JP3492646B2

JP3492646B2 - 基地局探索方法および移動体無線端末装置

Info

Publication number: JP3492646B2
Application number: JP2001122961A
Authority: JP
Inventors: 典子齊藤; 路意藤田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-04-20
Filing date: 2001-04-20
Publication date: 2004-02-03
Anticipated expiration: 2021-04-20
Also published as: JP2002320251A; US20020154609A1; US7099667B2

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＤＭＡ方式の移
動体通信システムにおける基地局探索方法および移動体
無線端末装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＤＭＡ方式の移動体通信システムで
は、サービスエリア内に複数の基地局が設置されてお
り、移動局は、最寄の基地局との間で信号の送受信を行
う。一つの基地局がカバーする無線ゾーンは、セル（ま
たはセクタ）と呼ばれる。

【０００３】移動局は電源が投入されると、まず、最寄
の基地局を探索し、探索された基地局との間で所定の情
報のやり取りを行い、最終的に、通話可能状態（基地局
からの呼び出し信号を受け取ることができる状態という
ことで、「待ち受け状態」とも呼ばれる）に移行する。

【０００４】ＣＤＭＡ方式は、Ｗ−ＣＤＭＡ方式（日欧
方式）と、ｃｄｍａ２０００（ＩＳ−９５方式：米国方
式）とに大別される。前者の方式では、各基地局が非同
期で動作しており、一方、後者の方式では、ＧＰＳ衛星
などを利用して各基地局に絶対的な時間基準を提供する
ことにより、各基地局を同期させて動作させる。

【０００５】ただし、移動局が最寄の基地局を探索する
処理（移動局がどのセルに属するかを検出する方法であ
り、一般にセルサーチと呼ばれる）は、両方式とも基本
的に同じである。

【０００６】すなわち、セルサーチの第１段階では、各
基地局が送信する同期獲得の目安となるパイロット信号
（基準信号）をそれぞれ検出し、検出された複数のパイ
ロット信号のうち、受信電力が最大のものを選択し、そ
の選択されたパイロット信号と同期をとるべく逆拡散符
号の位相を制御する。

【０００７】セルサーチの第２段階では、移動局は、同
期を獲得した最寄の基地局に対して、位置登録の手続き
を要求すると共に、現在の受信パワーの情報を送信す
る。位置登録の要請を受けた基地局は、その移動局の位
置をメモリに新規登録し、また、送信パワーの制御を行
う。これにより、移動局は、その基地局と送受信を行う
ことができるようになり、いわゆる待ち受け状態とな
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】サービスエリア内に設
置される複数の基地局の配置は、すべてのサービスエリ
アが、いずれかの基地局の無線ゾーン（セル）によって
カバーされるように配置される。

【０００９】しかし、現実には、移動体通信がサービス
を提供する地域の地形や電波の伝播環境は千差万別であ
り、サービスエリア内であっても、基地局からの電波が
届きにくい地域が存在する。また、天候や、一つの基地
局に対する通信要求の量（トラフィック量）の変動、あ
るいは、新たな建築物の建設等によっても、通信環境は
時々刻々と変化するため、通常ならば通話が可能な地域
であっても、悪条件が重なって通話不能となることもあ
り得る。

【００１０】移動局は、通話可能か否かは、最寄の基地
局から受信するパイロット信号の受信電力が、受信最低
限界レベルに達しているか否かにより判断する。つま
り、最寄の基地局から受信するパイロット信号の受信電
力が受信最低限界に達しないときは、移動局は、最寄の
基地局がカバーしている無線ゾーン（セル）の圏外とな
ったものと判定し、位置登録要求やパワーコントロール
情報等の発信を停止する。この状態となると、基地局
は、セル内に通話可能な移動局が存在しなくなったと判
断し、位置登録を抹消するため、それ以降の通話は不能
となる。

【００１１】しかし、最寄の基地局からの電波が届きに
くくなって、通話不能と判断される態様も、上述のとお
り種々存在するのであり、中には、何らかの対策を施す
ことにより、なんとか通話可能な状態を維持、確保する
ことができる場合がある。

