JP3423298B2 - 携帯電話機、基地局探索方法及びプログラム - Google Patents
携帯電話機、基地局探索方法及びプログラムInfo
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Description
電話システムのハンドオフに関する。
移動に伴って、通信中の基地局から他の基地局へと通信
チャネルを切替えるハンドオフを実行する。ハンドオフ
には、通信中の基地局(旧基地局ともいう)との通信を
終了する前に、同一周波数上で他の基地局(新基地局)
との通信を開始するソフトハンドオフと、旧基地局との
通信の切断後に異なる基地局グループ、異なる周波数割
り当て又は異なるフレームオフセットの基地局との通信
を開始するハードハンドオフとがある。
ている周辺基地局のパイロット強度に基づいて実行され
る。ここでパイロット強度とは、各基地局が互いに拡散
タイミングをずらして出力している、各基地局に共通の
パイロット信号の電波強度のことである。このパイロッ
ト強度の測定によって、携帯電話機は各周辺基地局の拡
散タイミング、すなわち同期タイミングを特定すること
ができるので、基地局からソフトハンドオフの指示があ
ると、すぐに指定された基地局に同期することができ
る。
プ、周波数割当て又はフレームオフセットが異なる基地
局間のハンドオフであるため、ハードウェア構成上の理
由から、携帯電話機はハンドオフ前に新基地局のパイロ
ット強度を測定することができない。よって携帯電話機
は、基地局からのハードハンドオフの指示を受け付けて
から新基地局のパイロット強度を測定し、この測定結果
を基に新基地局の同期タイミングを特定する。新基地局
のパイロット強度測定の際、携帯電話機は、旧基地局の
同期タイミングに基づいて新基地局の同期タイミングを
推定し、推定した同期タイミングに合わせてサーチ窓を
設定し、サーチ窓が示す期間にパイロット強度を測定す
る。
ドオフでは、上述のように旧基地局の同期タイミングを
基準にサーチ窓を設定するので、新基地局からの電波が
反射等により大幅に遅延した場合、新基地局のパイロッ
ト信号のピーク位置がサーチ窓の枠から外れ、新基地局
の同期タイミングを捕捉することができず、ハンドオフ
に失敗して通信が途絶えることがある。
ステムのハンドオフの成功率を向上させた携帯電話機を
提供することを目的とする。
携帯電話機は、上記の目的を達成するために、ソフトハ
ンドオフ指示及びハードハンドオフ指示に対応して移行
先の基地局を探索する携帯電話機であって、基地局から
ソフトハンドオフ指示又はサーチ窓の幅の指定を含み得
るハードハンドオフ指示を受け付ける受け付け手段と、
ハードハンドオフ指示を受け付けたとき、当該指示に含
まれるサーチ窓の幅あるいはソフトハンドオフ指示に対
して用いるサーチ窓の幅より広い幅のサーチ窓を用いて
他の基地局からのパイロット信号を探索する探索手段と
を備えることを特徴とする。請求項1に係る本発明の携
帯電話機は、請求項1に記載の携帯電話機において、前
記探索手段は、サーチ窓の幅を示す情報を記憶する記憶
部と、前記受け付け手段により受け付けられた指示が、
前記ハードハンドオフ指示であるか否かを判定する判定
部と、前記判定部により前記ハードハンドオフ指示であ
ると判定された場合に、当該指示に含まれるサーチ窓の
幅あるいは前記記憶部に記憶される情報が示すサーチ窓
の幅より広い幅のサーチ窓を用い、前記判定部により前
記ハードハンドオフ指示でないと判定された場合に、当
該指示に含まれるサーチ窓の幅あるいは前記記憶部に記
憶される情報が示すサーチ窓の幅と同じ幅のサーチ窓を
用いて、他の基地局からのパイロット信号を探索する探
索部とを備えることを特徴とする。請求項3に係る本発
明の基地局探索方法は、ソフトハンドオフ指示及びハー
ドハンドオフ指示に対応して移行先の基地局を探索する
