JP3479886B2 - 基地局探索方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スペクトラム拡散
通信システムで使用される端末局において、基地局を探
索するための基地局探索方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】無線通信においては、端末局が自身の周
辺に存在する基地局を探索することは非常に重要であ
り、その探索結果に基づいて特定の基地局への接続動
作、及び接続していた基地局を切り替える動作などが行
われる。

【０００３】一方、スペクトラム拡散による無線通信に
おいては、全ての情報のやりとりが、基地局と端末局と
の間で拡散符号の同期が取れていることを前提に行われ
るため、端末局が基地局を探索する場合にも拡散符号の
同期を取る必要がある。ここで言う、拡散符号の同期と
は、拡散符号パターンの一致及びその開始タイミングの
一致が取れている状態のことを言う。

【０００４】また、スペクトラム拡散による無線通信に
おいては、一般に、基地局と端末局との間にはある程度
の周波数誤差及びタイミング誤差が存在するため、ある
時間で拡散符号の同期を取った後、しばらくするとその
同期タイミングに付随する情報はもはや当てにはなら
ず、新たに同期を取り直す必要がある。

【０００５】以下に、従来の基地局探索方法について詳
細に説明する。ここでは、現在標準化が進められている
３ＧＧＰ（3rd Generation Partnership Project）準拠
のＷ−ＣＤＭＡ（Wide band Code Division Multiple A
ccess）通信システムにおいて通常行われている基地局
探索方法について説明する。なお、以下の記載では、全
ての基地局で共通に使用される拡散符号の符号パターン
を第１の符号パターンと称し、各基地局毎に互いに異な
るように割り当てられた拡散符号の符号パターンを第２
の符号パターンと称する。

【０００６】従来の基地局探索方法は、以下の手順に従
って行われる。 （１）まず、第１の符号パターンで繰り返し送信されて
いる特定のチャンネル（primary synchronization chan
nel）の拡散符号について、その電力及び開始タイミン
グを検出する。 （２）次に、手順（１）にて検出された拡散符号の電力
の大きいものから順番に、その符号パターンの開始タイ
ミングに対して予め定められたタイミング関係にある第
２の符号パターン（scrambling code；スクランブルコ
ード）で送信されている他のチャンネルの拡散符号に対
する同期処理として第２の符号パターンの検出を試行す
る。なお、実際には、手順（１）と手順（２）との間
に、予め定められた規則に従ってグルーピングされたス
クランブルコードのグループを特定することにより、手
順（２）で検出すべきスクランブルコードの候補数及び
そのタイミングを絞り込む手順が挿入されるが、本発明
においては本質的な問題ではないためこの手順を省略し
て説明していく。 （３）手順（２）において、第２の符号パターンが複数
検出された場合には、その中の最大電力となる符号パタ
ーンのタイミングをその第２の符号パターンの検出タイ
ミングとする。 （４）最終的には、検出できた第２の符号パターンに対
する最大電力の大きさに基づいて、探索対象の基地局に
対する優劣（もしくは接続するための優先順位）を決定
する。

【０００７】なお、上記手順においては、手順（１）に
て検出される第１の符号パターンの開始タイミングは、
一般に複数個まとめて検出され、手順（２）において
は、手順（１）にて検出された複数個の開始タイミング
の１つ１つに対して第２の符号パターンの同期処理を試
行していく。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の基地局探索方法においては、手順（２）
にて試行すべき開始タイミングが多い場合、基地局と端
末局との間のタイミングドリフトによって、手順（２）
における同期処理試行の後の方では手順（１）にて検出
されたタイミングが既に古くなってしまっており、第２
の符号パターンの同期処理が失敗する可能性が高くなっ
てしまうという問題があり、その結果、検出可能な最大
基地局数に制限が生じてしまうという問題がある。

【０００９】この問題を回避するために、手順（２）の
途中、第２の符号パターンの検出動作を何回か行った
後、再度、第１の符号パターンの検出を行い、既に第２
の符号パターンの検出試行動作を行ったタイミングに関
しては、次回以降の検出試行動作を省略する方法を用い
ることも可能であるが、この方法では、伝送路特性の時
間変動の影響を受けることによって、検出される電力の
相対値が前回検出されたものと同じになるとは限らな
い。

【００１０】このように、既に検出試行動作を行った第
２の符号パターンに対応するタイミングを特定し、特定
したタイミングでの検出試行動作を次回以降省略する方
法を用いることは、実際問題として非常に困難である。

