられた
    周波数チャネルは、前記通信受信器に対する前記セルラー電話機の呼を支援する
    セルラー基地局によって送信された前記周波数チャネルであるシステム。
  55. 【請求項５５】 請求項５３記載のシステムにおいて、前記別の周波数チャ
    ネルは、前記受信器にセルの呼を送信するセルラー基地局以外のセルラー基地局
    によって使用されるシステム。
  56. 【請求項５６】 請求項５２記載のシステムにおいて、前記濾波する手段は
    、前記受信器を前記アンテナに接続し、同時に送信器を前記アンテナに接続する
    送受切換器を含むシステム。
  57. 【請求項５７】 請求項５２記載のシステムにおいて、前記濾波器は、前記
    受信信号を増幅し濾波するために濾波器と増幅器のカスケード接続を有するシス
    テム。
  58. 【請求項５８】 請求項５２記載のシステムにおいて、前記通信受信器は、
    符号分割多元接続の信号を復号するシステム。
  59. 【請求項５９】 請求項５２記載のシステムにおいて、前記広帯域ディジタ
    ル化装置は、 ９０度の位相差のある混合信号を発生する中間帯域発信器と、 前記濾波された信号と前記混合信号を混合して、少なくとも実数信号と虚数信
    号の少なくとも１つを発生する直角位相ダウン変換器と、 同相信号および直角位相信号と、 前記同相信号と直角位相信号をディジタル化するアナログ・ディジタル変換器
    と、 を含むシステム。
  60. 【請求項６０】 請求項５９記載のシステムであって、信号が、変換に最適
    な信号レベルに増幅されるように、前記アナログ・ディジタル変換器の前に増幅
    のレベルを調整する自動利得調整（AGC）回路をさらに含むシステム。
  61. 【請求項６１】 請求項５２記載のシステムにおいて、前記広帯域ディジタ
    ル化装置は、信号の振幅と位相に関係する情報を発生するハード・リミターを用
    いた増幅器と対数検波器とを含むシステム。
  62. 【請求項６２】 請求項５２記載のシステムにおいて、前記制御プロセッサ
    は、前記周波数チャネル間隔の逆数のオーダーの時間の間、かつ前記チャネル間
    隔の前記逆数の百倍よりも長い繰り返し間隔で前記電力起動信号を発生して、起
    動された場合の動作電力消費の１％以下に電力消費を低減するシステム。
  63. 【請求項６３】 請求項５２記載のシステムにおいて、前記制御プロセッサ
    によって実行される前記後続処理は、フーリエ変換を実行することを含むシステ
    ム。
  64. 【請求項６４】 請求項５２記載のシステムにおいて、前記制御プロセッサ
    によって実行される前記後続処理は、監視される信号の１つで送信される最小の
    １つの情報記号の特性を決定することを含むシステム。
  65. 【請求項６５】 請求項６４記載のシステムにおいて、前記特性は、２つの
    情報記号間の信号の変化であるシステム。
  66. 【請求項６６】 請求項６４記載のシステムにおいて、前記特性は、前記監
    視される複数の信号から選択された１つの信号を識別するときに使用されるシス
    テム。
  67. 【請求項６７】 請求項５２記載のシステムであって、 複数の異なる周波数チャネルの信号強度だけを決定するとともに、第１の周期
    性で実行される第１の処理する手段と、 少なくとも１つのチャネルの信号の変調パラメータを決定するとともに、第２
    の周期性をもつ第２の処理と、 を含むシステム。
  68. 【請求項６８】 請求項６７記載のシステムにおいて、前記決定された変調
    パラメータは、タイム・スタンプが押されるとともに、前記被変調パラメータを
    通信網の基地局に送信する手段を含むシステム。
  69. 【請求項６９】 複数の移動局と交信する基地局の通信網を有するセルラー
    通信システムにおいて、 前記基地局の１つによって送信された前記移動局の通話の少なくとも１つの通
    話を復号するとともに、前記基地局の少なくとも別の１つによって送信された信
    号の特性を決定する受信器と、 通信情報と、前記決定された信号の特性とを少なくとも１つの基地局から前記
    １つの基地局に送信する送信器と、 前記送信器手段から送信された前記信号の特性を受信する基地局の受信器と、 前記受信信号の特性と前記別の基地局の少なくとも１つによって送信された信
    号の特性を同じ時間内で比較して、前記少なくとも１つの別の基地局の識別番号
    を確認する比較器と、 を含むシステム。
  70. 【請求項７０】 請求項６９記載のシステムにおいて、前記信号の特性は、
    少なくとも１つの変調記号であるシステム。
  71. 【請求項７１】 請求項６９記載のシステムにおいて、前記信号の特性は、
    少なくとも１つの変調記号時間の前記信号の微分位相変化（differntial phase
    change）を含むシステム。
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