JP2006180146A - Ｃｄｍａ受信装置及びそれに用いるパスサーチ方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 受信品質の劣化なく、消費電力を低下させることが可能なＣＤＭＡ受信装置を提供する。
【解決手段】 セルサーチ部１４はＰＳＣで逆拡散することでスロットタイミングを検出し、その検出した各スロットタイミングに対してフレームタイミング及びコードグループの検出を行い、この検出したフレームタイミングとコードグループとからＰ−ＣＰＩＣＨを用いてスクランブリングコードを検出する。セルサーチ部１４は複数のタイミングで同一のスクランブリングコードを検出した場合、マルチパスであると判断し、そのマルチパスを含めた各基地局のパスタイミング及び相関値をパスタイミング保存部１７に保存する。パスサーチ部１５はパスタイミング保存部１７から当該スクランブリングコードの各パスタイミングを読出し、窓幅と窓開始タイミングとを決める。
【選択図】 図１

Description

本発明はＣＤＭＡ受信装置及びそれに用いるパスサーチ方法に関し、特にＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）受信装置で用いられるスペクトラム拡散通信方式におけるパスサーチ方式に関する。

移動通信では、多重波伝搬の各受信波の伝搬路長にばらつきがあるため、伝搬遅延時間が異なる多重波が干渉し合っている。ＣＤＭＡ受信装置では、情報データを伝搬時間よりも周期が短い高速のレートの拡散符号で帯域拡散するため、この伝搬遅延時間が異なる夫々の多重波が分離・抽出できるようになる。よって、ＣＤＭＡ受信装置では、パイロット信号を時間をずらしながら逆拡散して生成した電力遅延プロファイルから有効なパスを選択して同相合成（レイク合成）することによって、ダイバーシティ効果が得られて受信特性が向上する（例えば、特許文献１〜４参照）。

また、ＣＤＭＡ受信装置では、データの通信を開始する前に、基地局のスクランブリングコード及びフレームタイミングの検出（セルサーチ）を行う必要がある。セルサーチ方法としては、３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）で規定されているように、３段階セルサーチがある（例えば、非特許文献１参照）。セルサーチ処理では、基地局のスクランブリングコードとフレームタイミングとを検出することを目的としているため、マルチパス成分はその過程で除去している。

従来、ＣＤＭＡ受信装置においては、図８に示すように、アンテナ２１と、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）部２２と、セルサーチ部２４と、パスサーチ部２５と、レイク合成部２６とから構成されている。セルサーチ部２４は図示せぬ基地局のスクランブリングコード及びフレームタイミングの検出を行い、パスサーチ部２５によってパスタイミングを検出し、レイク合成部２６によって各パスの受信信号を合成して受信データを後段に出力する。

特開２００３−１１０４５９号公報 特開２００２−１４１８３３ 特開２００２−１１１５４８ 特開２００１−２２３６１３ "Ａｎｎｅｘ Ｃ（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｖｅ）：Ｃｅｌｌ ｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ"［３ＧＰＰ ＴＳ２５．２１４ Ｖ６．３．０（２００４−０９）］

しかしながら、上述した従来のＣＤＭＡ受信装置では、パスサーチのための遅延プロファイルの作成において、プロファイル窓が予め想定される伝播遅延量を考慮して固定的に決められている。したがって、直接波しかないような伝播環境では、無駄に遅延プロファイルを作成しており、消費電力が浪費されてしまうこととなる。また、消費電力の低減のためにプロファイル窓幅を狭くすると、伝播環境によっては、必要なパスが合成できずに、受信品質の劣化を招くこととなる。

ここで、パスサーチは受信信号に掛け合わせる拡散符号のタイミングを徐々に変化させて各タイミングでの相関値を測定し、さらに相関値が大きいいくつかのパスのタイミングを判定する処理である。従来、このパスサーチ窓幅は固定的にしているため、パスの遅延量が少ない環境では無駄に逆拡散処理を行っているだけで、低消費電力化の妨げになっている。

そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、受信品質の劣化なく、消費電力を低下させることができるＣＤＭＡ受信装置及びそれに用いるパスサーチ方法を提供することにある。

本発明によるＣＤＭＡ受信装置は、基地局のスクランブリングコード及びフレームタイミングを検出するセルサーチ処理と、受信信号に掛け合わせる拡散符号のタイミングを徐々に変化させて各タイミングでの相関値を測定しかつ前記相関値が大きいいくつかのパスのタイミングを判定するパスサーチ処理とを実行するＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）受信装置であって、無線伝播環境に応じて前記パスサーチ処理におけるパスサーチ窓幅を可変している。