携帯電話機に用いられる基地局探索方法であって、基地
局からソフトハンドオフ指示又はサーチ窓の幅の指定を
含み得るハードハンドオフ指示を受け付ける受け付けス
テップと、ハードハンドオフ指示を受け付けたとき、当
該指示に含まれるサーチ窓の幅あるいはソフトハンドオ
フ指示に対して用いるサーチ窓の幅より広い幅のサーチ
窓を用いて他の基地局からのパイロット信号を探索する
探索ステップとを含むことを特徴とする。請求項4に係
る本発明のプログラムは、ソフトハンドオフ指示及びハ
ードハンドオフ指示に対応して移行先の基地局を探索す
る処理を携帯電話機に実行させるプログラムであって、
基地局からソフトハンドオフ指示又はサーチ窓の幅の指
定を含み得るハードハンドオフ指示を受け付ける受け付
けステップと、ハードハンドオフ指示を受け付けたと
き、当該指示に含まれるサーチ窓の幅あるいはソフトハ
ンドオフ指示に対して用いるサーチ窓の幅より広い幅の
サーチ窓を用いて他の基地局からのパイロット信号を探
索する探索ステップとを含む処理を携帯電話機に実行さ
せることを特徴とする。
て説明する。図1は、本実施の形態における携帯電話機
の構成を示すブロック図である。同図において携帯電話
機100は、アンテナ10、無線部20、変復調部3
0、音声処理部40、マイク50、スピーカ60、サー
チ部70及び制御部80から構成される。
無線区間と変復調部30との間の周波数変換を行うもの
で、制御部80の指示によりトラフィックチャネルの周
波数割当てに応じた周波数変換を行うことができる。変
復調部30は、主に、狭帯域変調及び拡散変調を行う変
調部と逆拡散及び復調を行う復調部とを備え、データの
変復調を行う。
カ60を介して入出力される音声のCODEC処理を行
う。サーチ部70は、マッチドフィルタ71及びパイロ
ット強度測定部72等を備え、通信中における近隣の基
地局やハードハンドオフ時の新基地局のパイロットサー
チを行う。
し、このサーチ窓内で、利用可能なパイロットチャネル
のマルチパスコンポーネント(すなわち、対応する下り
トラヒックチャネルを復調するために携帯電話機100
が使用できるマルチパスコンポーネント)をサーチする
操作をいう。サーチ窓のサイズは基地局からの指示に基
づく。パイロットチャネルは、各基地局が連続して送信
する信号で、このパイロットチャネルにより携帯電話機
は下りCDMAチャネルのタイミングを捕捉できる。異
なる基地局同士は、異なるパイロットPN系列オフセッ
トにより識別される。つまり、各基地局は、周期が2の
15乗のPN系列により、512種類の異なるタイミン
グでパイロットチャネルを拡散するので、携帯電話機は
タイミングを特定することにより基地局を特定すること
ができる。
ロットサーチによって、現行のCDMA周波数割り当て
上でパイロットチャネルをサーチし、他の基地局のパイ
ロットチャネルの存在を検出し、その強度を測定する。
携帯電話機100は、十分な強度を有する他の基地局の
パイロットチャネルを検出した場合、通信中の基地局に
パイロット強度測定メッセージを送信し、基地局はそれ
に応えてハンドオフの実行を指示する。
フ時の新基地局のパイロットサーチにより、新基地局の
同期捕捉を行う。同期捕捉とは、受信側での拡散符号の
発生タイミングを受信信号の拡散符号に合わせる操作を
いう。マッチドフィルタ71は、窓制御部83からのサ
ーチ窓の期間を示す信号が入力されている間、受信信号
とPN系列との畳み込み積分によって相関検出を行う。
ィルタ71の相関検出の結果に基づいて、チップ当たり
の受信パイロットエネルギーEcと各コンポーネントの
総受信スペクトル密度(雑音とシグナル)Ioとの比を
加え合わせることにより、パイロットチャネルのパイロ
ット強度を測定する。さらにパイロット強度測定部72
は、強度の測定によってピーク位置を特定し、パイロッ
トチャネルのタイミングを検出する。
及びROM等から構成され、CPUがROMに記録され