【００１１】また、第２の符号パターンの検出動作にお
いては、複数個の開始タイミングで同一の符号パターン
が検出される環境（いわゆるマルチパス環境）におい
て、一般にＲＡＫＥ処理と呼ばれる手法を用いることで
それら複数の開始タイミングに存在する信号を集めるこ
とにより、受信信号対雑音比の改善を図れることがよく
知られている。

【００１２】しかしながら、従来の基地局探査方法にお
いては、マルチパスの影響による受信電力の低下、及び
ＲＡＫＥ処理による改善に関しては全く考慮されておら
ず、マルチパスにより複数のパスに分割された受信信号
の中から最大電力となるパスのみを符号パターン毎に比
較することで、探索対象の基地局の優先順位を決定して
いるため、ＲＡＫＥ合成した後で受信電力的に不利にな
る基地局を優先して探索してしまう場合がある等、決定
される基地局の優先順位の信頼性が低いという問題もあ
る。

【００１３】本発明は上述したような従来の技術が有す
る問題点に鑑みてなされたものであって、検出可能な最
大基地局数の制限をなくすことができるとともに、マル
チパス存在時に決定される基地局の優先順位の信頼性を
高めることができる基地局探索方法を提供することを目
的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、全ての基地局で共通に使用される拡散符号
の符号パターンである第１の符号パターンで繰り返し送
信されている特定のチャンネルの拡散符号と、各基地局
毎に互いに異なるように割り当てられた拡散符号の符号
パターンであって前記第１の符号パターンの開始タイミ
ングに対して予め定められたタイミング関係にある第２
の符号パターンで送信されている他のチャンネルの拡散
符号とを持つ基地局を探索対象とし、前記第１の符号パ
ターンを検出した後、検出した第１の符号パターンの開
始タイミングと該第１の符号パターンの開始タイミング
に対して予め定められている前記タイミング関係の情報
とを用いて前記第２の符号パターンを検出することによ
り、現在受信可能な１つあるいは複数の基地局を探索す
るスペクトラム拡散通信システムにおける端末局の基地
局探索方法であって、前記第１の符号パターンの開始タ
イミングを１つまたは複数検出した後、前記第１の符号
パターンが検出された最も早い開始タイミングから順番
に、予め定めた最大数以内の、該第１の符号パターンの
開始タイミングそれぞれに応じた、前記第２の符号パタ
ーンの検出を予め定めた最大試行回数以内だけ実行する
第１のステップと、前記第１のステップにて前記第２の
符号パターンの検出が最後に試行された前記第１の符号
パターンの開始タイミングから前記第１の符号パターン
周期のｎ倍（ｎは０以上の整数）離れたタイミングに対
して一定のタイミングだけ遡った位置から、再度、前記
第１の符号パターンの開始タイミングを１つまたは複数
検出する第２のステップと、前記第２のステップにて前
記第１の符号パターンが検出された最も早い開始タイミ
ングから順番に予め定めた前記最大数以内の、該第１の
符号パターンの開始タイミングそれぞれに応じた、前記
第２の符号パターンの検出を前記最大試行回数以内だけ
実行する第３のステップと、前記第１及び第３のステッ
プにて検出された第２の符号パターンそれぞれの電力を
測定するとともに、前記第１及び第３のステップにて前
記第２の符号パターンとして同一の符号パターンが複数
検出された場合、その中で最大電力となる該第２符号パ
ターンの開始タイミング及びその電力を別途記憶する第
４のステップとを有し、前記第２の符号パターンの検出
結果として前記最大電力となる前記第２の符号パターン
の開始タイミング及びその電力に基づいて、該当する基
地局の受信タイミングを決定することを特徴とする。

【００１５】また、前記第１及び第３のステップにて前
記第２の符号パターンとして同一の符号パターンが複数
検出された場合、該同一の符号パターンのそれぞれに対
する合成電力を算出して記憶する第５のステップを有
し、以降、前記第２のステップから前記第５のステップ
までを繰り返し行うことにより、前記第２の符号パター
ンの検出を試行し、最終的に算出された前記合成電力の
大きさに基づいて、当該端末局に接続する前記基地局の
優先順位を決定することを特徴とする。

【００１６】また、前記第１及び第３のステップにて前
記第２の符号パターンとして同一の符号パターンが複数
検出された場合、該同一の符号パターンのうち前記第３
のステップにて検出された符号パターンに対する電力
は、その符号パターンが、前記第１のステップにて前記
第２の符号パターンの検出が最後に試行された開始タイ
ミングから予め定めておいた一定時間以降のタイミング
で検出されている場合にのみ、前記合成電力に加えるこ
とを特徴とする。