【００１２】図７は、移動局が、受信困難な状況におか
れる態様を示す図である。図７中で、Ｚ１〜Ｚ３は、基
地局ＳＴ１〜ＳＴ３の各々がカバーする無線ゾーン（セ
ル）を示している。

【００１３】図７の右下に示されるように、移動局９０
３が、どのセルからも遠く離れているエリアＡＲ１６に
位置する場合には、通話不能であるのは仕方がないこと
である。

【００１４】しかし、移動局９０１が、セルＺ３とゼル
Ｚ２との境界近辺のエリアＡＲ１８に位置する場合や、
移動局９０２が、セルＺ１，セルＺ２およびセルＺ３の
各々の境界近辺のエリアＡＲ２０に位置する場合には、
通話環境はよくないが、通話をなんとか行える可能性は
残されている。

【００１５】しかし、従来技術では、基地局から受信す
るパイロット信号の受信パワーが最低限界レベルに達し
ない場合には、移動局側では、一律に、基地局がカバー
する無線ゾーン（セル）の圏外となったと判定して、基
地局に対する位置登録要求や送信パワー制御信号の送信
等をあきらめてしまうため、通話を確保したり、維持し
たりする可能性がなくなってしまう。

【００１６】このような場合の対策として、例えば、移
動局において、受信信号のパワーが最低限界レベル近傍
にある場合には、受信アンプの増幅率を増大させて受信
信号のレベルそのものを高めるという方法が考えられ
る。

【００１７】しかし、受信パワーが弱い場合にはＳ／Ｎ
が悪化しており、この場合にはノイズばかり増幅してし
まい、瞬時的なノイズを正規の信号と誤って認識する危
険も高まる。また、どのくらいの時間、受信アンプの増
幅率を高くすればよいかということも、明確ではなく、
弱電界地域に対する対策としては、信頼性がそれほど高
くない、という問題もある。

【００１８】同様に、受信パワーが最低限界付近にある
場合には、ソフトウエアの制御によって、所定の期間だ
け、最寄の基地局との同期確保や、その基地局に対する
位置登録の要求等の処理を継続することも考えられる。
しかし、このような方法でも、どれだけの期間、そのよ
うな処理を継続すればよいかは不明であり、信頼性とい
う点で問題があり、かえって、電力の無駄使いになる可
能性もある。

【００１９】かといって、基地局の送信パワーを、従来
の設計値の上限値よりも増大させれば、それだけ干渉電
力も増大し、一つのセルに収容できる人数が減る。

【００２０】また、セルとセルが重なる領域を広げれ
ば、それだけ、弱電界の領域を減らすことには効果はあ
るが、その結果としてサービスエリアを狭めることにな
り、また、干渉電力を増大させることにもなり、このよ
うな対策は現実的ではない。

【００２１】本発明は、このような考察に基づいてなさ
れたものであり、その目的は、受信波の電界が弱く、受
信信号の電力が最低限界レベル付近にある地域において
も、確かな信頼性をもって移動無線端末が基地局に接続
しやすくし、かつ、干渉電力の増大による一つのセルに
収容できる人数の減少といった悪影響も生じさせない、
新規なセルサーチ方法および移動体無線端末装置を提供
することにある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明では、ＣＤＭＡ通
信を行う移動体無線端末装置が、通信を行うのに最適の
基地局を探索するサーチ処理を行う場合における、同期
獲得のために用いられる基準信号の受信電力を測定する
段階において、基準信号の受信電力レベルが最低受信電
力レベル付近にある場合には、サイトダイバシティ受信
により、隣接する基地局の各々から送信された基準信号
を同一の時間軸上で受信し、基準信号の相対的な位相差
に相当する位相シフトを与える処理を、受信した基準信
号のいずれかに施し、しかる後、複数の基準信号同士を
合成することにより、基準信号の受信レベルを改善す
る。

【００２３】ＣＤＭＡ通信方式の特徴である、サイトダ
イバシティおよびレイク受信の技術を、セルサーチにお
ける最初の処理である、基準信号の受信レベル測定に応
用することにより、何らの悪影響を生じさせることな
く、弱電界地域における通話可能性を、きわめて容易
に、かつ確実に向上させることが可能となる。