本発明によるパスサーチ方法は、基地局のスクランブリングコード及びフレームタイミングを検出するセルサーチ処理と、受信信号に掛け合わせる拡散符号のタイミングを徐々に変化させて各タイミングでの相関値を測定しかつ前記相関値が大きいいくつかのパスのタイミングを判定するパスサーチ処理とを実行するＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）受信装置に用いられるパスサーチ方法であって、無線伝播環境に応じて前記パスサーチ処理におけるパスサーチ窓幅を可変している。

すなわち、本発明のＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）受信装置は、スペクトラム拡散通信方式におけるパスサーチ方法において、パスサーチ窓幅をセルサーチ処理によって検出したパスの遅延量に応じて調整することを特徴としている。

上記のようにして、本発明のＣＤＭＡ受信装置では、無線伝播環境に応じてパスサーチ窓幅を変えているので、性能を劣化させることなく、無駄な電力消費を抑えることが可能となる。

より具体的に説明すると、本発明のＣＤＭＡ受信装置は、基地局のスクランブリングコードとフレームタイミングとを検出するセルサーチ部と、パスサーチ処理を行うパスサーチ部と、これらの間にパスタイミング保存部とを持ち、セルサーチ処理時に検出したパスタイミングをパスタイミング保存部に保存しておく手段と、パスサーチ処理においてこのパスタイミングからパスサーチ窓幅を調整する手段とを具備している。

よって、本発明のＣＤＭＡ受信装置では、無線伝播環境に応じて適切なパスサーチ窓幅を決定することによって、パスサーチ窓幅を必要十分な範囲で狭めることが可能となるので、受信品質を劣化させることなく、パスサーチに係る消費電力の低減が可能となる。

本発明は、以下に述べるような構成及び動作とすることで、受信品質の劣化なく、消費電力を低下させることができるという効果が得られる。

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施例によるＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）受信装置の構成を示すブロック図である。図１において、ＣＤＭＡ受信装置１はアンテナ１１と、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）部１２と、アナログ信号からディジタル信号に変換するＡ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換部１３と、セルサーチ部１４と、パスサーチ部１５と、レイク受信部１６と、パスタイミング保存部１７とから構成されている。

セルサーチ部１４は受信信号から基地局のスクランブリングコード同定、フレームタイミング検出を行う。パスサーチ部１５は受信信号からパスタイミングを検出してレイク受信部１６にパスタイミングを通知する。レイク受信部１６はパスサーチ部１５から入力されるパスタイミングから各フィンガによって受信信号を逆拡散し、それぞれを合成することによって受信シンボルデータを後段に出力する。

図２は図１のパスサーチ部１５の構成を示すブロック図である。図２において、パスサーチ部１５は相関器１５１と、遅延プロファイル部１５２と、ピークサーチ部１５３と、パスサーチ制御部１５４とから構成されている。相関器１５１はパスサーチ制御部１５４から指定されたスクランブリングコード、タイミングで受信信号に対して逆拡散処理を行い、相関値を出力する。

遅延プロファイル部１５２は相関器１５１から出力された相関値を累積して遅延プロファイルを作成する。ピークサーチ部１５３は遅延プロファイル部１５２からピークを検出してそのタイミング情報を出力する。パスサーチ制御部１５４はパスタイミング保存部１７からのパスタイミングに関する情報を入力し、パスサーチ部１５全体の制御を行い、レイク受信部１６にフィンガタイミングを出力する。

図３は本発明の一実施例によるセルサーチ処理の動作を示すフローチャートであり、図４は本発明の一実施例によるパスサーチ処理の動作を示すフローチャートである。これら図１〜図４を参照して本発明の一実施例によるＣＤＭＡ受信装置１の動作について説明する。

まず、セルサーチ部１４はスロット境界の検出を行う（図３ステップＳ１）。スロット境界の検出にはＰ−ＳＣＨ（Ｐｒｉｍａｒｙ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｓａｔｉｏｎ Ｃｈａｎｎｅｌ）を用いる。Ｐ−ＳＣＨは全セル全スロット共通の拡散符号のＰＳＣ（Ｐｒｉｍａｒｙ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｓａｔｉｏｎ Ｃｏｄｅ）によって拡散されており、ＰＳＣで逆拡散することでスロットタイミングを検出することができる。

次に、セルサーチ部１４は上記の処理で検出した各スロットタイミングに対してフレームタイミング及びコードグループの検出を行う（図３ステップＳ２）。セルサーチ部１４はＳ−ＳＣＨ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｓａｔｉｏｎ Ｃｈａｎｎｅｌ）を用いてフレームタイミングとコードグループとを検出する。

さらに、セルサーチ部１４は上記の処理で検出したフレームタイミングとコードグループとからＰ−ＣＰＩＣＨ（Ｐｒｉｍａｒｙ Ｃｏｍｍｏｎ Ｐｉｌｏｔ Ｃｈａｎｎｅｌ）を用いてスクランブリングコードを検出する（図３ステップＳ３）。