【００１７】また、前記第１の符号パターンの開始タイ
ミングを検出する場合、当該端末局にて受信信号と該第
１の符号パターンとの相関演算結果を予め決められた一
定の閾値とを比較し、その相関演算結果が前記一定の閾
値を超える符号パターンを前記第１の符号パターンとし
て検出することを特徴とする。

【００１８】また、前記閾値を、その時点の平均雑音レ
ベルとすることを特徴とする。

【００１９】また、前記最大試行回数を、当該端末局と
前記基地局との間のタイミングドリフト速度の最大値
と、前記第２の符号パターンを検出するために要する時
間とに基づいて決定することを特徴とする。

【００２０】（作用）本発明においては、第１の符号パ
ターンの開始タイミングの検出に続いて、第１の符号パ
ターンが検出された最も早い開始タイミングから順番
に、予め定めた最大数以内の、第１の符号パターンの開
始タイミングそれぞれに応じた第２の符号パターンの検
出を予め定めた最大試行回数以内だけ実行した後、第２
の符号パターンの検出が最後に試行された第１の符号パ
ターンの開始タイミングから第２の符号パターン周期の
ｎ倍離れたタイミングに対して一定のタイミングだけ遡
った位置から、再度、同様の方法で、第１の符号パター
ンの開始タイミングを検出し、続いて第２の符号パター
ンの検出を試行するため、第２の符号パターンの検出を
試行する際に、第１の符号パターンが検出されたタイミ
ングが古くなることがない。

【００２１】また、上記手順を繰り返すことにより、第
２の符号パターンの検出を試行し、検出できた第２の符
号パターンのそれぞれに対する合成電力の大きさによっ
て探索対象の基地局の優先順位を決定する場合において
は、従来技術のように、検出できた第２の符号パターン
のうち最大電力となる第２の符号パターンのみによって
基地局の優先順位を決定する場合と比較して、決定され
る基地局の優先順位の信頼性が高くなる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。

【００２３】図１は、本発明の基地局探索方法の実施の
一形態を説明するための図である。なお、図１におい
て、Ｔは、全ての基地局で共通に使用される拡散符号の
符号パターン（以下、第１の符号パターンと称する）の
繰り返し周期を示し、ｔijで表されるタイミングで第１
の符号パターンの開始タイミングが検出されたものとす
る。また、横軸は時間軸を示し、縦軸は受信信号と第１
の符号パターンの相関値を示しており、縦軸のレベルＰ
ｔは第１の符号パターンを検出するために用いられる一
定の閾値を表している。また、以下の説明では、第２の
符号パターンの検出動作を試行する最大試行回数を４回
とし、第２の符号パターンの検出動作を４回分試行した
後、再度、第１の符号パターンの検出動作を行うものと
する。

【００２４】まず、図１（ａ）に示すように、時間ｔs
からＴ時間分にわたって受信信号と第１の符号パターン
の相関値を観測することにより、第１の符号パターンの
開始タイミングを閾値Ｐｔを用いて検出し、続いて、第
１の符号パターンが検出された最も早い開始タイミング
ｔ11から順番に最大試行回数である４回分の開始タイミ
ングｔ11,ｔ12,ｔ13,ｔ14で、第２の符号パターンの検
出を試行する。なお、この説明例では第１の符号パター
ンの相関値を観測する時間をＴ時間としたが、特にこの
時間にこだわる必要はなく、例えば上記最大試行回数分
の開始タイミングが検出された時点で終了してもよい
（以下の説明でも同様）。

【００２５】ここで、ｔ11,ｔ12で第２の符号パターン
を検出した結果、これらの符号パターンが同一であった
場合、元々１つの基地局から発せられている電波が複数
のパスに分割されていると判断し、ｔ11,ｔ12における
第２の符号パターンに対する電力の合計をその基地局に
固有に割り当てられた拡散符号の合成電力として記憶
し、更に、ｔ11,ｔ12における第２の符号パターンに対
する電力の高い方のタイミング及びその電力を、該当す
る基地局の（受信）タイミングを決定するために記憶し
ておく。

【００２６】次に、図１（ｂ）に示すように、図１
（ａ）において第２の符号パターンの検出を最後に試行
したｔ14のタイミングから第１の符号パターン周期のｎ
倍（ｎは０以上の整数）離れたタイミングに対して一定
のタイミングＴdだけ遡ったタイミングを新たな時間ｔs
とし、この時間ｔsからＴ時間分にわたって、再度、第
１の符号パターンを閾値Ｐｔを用いて検出する。なお、
図１（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の各図において、左端の時
間は、実際にはＴ時間の整数倍離すことが可能で、本説
明での時間及び時間差はすべてＴ時間でのモジュロ演算
により求められていることとする。