【００２４】

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

【００２５】（実施の形態１）本発明では、ＣＤＭＡ通
信方式の特徴である、サイトダイバシティおよびレイク
受信の技術を、セルサーチにおける最初の処理である、
基準信号の受信レベル測定に応用する。

【００２６】以下、本発明の技術思想の特徴について、
いわゆるソフトハンドオーバーの技術と対比して説明す
る。

【００２７】「サイトダイバシティ」は、セルとセルの
境界付近において、複数の基地局から送信された、伝播
経路を異にして移動局に到来した信号を同一の時間軸上
で受信し、それらの信号を選択したり合成したりして、
受信状況の改善を図る技術である。ＣＤＭＡ方式は、拡
散コードにより基地局を区別できるため、隣接するセル
（基地局）において、同一の周波数を利用できるという
利点がある。

【００２８】また、移動局において、各基地局に対応す
る逆拡散コードを発生させることができれば、一つの受
信機でもって、異なる基地局から送信されてきた信号を
同一の時間軸上で受信することができ、これが「レイク
受信」である。

【００２９】サイトダイバシティとレイク受信という基
本技術を利用して実現されるのが、いわゆる「ソフトハ
ンドオーバー」である。ソフトハンドオーバーは、移動
局の移動に対応して、通信対象の基地局を、通信の切断
を伴うことなくスムーズに、しかもユーザーに知られる
ことなく切り替えることができる。

【００３０】図７に、ソフトハンドオーバーの例を示
す。図７に示される移動局９００は、エリアＡＲ１０に
位置するときは基地局ＳＴ３と通信を行い、エリアＡＲ
１２に位置するときは、ソフトハンドオーバーを行なっ
て、基地局ＳＴ１およびＳＴ３と同時に通信を行い、エ
リアＡＲ１４に位置するときは、基地局ＳＴ１と通信を
行う。

【００３１】このソフトハンドオーバーは、以下の条件
の下で行なわれる。通話中の一つ基地局から到来する電波の電界が弱ま
り、一方、隣接する基地局から到来する電波の電界が強
まるという２つの条件が満足されること。上述の条件が満足される場合でも、各基地局から到来
する信号の受信電力レベルは、通話可能な最低限界レベ
ルを超えている。つまり、複数の基地局の各々と通話可
能な状態だからこそ、ユーザーに知られることなく、通
信対象の基地局を切り替えることができる（つまり、異
なる基地局からの信号を同時に受信し、一方の通信チャ
ネルが切断されてしまう前に、他方の通話チャネルに切
り替えることができる）。

【００３２】したがって、ソフトハンドオーバーの場合
は、いってみれば、各基地局との通話が可能な程度の受
信レベルが確保されているという受信環境の下で、より
よい信号の受信を行なうための技術ということができ、
これが、従来の技術の考え方である。

【００３３】これに対し、本発明の考え方は、従来と
は、まったく異なる。つまり、図７のエリアＡＲ１８や
ＡＲ２０のような、セルとセルの境界位置にあって、最
低限度の受信パワー（受信可能な受信電力の下限を示す
しきい値）さえも確保するのが難しい状況になった場合
に、本来は、受信パワーが所定のしきい値を下回って基
地局に対する同期獲得や位置登録の要求をあきらめてし
まうところ、ここで、サイトダイバシティとレイク合成
を用いて、受信信号を合成し、これによりしきい値を超
えた場合には、あたかも、最寄の（あるいは最適の）基
地局からの受信信号が単独で所定のしきい値を超えてい
るものとみなして、その最寄の基地局に対する同期獲得
処理や位置登録の要求等の処理を、あきらめずに行わ
せ、これにより、基地局との通信が切断されてしまう、
あるいは基地局と通信できない状態となってしまう確率
を引き下げるものである。

【００３４】つまり、図７では、エリアＡＲ１８やＡＲ
２０のような、セルとセルの境界位置では、全く通話圏
の外であるエリアＡＲ１６と違って、受信電界の変動に
より、通話環境が改善される場合もあり得るし、また、
しばらく我慢して基地局に対する所定の処理を継続して
いれば、移動局自身の移動により、再び、受信状況が改
善される可能性もかなり高い。そこで、移動局自身があ
きらめずに、基地局に対する最も初期の基本となる処理
を継続させるべく、ＣＤＭＡ方式の基本技術であり、か
つ信頼性の高い、サイトダイバシティとレイク合成の技
術を応用するものである。