た各種プログラムを実行することにより携帯電話機10
0の各種制御を行う。機能的には、制御部80は、ハン
ドオフ処理部81、周波数設定部82、窓制御部83、
サーチ窓メモリ84及びサーチ窓テーブル85から構成
される。
ドオフ指示メッセージを受け付けると、各構成要素を制
御してハンドオフを遂行する。より詳しくは、ハンドオ
フ処理部81は、まず、ハンドオフ指示メッセージを解
析することにより、ハンドオフ種別、周波数割当て、パ
イロットPN系列オフセットインデックス、サーチ窓サ
イズ情報等を特定する。ここでハンドオフ種別は、ソフ
トハンドオフとハードハンドオフとがある。周波数割当
ては、新基地局のチャネルに割り当てられた周波数を示
し、ハンドオフ種別がソフトハンドオフの場合は省略さ
れる。パイロットPN系列オフセットインデックスは、
新基地局についての、0オフセットパイロット系列に比
例する1パイロット当たり64PNチップ単位のPNオ
フセットを示す。サーチ窓サイズは、パイロットサーチ
に用いるサーチ窓サイズを示し、場合によっては省略さ
れる。
周波数割当ての周波数に同調して周波数変換を行うよう
無線部20を制御する。またハンドオフ処理部81は、
サーチ窓サイズ情報を用いてサーチ窓テーブル85から
対応するサーチ窓サイズを読み出し、サーチ窓メモリ8
4に格納する。さらにハンドオフ処理部81は、窓制御
部83にパイロットPN系列オフセットインデックスと
ハンドオフ種別とを通知する。
1が解析したハンドオフ指示に示されている新基地局の
周波数割当てに応じて、無線部20の周波数切替え制御
を行う。サーチ窓テーブル85は、図2に示すサーチ窓
テーブルを記憶する。同図に示すように、サーチ窓テー
ブルは、左欄に示すサーチ窓情報と右欄に示す窓サイズ
パラメータとから構成される。窓サイズパラメータが示
す値は、パイロットチャネルをサーチする際に用いるサ
ーチ窓のPNチップ数に対応する。
81によりサーチ窓テーブル85から読み出されたサー
チ窓情報及び窓サイズパラメータを記憶する。窓制御部
83は、ハンドオフ種別、パイロットPN系列オフセッ
ト、サーチ窓メモリ84に記憶されるサーチ窓情報及び
窓サイズパラメータとに基づいて、マッチドフィルタ7
1にパイロットサーチの際のサーチ窓のタイミングを通
知する。 窓制御部83は、通信中においては、サーチ
窓メモリに示される窓サイズパラメータの幅のサーチ窓
の中心を、各近隣基地局のパイロットPN系列オフセッ
トに設定してパイロットサーチを行う。
ハンドオフの場合、サーチ窓メモリ84に記憶されるサ
ーチ窓情報を読み出し、サーチ窓情報の値を1つ増や
し、増やした値のサーチ窓情報に対応する窓サイズパラ
メータをサーチ窓テーブル85から読み出す。続いて窓
制御部83は、読み出した窓サイズパラメータの幅のサ
ーチ窓の中心を、新基地局のパイロットPN系列オフセ
ットに設定して新基地局のパイロットサーチを行う。
は、ハードハンドオフの際には、サーチ窓メモリに記憶
されている窓サイズパラメータが示すサーチ窓サイズよ
り広いサイズのサーチ窓で新基地局のパイロットサーチ
を行う。これによりハードハンドオフ時は、ソフトハン
ドオフのためのパイロットサーチに用いるサーチ窓サイ
ズ、又は、基地局から指示されたサーチ窓サイズよりも
広い窓によりパイロットサーチが行われることになる。
イントを示し、図3(b)は、異常なハードハンドオフ
ポイントを示す。図3(a)、(b)において、携帯電
話機が基地局Aから基地局Bにハードハンドオフする場
合、携帯電話機は、基地局Aの電波を基準にして、基地
局Bのパイロットサーチのサーチ窓を設定する。すなわ
ち、サーチ窓のタイミングは、基地局Aからの電波の遅
延時間に基づいて決定される。
中、移動機)は、基地局Aと基地局Bと中間の距離に位
置するので、基地局Aからの電波の遅延時間α1と基地
局Bからの電波の遅延時間α2の時間差はさほど大きく