また、セルサーチ部１４はこの処理において、複数のタイミングで同一のスクランブリングコードを検出する場合があるが、これらはマルチパスであると判断することができる。セルサーチ部１４はこれらの処理によって検出したマルチパスを含めた各基地局のパスタイミング及び相関値をパスタイミング保存部１７に保存する（図３ステップＳ４）。

パスサーチ部１５では、パスサーチ制御部１５４がパスタイミング保存部１７から当該スクランブリングコードの各パスタイミングを読出し、窓幅と窓開始タイミングを決める（図４ステップＳ１１，Ｓ１２）。パスサーチ制御部１５４はスクランブリングコード、窓開始タイミング、窓幅を相関器１５１に指定して遅延プロファイルの作成を指示する（図４ステップＳ１３）。

相関器１５１はＣＰＩＣＨ（Ｃｏｍｍｏｎ Ｐｉｌｏｔ Ｃｈａｎｎｅｌ）を逆拡散することで遅延プロファイルを作成する。遅延プロファイルの作成が完了すると、ピークサーチ部１５３は遅延プロファイル部１５２からピークタイミング及びピーク相関値を検出してパスサーチ制御部１５４に報告する（図４ステップＳ１４）。パスサーチ制御部１５４はピークタイミング及びピーク相関値からレイク受信部１６に対してフィンガタイミングを出力する（図４ステップＳ１５）。

図５は本発明の一実施例によるセルサーチ処理で得られるＰ−ＳＣＨの相関値プロファイルを示す図であり、図６は図１のパスタイミング保存部１７に格納されるテーブル構成例を示す図であり、図７は本発明の一実施例によるプロファイル窓開始タイミングと窓幅とを示す図である。これら図５〜図７を参照してパスタイミング保存部１７へのパスタイミングの保存方法について説明する。

図５には、上述したセルサーチ処理で得られるＰ−ＳＣＨの相関値プロファイルを示している。複数のピークは上記のステップＳ２，Ｓ３の処理によって、スクランブリングコード及びフレームタイミングが検出される。

３段階セルサーチで有効と判断されたピークタイミングは各スクランブリングコード毎に、図６に示すテーブルのように、パスタイミング保存部１７に保存される。つまり、パスタイミング保存部１７には、スクランブリングコード（「Ａ」，「Ｂ」，・・・）毎に、タイミング（「ａ」，「ｂ」，「ｃ」，「ｄ」，・・・）と、相関値（「ア」，「イ」，「ウ」，「エ」，・・・）とが保存される。

パスサーチ制御部１５４は、図６に示すパスタイミング情報を入力し、図７に示すように、プロファイル窓開始タイミングと窓幅とを決める。窓開始タイミングは最も早いパスタイミング（ａ）に対してマージン量を早めたものとし、窓幅はパスタイミング差（ｃ−ａ）に２×マージン量を足したものとする。但し、セルサーチ部１４でスクランブリングコード検出を誤っている場合を考慮し、予め窓幅の最大値を決めておき、パスタイミング差（ｃ−ａ）が窓幅の最大値を超えた場合には窓幅の最大値を窓幅とし、最大相関値のタイミングを中心として窓開始タイミングを決める。

このように、本実施例では、無線伝播環境によって、パスサーチ窓幅を必要十分な範囲で狭めることが可能となるので、受信品質を劣化させることなく、パスサーチに係る消費電力を低減することができる。

本発明では、上記の実施例による窓幅の決め方について、さらに工夫することができる。すなわち、ＣＤＭＡ受信装置１において基地局との通信が開始されると、その通信状況の変化に対応するために、一定周期でパスサーチ処理を行うようにすることができる。この場合、パスサーチ制御部１５４はパスサーチ処理毎のピークサーチ結果（パスタイミング及びパス相関値）でパスタイミング保存部１７を更新し、次回のパスサーチ処理時にその更新したパス情報に基づいて、上記の処理と同様に、窓幅及び窓開始タイミングを決める。

上記のように、本発明では、窓幅の決め方を工夫することで、通信開始時にパスに大きな遅延幅があったため、窓幅を大きくとるような場合、無線伝播環境の変化によってパスの遅延幅が小さくなっても、それに合わせて窓幅を狭めることが可能となる。

また、本発明では、さらに窓幅の決め方を工夫することができる。つまり、本発明では、基地局との通信中も、他の周辺基地局の検索のために、セルサーチ部１４に一定周期でセルサーチ処理を行わせることもできる。図３に示すセルサーチ処理の動作においては、通信中のセルも検出されるので、その時のパス情報でパスタイミング保存部１７を更新する。