【００３５】したがって、本発明の場合は、基地局と接
続できるか否かという最低の受信電力レベルの測定と判
断を問題にするのであり、ソフトハンドオーバーのよう
に、最低限度の受信パワーが確保されていることを前提
として、より高い受信品質をめざそうとする技術思想と
は根本的に異なる。ゆえに、本発明では、最適な（最寄
の）基地局からの受信信号が、受信最低限界を示す所定
のしきい値を下回るか否かのみが問題であり、ソフトハ
ンドオーバーのように、一方の基地局から受信した信号
レベルの減少と、他方の基地局から受信した信号レベル
の上昇を同時に観測するといった処理は、本発明には基
本的には、関係がない。

【００３６】以下、本発明の実施の形態について、具体
的に説明する。

【００３７】図１は、本発明の実施の形態にかかる移動
体無線端末装置の要部の構成を示す図である。

【００３８】図１の移動体無線端末装置は、図７で示し
た、３つの基地局ＳＴ１〜ＳＴ３から送信されてきた信
号を受信し得る環境にあるものとする。各基地局から到
来する信号の各々は、マルチパス環境の下で、異なる経
路を経て移動体無線端末装置のアンテナ１６に到来す
る。

【００３９】ここでは、以下の説明の便宜のため、基地
局ＳＴ１が送信する信号は、パス１ａおよび１ｂを経由
して到来し、基地局ＳＴ２が送信する信号は、パス２ａ
および２ｂを経由して到来し、基地局ＳＴ３が送信する
信号は、パス３ａおよび３ｂを経由して到来するものと
する。

【００４０】アンテナ１６で受信された信号は、デュプ
レクサ１０を介して、アナログレシーバ１２に到達し、
ここで、周波数変換の処理をがなされ、Ａ／Ｄ変換器１
４にて、デジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器１４
からは、Ｉ（同相信号），Ｑ（直交信号）二つの信号が
出力される。

【００４１】サーチフィンガ２０は、Ｉ，Ｑそれぞれの
信号について、各基地局ＳＴ１〜ＳＴ３の各々に割り振
られている拡散符号（逆拡散符号）を複素乗算し、各基
地局毎に相関値を求め、受信電力を計算する。

【００４２】相関器３０〜３２はそれぞれ、基地局ＳＴ
１〜ＳＴ３から送信されたそれぞれのパイロット信号
（同期獲得のための基準信号）のＩ成分についての相関
を求める相関器である。図中、ＰＮ_I（１）は、基地局
ＳＴ１に対応する逆拡散符号であり、ＰＮ_I（２）は、
基地局ＳＴ２に対応する逆拡散符号であり、ＰＮ
_I（３）は、基地局ＳＴ３に対応する逆拡散符号であ
る。

【００４３】相関器３３〜３５はそれぞれ、基地局ＳＴ
１〜ＳＴ３から送信されたそれぞれのパイロット信号
（同期獲得のための基準信号）のＱ成分についての相関
を求める相関器である。図中、ＰＮ_Q（１）は、基地局
ＳＴ１に対応する逆拡散符号であり、ＰＮ_Q（２）は、
基地局ＳＴ２に対応する逆拡散符号であり、ＰＮ
_Q（３）は、基地局ＳＴ３に対応する逆拡散符号であ
る。

【００４４】参照符号４０〜４５は二乗演算器であり、
参照符号４６〜４８は加算器である。これらの演算器に
より、Ｉ²+Ｑ²の演算がなされ、各基地局から受信した
パイロット信号について、受信電力（受信パワー）が算
出される。

【００４５】算出された、各基地局が送信したパイロッ
ト信号の受信電力値のそれぞれは、平均化回路４９によ
り平均化され、ピーク検出回路５０ａ〜５０ｃに内蔵さ
れているメモリ５１ａ〜５１ｃに一時的に蓄積される。