ない。よって、時間差は、ハードハンドオフの際に基地
局から指示されたサーチ窓サイズ又は前回のパイロット
サーチの際に使用したサーチ窓サイズにより吸収され
る。
が(図中、移動機)基地局Aに近く、基地局Bに遠いと
ころに位置する場合、基地局Bからの電波は建造物等の
反射が多くなる分、遅延時間が長くなる。このため、基
地局Aからの電波の遅延時間β1と基地局Bからの電波
の遅延時間β2との時間差は図3(a)の場合より大き
く、基地局から指示されたサーチ窓サイズ又は前回のパ
イロットサーチの際にしようしたサーチ窓サイズでは吸
収できないことがある。吸収できない場合、携帯電話機
は、基地局Bのパイロット信号を捉えることができず、
その結果、ハードハンドオフに失敗し、通話がドロップ
することになる。
に先立って、近隣基地局のパイロットサーチを行い、パ
イロットチャネルのタイミングを捕らえてからソフトハ
ンドオフを行うのでこのような問題はおこらない。一
方、ハードハンドオフでは、ハンドオフ前に移行先のパ
イロットサーチを行わないため、このような問題が起こ
りやすい。よって本発明は、ハードハンドオフの場合に
は、旧基地局と新基地局とからの電波の遅延時間の時間
差が大きい場合であっても、サーチ窓を広くすることに
より時間差を吸収できるようにし、ハンドオフの失敗を
防止する。
ャネルの電波強度とサーチ窓との関係を示す。同図は左
から右の方向に時間の流れを示す。PN100は、基地
局AのパイロットPNオフセットインデックス、PN2
00は、基地局BのパイロットPNオフセットインデッ
クスを示す。携帯電話機100は、基地局A(周波数割
当て25ch)との通信中に、基地局Aの信号の電波強
度から電波のピーク位置を検出し、当該検出位置とPN
100の基準時刻とから遅延時間β1を求めて記憶して
いる。基地局B(周波数割当て50ch)へのハードハ
ンドオフ指示があると、窓制御部83は、PN100の
基準時刻と遅延時間β1とに基づいて、PN200のタ
イミングとPN200から遅延時間β1分遅れたタイミ
ングとを推定する。そして窓制御部83は、PN200
から遅延時間β1分遅れたタイミングを基準に、基地局
より指示されているサーチ窓サイズ(又は前もって記憶
しているサーチ窓サイズ)より広いサイズのサーチ窓サ
イズを開く。基地局Bの信号の電波のピーク位置は、P
N200の位置より遅延時間β2分送れているが、サー
チ窓サイズが広いことにより、サーチ窓内でピークが検
出される。
を示すフローチャートである。ハンドオフ処理部81
は、通信中の基地局からハンドオフ指示メッセージを取
得すると、ハンドオフ指示メッセージを解析することに
より、ハンドオフ種別、新基地局のパイロットPN系列
オフセットインデックス、新基地局の周波数割当て、サ
ーチ窓サイズ等を取得し、周波数設定部82、窓制御部
83等に必要な情報を伝送する(ステップS401、ス
テップS402)。
ジのハンドオフ種別がハードハンドオフであるか否かを
識別し、ハードハンドオフである場合には、ステップS
404に進み、それ以外の場合にはステップS405に
進む(ステップS403)。窓制御部83は、サーチ窓
メモリ84に記憶されている、又はハンドオフ指示メッ
セージに含まれているサーチ窓サイズより1つサイズが
大きいサーチ窓サイズをサーチ窓テーブル85から取得
する(ステップS404)。続いて、図4で説明した方
法により推定したタイミングで、ステップS404で取
得したサーチ窓サイズのサーチ窓を開くようマッチドフ
ィルタ71を制御し、マッチドフィルタ71及びパイロ
ット強度測定部72にパイロットサーチを行わせる(ス
テップS406)。
ハードハンドオフでない場合には、サーチ窓メモリ84
に記憶されている、又はハンドオフ指示メッセージに含
まれているサーチ窓サイズを用いて、マッチドフィルタ
71及びパイロット強度測定部72にパイロットサーチ
を行わせる。