上記のように、本発明では、窓幅の決め方を工夫することで、通信開始時に窓幅を小さくとっている場合、無線伝播環境の変化によってパスの遅延幅が大きくなっても、それに併せて窓幅を広めることが可能となる。

本発明は、携帯電話機、ＰＣカード型の無線モデム等において、ＣＤＭＡ方式の受信回路を用いる装置に適用することができる。

本発明の一実施例によるＣＤＭＡ受信装置の構成を示すブロック図である。 図１のパスサーチ部の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施例によるセルサーチ処理の動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施例によるパスサーチ処理の動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施例によるセルサーチ処理で得られるＰ−ＳＣＨの相関値プロファイルを示す図である。 図１のパスタイミング保存部に格納されるテーブル構成例を示す図である。 本発明の一実施例によるプロファイル窓開始タイミングと窓幅とを示す図である。 従来のＣＤＭＡ受信装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ ＣＤＭＡ受信装置
１１ アンテナ
１２ ＲＦ部
１３ Ａ／Ｄ変換部
１４ セルサーチ部
１５ パスサーチ部
１６ レイク受信部
１７ パスタイミング保存部
１５１ 相関器
１５２ 遅延プロファイル部
１５３ ピークサーチ部
１５４ パスサーチ制御部

Claims (12)

1. 基地局のスクランブリングコード及びフレームタイミングを検出するセルサーチ処理と、受信信号に掛け合わせる拡散符号のタイミングを徐々に変化させて各タイミングでの相関値を測定しかつ前記相関値が大きいいくつかのパスのタイミングを判定するパスサーチ処理とを実行するＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）受信装置であって、無線伝播環境に応じて前記パスサーチ処理におけるパスサーチ窓幅を可変することを特徴とするＣＤＭＡ受信装置。
2. 前記セルサーチ処理時に検出したパスタイミング情報を保持する保持手段を含み、
   前記パスサーチ処理において前記パスタイミング情報を用いてパスサーチ窓幅の調整を行うことを特徴とする請求項１記載のＣＤＭＡ受信装置。
3. 前記セルサーチ処理を予め設定された一定周期で実行し、その処理結果で前記保持手段を更新することを特徴とする請求項２記載のＣＤＭＡ受信装置。
4. 前記バスサーチ処理時に検出したパスタイミング情報を保持する保持手段を含み、
   前記パスサーチ処理において前記パスタイミング情報を用いてパスサーチ窓幅の調整を行うことを特徴とする請求項１記載のＣＤＭＡ受信装置。
5. 前記パスサーチ処理を予め設定された一定周期で実行し、その処理結果で前記保持手段を更新することを特徴とする請求項４記載のＣＤＭＡ受信装置。
6. 前記パスタイミング情報として検出したパスの遅延量に応じて前記パスサーチ窓幅を調整することを特徴とする請求項２から請求項５のいずれか記載のＣＤＭＡ受信装置。
7. 基地局のスクランブリングコード及びフレームタイミングを検出するセルサーチ処理と、受信信号に掛け合わせる拡散符号のタイミングを徐々に変化させて各タイミングでの相関値を測定しかつ前記相関値が大きいいくつかのパスのタイミングを判定するパスサーチ処理とを実行するＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）受信装置に用いられるパスサーチ方法であって、無線伝播環境に応じて前記パスサーチ処理におけるパスサーチ窓幅を可変することを特徴とするパスサーチ方法。
8. 前記ＣＤＭＡ受信装置が、前記セルサーチ処理時に検出したパスタイミング情報を保持手段に保持し、前記パスサーチ処理において前記パスタイミング情報を用いてパスサーチ窓幅の調整を行うことを特徴とする請求項７記載のパスサーチ方法。
9. 前記ＣＤＭＡ受信装置が、前記セルサーチ処理を予め設定された一定周期で実行し、その処理結果で前記保持手段を更新することを特徴とする請求項８記載のパスサーチ方法。
10. 前記ＣＤＭＡ受信装置が、前記バスサーチ処理時に検出したパスタイミング情報を保持手段に保持し、前記パスサーチ処理において前記パスタイミング情報を用いてパスサーチ窓幅の調整を行うことを特徴とする請求項７記載のパスサーチ方法。
11. 前記ＣＤＭＡ受信装置が、前記パスサーチ処理を予め設定された一定周期で実行し、その処理結果で前記保持手段を更新することを特徴とする請求項１０記載のパスサーチ方法。
12. 前記ＣＤＭＡ受信装置が、前記パスタイミング情報として検出したパスの遅延量に応じて前記パスサーチ窓幅を調整することを特徴とする請求項８から請求項１１のいずれか記載のパスサーチ方法。
    

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