【００４６】ピーク検出回路５０ａ〜５０ｃはそれぞ
れ、一つの基地局（例えば、基地局ＳＴ１）に対応して
得られる２系統の受信電力値（一つは、パス１ａを経由
して受信された信号についての受信電力値であり、他の
一つはパス１ｂを経由して受信された信号についての受
信電力値である）の各々について、所定時間幅（サーチ
時間幅）におけるピーク値を求める。これにより、遅延
プロファイルが作成される。

【００４７】検出された、各基地局の各パス毎の２つの
ピーク値（ピーク検出回路５０ａに関していえば、参照
符号Ｓａ，Ｓｂ）は、レイク合成６０ａ〜６０ｃに供給
され、必要に応じてレイク合成され、これにより、各基
地局（ＳＴ１〜ＳＴ３）の受信信号毎の、受信電力のピ
ーク値Ｐ１〜Ｐ３が求められる。

【００４８】最大値選択回路７０は、各基地局毎のピー
ク値Ｐ１〜Ｐ３の中で、もっとも電圧レベルが高いもの
（最大値）を選択する。これにより、最も高い相関値を
示す、最寄の（最適の）基地局がどれであるかが判明す
る。

【００４９】検出された各基地局のピーク値Ｐ１，Ｐ
２，Ｐ３は、遅延測定回路１２０および受信電力レベル
判定回路８０の双方に送られる。

【００５０】遅延測定回路１２０には、最大値選択回路
７０によるピークレベルの比較結果の情報（ＣＪ）も与
えられる。

【００５１】遅延回路１２０は、それぞれのピーク値間
の相対的な遅延量を測定する。そして、ピーク値Ｐ１〜
Ｐ３の中から最大のものを信号ＳＫ３として出力し、次
に大きな信号を信号ＳＫ２として出力し、最も小さなも
のを信号ＳＫ１として出力する。さらに、遅延回路１２
０は、最大の信号ＳＫ３に、次に大きな信号ＳＫ２を加
算（合成）するために必要な遅延量の情報を遅延器１２
４に与え、また、合成された信号に、最小の信号ＳＫ１
を加算（合成）するために必要な遅延量の情報を遅延器
１２２に与える。

【００５２】合成回路１２６は、２つの加算器１２８，
１３０およびセレクタ１３２を有する。加算器１２８
は、信号ＳＫ３と遅延器１２４の遅延出力ＳＫ４とを加
算して、信号ＳＫ６を出力する。

【００５３】また、加算器１３０は、加算器１２８の出
力（ＳＫ６）と、遅延回路１２２の出力ＳＫ５とを加算
し、信号ＳＫ７を出力する。

【００５４】セレクタ１３２は、２つの入力信号（ＳＫ
６，ＳＫ７）のうち、１回目の動作では、ＳＫ６を出力
し、２回目の動作では、ＳＫ７を出力するという出力の
順序を制御する機能と、受信電力レベル判定回路８０か
ら与えられる、最寄の基地局からのパイロット信号のピ
ーク電力値が受信最低限界レベルを満足したか否かを示
すフラグ信号Ｓ２に基づき、満足した場合には、信号の
出力を止める機能をもつ。

【００５５】また、受信電力レベル判定回路８０は、検
出された最大値（最適の基地局から送信されたパイロッ
ト信号についての受信電力値）を、受信最低限界レベル
（受信可能な下限を示すしきい値）と比較する。

【００５６】ここで、検出された最大値が、受信最低限
界レベルを超えている（満足する）場合には、その最大
値に対応する最寄の基地局に対する同期獲得処理と、位
置登録やパワー制御情報等の所定の情報を送信する処理
を行なえばよい。

【００５７】よって、最寄の基地局（通信を行うべき最
適の基地局）の識別情報を含む制御信号Ｓ１が、受信電
力レベル判定回路８０から、システムの制御部９４およ
び同期判定部９８に通知される。また、セレクタ１３２
には、最寄の基地局からの受信信号の電力値がしきい値
を超えていたことを示すフラグ信号Ｓ２が送出され、こ
れにより、セレクタ１３２の信号出力が禁止される。