【００２７】次に、図１（ｂ）において第１の符号パタ
ーンが検出された最も早い開始タイミングｔ21から順番
に最大試行回数である４回分の開始タイミングｔ21,ｔ2
2,ｔ23,ｔ24で、第２の符号パターンの検出を試行す
る。

【００２８】ここで、図１（ａ）のｔ14、図１（ｂ）の
ｔ21で第２の符号パターンを検出した結果、これらの符
号パターンが同一であり、かつｔ21とｔ14の時間差が予
め決めておいた値よりも大きい場合には、ｔ21における
第２の符号パターンに対する電力を合成電力に加え、一
方、ｔ21とｔ14の時間差が予め決めておいた値よりも小
さい場合には、ｔ21における第２の符号パターンに対す
る電力を合成電力に加えないこととする。さらに、ｔ1
4,ｔ21における第２の符号パターンに対する電力の高い
方のタイミング及びその電力を記憶しておく。

【００２９】以降、上述した動作を繰り返し行うことに
より、第１の符号パターンの最初の検出動作からのべｍ
Ｔ（ｍは１以上の整数）時間分にわたって、第１の符号
パターンが存在する全ての開始タイミングで第２の符号
パターンの検出を試行する。

【００３０】最終的には、第２の符号パターンとして複
数検出された同一の符号パターンのうち最大電力となる
符号パターンのタイミング及びその電力に基づいて、該
当する基地局の（受信）タイミングを決定するととも
に、検出できた第２の符号パターンのそれぞれに対する
合成電力の大きさに基づいて、探索対象の基地局に対す
る優劣（もしくは接続するための優先順位）を決定す
る。

【００３１】なお、図１においては、ｍ＝２とし、第１
の符号パターンの最初の検出動作からのべ２Ｔ時間分に
わたって、第１の符号パターンが存在する全ての開始タ
イミングで第２の符号パターンの検出を試行する場合の
例を示している。ｍの値を大きくすることで、平均的に
大きな合成電力によって探索対象の基地局の優先順位を
決定することができる。

【００３２】本実施形態においては、第１の符号パター
ンを閾値Ｐｔを用いて検出しているが、その検出方法と
しては、例えば、受信した符号パターンを逆拡散した結
果から計算されるその符号パターンに対する電力と閾値
Ｐｔとを比較し、その符号パターンに対する電力が閾値
Ｐｔを超える場合に、その符号パターンを第１の符号パ
ターンとして検出する方法を用いることができる。ま
た、閾値Ｐｔは、その時の平均雑音レベルとしても良
い。

【００３３】また、本実施形態においては、最大試行回
数を４回としたが、この最大試行回数は、例えば、端末
局と基地局間のタイミング誤差の最大値と、第２の符号
パターンを検出するために要する時間とに基づいて決定
することができる。すなわち、本実施形態においては、
第２の符号パターンを４回分検出する試行時間で、端末
局と基地局間のタイミング誤差の最大値によるタイミン
グドリフトを考慮した場合、第２の符号パターンの５回
目の検出の試行が正しく行えない（５回目に試行しよう
とするタイミング情報が既に古い物となっている）可能
性があるため、最大試行回数を４回としている。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
第１の符号パターンの開始タイミングの検出に続いて、
第１の符号パターンが検出された最も早い開始タイミン
グから順番に、予め定めた最大数以内の、第１の符号パ
ターンの開始タイミングそれぞれに応じた第２の符号パ
ターンの検出を予め定めた最大試行回数以内だけ実行し
た後、第２の符号パターンの検出が最後に試行された第
１の符号パターンの開始タイミングから第２の符号パタ
ーン周期のｎ倍離れたタイミングに対して一定のタイミ
ングだけ遡った位置から、再度、同様の方法で、第１の
符号パターンの開始タイミングを検出し、続いて第２の
符号パターンの検出を試行するため、第２の符号パター
ンの検出を試行する際に、第１の符号パターンが検出さ
れたタイミングが古くなることで第２の符号パターンの
検出に失敗する可能性が低減され、これにより、検出可
能な最大基地局数が制限されるという問題を回避するこ
とができる。

【００３５】また、上記手順を繰り返すことにより、第
２の符号パターンの検出を試行し、検出できた第２の符
号パターンのそれぞれに対する合成電力の大きさに基づ
いて探索対象の基地局の優先順位を決定する場合におい
ては、従来技術のように、検出できた第２の符号パター
ンのうち最大電力となる第２の符号パターンのみによっ
て基地局の優先順位を決定する場合と比較して、決定さ
れる基地局の優先順位の信頼性が高くなり、ＲＡＫＥ合
成後に受信電力的に不利になる基地局を優先してしまう
等の問題を回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基地局探索方法の実施の一形態を説明
するための図である。