話機は、ソフトハンドオフ指示及びハードハンドオフ指
示に対応して移行先の基地局を探索する携帯電話機であ
って、基地局からソフトハンドオフ指示又はサーチ窓の
幅の指定を含み得るハードハンドオフ指示を受け付ける
受け付け手段と、ハードハンドオフ指示を受け付けたと
き、当該指示に含まれるサーチ窓の幅あるいはソフトハ
ンドオフ指示に対して用いるサーチ窓の幅より広い幅の
サーチ窓を用いて他の基地局からのパイロット信号を探
索する探索手段とを備える。
に先立って、近隣基地局のパイロットサーチを行い、パ
イロットチャネルのタイミングを捕らえてからソフトハ
ンドオフを行うのでこのような問題はおこらない。一
方、ハードハンドオフでは、ハンドオフ前に移行先のパ
イロットサーチを行わないため、このような問題が起こ
りやすい。このため本発明は、ハードハンドオフの場合
には、旧基地局と新基地局とからの電波の遅延時間の時
間差が大きい場合であっても、サーチ窓を広くすること
により時間差を吸収できるようにし、これによりハンド
オフの失敗を防止することができる。
ブロック図である。
示す。(b)は、異常なハードハンドオフポイントを示
す。
窓との関係を示す。
チャートである。
Claims (4)
- 【請求項1】ソフトハンドオフ指示及びハードハンドオ
フ指示に対応して移行先の基地局を探索する携帯電話機
であって、 基地局からソフトハンドオフ指示又はサーチ窓の幅の指
定を含み得るハードハンドオフ指示を受け付ける受け付
け手段と、 ハードハンドオフ指示を受け付けたとき、当該指示に含
まれるサーチ窓の幅あるいはソフトハンドオフ指示に対
して用いるサーチ窓の幅より広い幅のサーチ窓を用いて
他の基地局からのパイロット信号を探索する探索手段
と、 を備えることを特徴とする携帯電話機。 - 【請求項2】請求項1に記載の携帯電話機において、前
記探索手段は、 サーチ窓の幅を示す情報を記憶する記憶部と、 前記受け付け手段により受け付けられた指示が、前記ハ
ードハンドオフ指示であるか否かを判定する判定部と、 前記判定部により前記ハードハンドオフ指示であると判
定された場合に、当該指示に含まれるサーチ窓の幅ある
いは前記記憶部に記憶される情報が示すサーチ窓の幅よ
り広い幅のサーチ窓を用い、 前記判定部により前記ハードハンドオフ指示でないと判
定された場合に、当該指示に含まれるサーチ窓の幅ある
いは前記記憶部に記憶される情報が示すサーチ窓の幅と
同じ幅のサーチ窓を用いて、他の基地局からのパイロッ
ト信号を探索する探索部と、 を備えることを特徴とする携帯電話機。 - 【請求項3】ソフトハンドオフ指示及びハードハンドオ
フ指示に対応して移行先の基地局を探索する携帯電話機
に用いられる基地局探索方法であって、 基地局からソフトハンドオフ指示又はサーチ窓の幅の指
定を含み得るハードハンドオフ指示を受け付ける受け付
けステップと、 ハードハンドオフ指示を受け付けたとき、当該指示に含
まれるサーチ窓の幅あるいはソフトハンドオフ指示に対
して用いるサーチ窓の幅より広い幅のサーチ窓を用いて
他の基地局からのパイロット信号を探索する探索ステッ
プと、 を含むことを特徴とする基地局探索方法。 - 【請求項4】ソフトハンドオフ指示及びハードハンドオ
フ指示に対応して移行先の基地局を探索する処理を携帯
電話機に実行させるプログラムであって、 基地局からソフトハンドオフ指示又はサーチ窓の幅の指
定を含み得るハードハンドオフ指示を受け付ける受け付
けステップと、 ハードハンドオフ指示を受け付けたとき、当該指示に含
まれるサーチ窓の幅あるいはソフトハンドオフ指示に対
して用いるサーチ窓の幅より広い幅のサーチ窓を用いて
他の基地局からのパイロット信号を探索する探索ステッ
プと、 を含む処理を携帯電話機に実行させることを特徴とする
プログラム。
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