【００５８】同期判定部９８には、ピーク検出回路５０
ａ〜５０ｃで作成された遅延プロファイルの情報が与え
られており、同期判定部９８は、受信電力レベル判定回
路８０から通知された最寄の基地局についての遅延プロ
ファイル情報から、同期追従処理が可能な範囲であるか
否かを判定する。そして、追従可能ならば、同期制御部
９６に、目的とする基地局の受信信号についての位相情
報を与える。

【００５９】同期制御部９６は、与えられた位相情報に
基づいて、最寄の基地局についてのパイロット信号との
間で同期を獲得するべく、逆拡散符号の生成タイミング
を制御する。

【００６０】なお、拡散符号発生回路９０から発生する
逆拡散符号は、受信フィンガ２２，２４にも与えられ
る。参照符号９２はレイク合成回路である。

【００６１】一方、制御部９４は、最寄の基地局に対す
る送信データ（位置登録情報やパイロット信号の受信レ
ベルに関する情報等を含む）を作成する。この送信デー
タは、拡散・変調部１００で拡散・変調され、送信アン
プ１０６に送られる。

【００６２】一方、レイク合成器９２から出力される、
最寄の基地局からの受信データについて、スロット品質
検出部１０２により受信品質を測定し、その測定結果に
基づいて送信電力制御部１０４が送信パワーの制御信号
を送信アンプ１０６に与える。送信アンプ１０６の増幅
率は、送信電力制御部１０４から与えられる制御信号に
よって制御される。

【００６３】そして、送信信号は、デュプレクサ１０，
アンテナ１６を介して、最寄の基地局に送信される。

【００６４】以上が、最寄の基地局からのパイロット信
号が、所定のしきい値を超える電力で受信された場合の
動作である。

【００６５】受信電力レベル判定回路８０における判定
の結果、最寄の基地局から受信したパイロット信号につ
いての最大の受信電力レベルが、受信最低限界レベルに
到達しない場合（これに限定されるものではなく、到達
していても、ぎりぎりであり安定した受信が危ぶまれる
ような状況を含んでもよい）には、以下の動作を行な
う。

【００６６】すなわち、受信電力レベル判定回路８０
は、最寄の基地局から受信したパイロット信号について
の最大の受信電力レベルが、受信最低限界レベル（下限
しきい値）に達しないことを示すフラグ信号Ｓ２を、合
成回路１２６のセレクタ１３２に送出する。

【００６７】セレクタ１３２は、このフラグ信号Ｓ２を
受けると、まず、加算器１２８の出力信号ＳＫ６を選択
し、受信電力レベル判定回路８０に送る。

【００６８】ここで、加算器１２８の出力信号ＳＫ６
は、最寄の基地局から受信したパイロット信号について
の最大の受信電力値（下限しきい値に達しなかった信号
ＳＫ３：レイク合成器６０ａ〜６０ｃのピーク出力Ｐ１
〜Ｐ３のいずれかである）に、他の基地局からのパイロ
ット信号についての次に大きな受信電力値を加算した結
果を示す信号（合成信号）である。

【００６９】受信電力レベル判定回路８０は、合成回路
１２６から合成信号ＳＫ６を受けると、これを受信最低
限界レベル（下限しきい値）と再度、比較する。この結
果として、合成信号のレベルが受信最低限界レベル（下
限しきい値）を超えている場合（あるいは、受信可能性
があると判定される所定の範囲にあるなど、所定の条件
を満足する場合）には、その合成信号のレベルを、最寄
の（最適な）基地局から受信したパイロット信号につい
ての最大の受信電力レベルであるとみなす。そして、最
寄の基地局（通信を行うべき最適の基地局）の識別情報
を含む制御信号Ｓ１が、受信電力レベル判定回路８０か
ら、システムの制御部９４および同期判定部９８に通知
される。

【００７０】一方、合成信号のレベルも受信最低限界レ
ベル（下限しきい値）に達しない場合には、受信電力レ
ベル判定回路８０は、再度、合成回路１２６のセレクタ
１３２に、所定の条件が満足されなかったことを示すフ
ラグ信号Ｓ２を送出する。