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 全ての基地局で共通に使用される拡散符
   号の符号パターンである第１の符号パターンで繰り返し
   送信されている特定のチャンネルの拡散符号と、各基地
   局毎に互いに異なるように割り当てられた拡散符号の符
   号パターンであって前記第１の符号パターンの開始タイ
   ミングに対して予め定められたタイミング関係にある第
   ２の符号パターンで送信されている他のチャンネルの拡
   散符号とを持つ基地局を探索対象とし、前記第１の符号
   パターンを検出した後、検出した第１の符号パターンの
   開始タイミングと該第１の符号パターンの開始タイミン
   グに対して予め定められている前記タイミング関係の情
   報とを用いて前記第２の符号パターンを検出することに
   より、現在受信可能な１つあるいは複数の基地局を探索
   するスペクトラム拡散通信システムにおける端末局の基
   地局探索方法であって、 前記第１の符号パターンの開始タイミングを１つまたは
   複数検出した後、前記第１の符号パターンが検出された
   最も早い開始タイミングから順番に、予め定めた最大数
   以内の、該第１の符号パターンの開始タイミングそれぞ
   れに応じた、前記第２の符号パターンの検出を予め定め
   た最大試行回数以内だけ実行する第１のステップと、 前記第１のステップにて前記第２の符号パターンの検出
   が最後に試行された前記第１の符号パターンの開始タイ
   ミングから前記第１の符号パターン周期のｎ倍（ｎは０
   以上の整数）離れたタイミングに対して一定のタイミン
   グだけ遡った位置から、再度、前記第１の符号パターン
   の開始タイミングを１つまたは複数検出する第２のステ
   ップと、 前記第２のステップにて前記第１の符号パターンが検出
   された最も早い開始タイミングから順番に予め定めた前
   記最大数以内の、該第１の符号パターンの開始タイミン
   グそれぞれに応じた、前記第２の符号パターンの検出を
   前記最大試行回数以内だけ実行する第３のステップと、 前記第１及び第３のステップにて検出された第２の符号
   パターンそれぞれの電力を測定するとともに、前記第１
   及び第３のステップにて前記第２の符号パターンとして
   同一の符号パターンが複数検出された場合、その中で最
   大電力となる該第２の符号パターンの開始タイミング及
   びその電力を別途記憶する第４のステップとを有し、 前記第２の符号パターンの検出結果として前記最大電力
   となる前記第２の符号パターンの開始タイミング及びそ
   の電力に基づいて、該当する基地局の受信タイミングを
   決定することを特徴とする基地局探索方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の基地局探索方法におい
   て、 前記第１及び第３のステップにて前記第２の符号パター
   ンとして同一の符号パターンが複数検出された場合、該
   同一の符号パターンのそれぞれに対する合成電力を算出
   して記憶する第５のステップを有し、 以降、前記第２のステップから前記第５のステップまで
   を繰り返し行うことにより、前記第２の符号パターンの
   検出を試行し、最終的に算出された前記合成電力の大き
   さに基づいて、当該端末局に接続する前記基地局の優先
   順位を決定することを特徴とする基地局探索方法。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の基地局探索方法におい
   て、 前記第１及び第３のステップにて前記第２の符号パター
   ンとして同一の符号パターンが複数検出された場合、該
   同一の符号パターンのうち前記第３のステップにて検出
   された符号パターンに対する電力は、その符号パターン
   が、前記第１のステップにて前記第２の符号パターンの
   検出が最後に試行された開始タイミングから予め定めて
   おいた一定時間以降のタイミングで検出されている場合
   にのみ、前記合成電力に加えることを特徴とする基地局
   探索方法。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の
   基地局探索方法において、 前記第１の符号パターンの開始タイミングを検出する場
   合、当該端末局にて受信信号と該第１の符号パターンと
   の相関演算結果を予め決められた一定の閾値とを比較
   し、その相関演算結果が前記一定の閾値を超える符号パ
   ターンを前記第１の符号パターンとして検出することを
   特徴とする基地局探索方法。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の基地局探索方法におい
   て、 前記閾値を、その時点の平均雑音レベルとすることを特
   徴とする基地局探索方法。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の
   基地局探索方法において、 前記最大試行回数を、当該端末局と前記基地局との間の
   タイミングドリフト速度の最大値と、前記第２の符号パ
   ターンを検出するために要する時間とに基づいて決定す
   ることを特徴とする基地局探索方法。