【００７１】このフラグ信号Ｓ２を受けると、セレクタ
１３２は、合成信号ＳＫ６に、次に大きな受信電力値
（ＳＫ５）をさらに加算し、その加算結果を示す合成信
号ＳＫ７を受信電力レベル判定回路８０に送る。受信電
力レベル判定回路８０は、再度、受信最低限界レベルと
の比較を行い、合成信号ＳＫ７が、受信最低限界レベル
を超えていれば、その合成信号のレベルを、最寄の（最
適な）基地局から受信したパイロット信号についての最
大の受信電力レベルであるとみなす。そして、最寄の基
地局（通信を行うべき最適の基地局）の識別情報を含む
制御信号Ｓ１が、受信電力レベル判定回路８０から、シ
ステムの制御部９４および同期判定部９８に通知され
る。以下、合成信号のレベルが受信最低限界レベルを超
えるまで、同様の処理が繰り返される。

【００７２】このように、本発明によれば、選択された
受信電力レベルが最大の基準信号（パイロット信号）
が、所定の受信最低限界レベルに達していなくても（あ
るいは所定の受信条件を満足していない場合であって
も）、受信電力が最大のレベルではなかったために選択
されなかった他の基準信号（パイロット信号）を足し合
わせることで、基準信号が最低限界レベルを超えること
が可能となり、よって、移動体無線端末装置と基地局が
接続しやすくなる。

【００７３】以上の説明では、最大の受信レベルが、し
きい値を超えない場合には、次に受信レベルが高いもの
を一つ加算し、その加算毎に、しきい値との比較を行な
っている。すなわち、図２（ａ）に示すような遅延プロ
ファイルが得られたとすると（Ｐ１が最大，以下、Ｐ
２，Ｐ３，Ｐ４の順でレベルが低くなり、いずれもしき
い値Ｖｔｈを下回っている）、まず、最大値Ｐ１と、次
に大きなピーク値Ｐ２との時間差Ｔ１を計算し、その時
間差の分だけいずれかのピークの位相をずらし、加算
（合成）する。合成信号ＰＸがしきい値Ｖｔｈを超えて
いれば、最大値Ｐ１がしきい値を超えたものとみなし
て、同期獲得処理や所定の信号の送信処理を行なう。

【００７４】ただし、これに限定されるものではなく、
図２（ｂ）に示すように、一つのピーク値を加算する方
式をとらず、最大値がしきい値Ｖｔｈに達していないと
きには、一挙に、ｎ個（２以上の自然数）のピーク値を
加算してもよい。この場合、合成信号ＰＹは、しきい値
Ｖｔｈを超える確率が高く、それだけ、処理が高速化さ
れる。

【００７５】次に、移動体無線端末装置が、図１に示す
３つの基地局（ＳＴ１〜ＳＴ３）から信号を受信してい
る場合を例として、移動体無線端末装置が基地局からの
基準信号を選択していく様子を、図３（ａ）〜（ｄ）を
用いて説明する。

【００７６】先に、図１を用いて説明したように、基地
局ＳＴ１からの受信信号の電力レベル（レイク合成後の
受信電力レベル）がＰ１であり、基地局ＳＴ２からの受
信信号の電力レベルがＰ２であり、基地局ＳＴ３からの
受信信号の電力レベルがＰ３である。

【００７７】各基地局についての受信電力レベルＰ１〜
Ｐ３は、図３（ｂ）のように変化したとすると、図１の
最大値選択回路７０は、時刻ｔ１までの期間は、受信電
力レベルＰ１を選択し、時刻ｔ１〜ｔ２までの期間は受
信電力レベルＰ２を選択し、時刻ｔ２〜ｔ３までの期間
は、受信電力レベルＰ３を選択する。選択された最大の
受信電力レベルは、いずれも、しきい値Ｖｔｈを超えて
いるので、問題は生じない。

【００７８】時刻ｔ３以降は、図３（ｃ）に示すよう
に、受信電力レベルＰ３が選択されるものの、そのレベ
ルが下限しきい値（受信最低限界レベル）Ｖｔｈに達し
ない。よって、受信電力レベルの加算（合成）処理が行
なわれ、レベルＰ３にレベルＰ２を加算し、合成信号Ｐ
Ｘが得られる。この合成信号ＰＸがしきい値Ｖｔｈを超
えているので、この結果として、図３（ｄ）に示すよう
に、時刻ｔ３以降も、通信可能な基地局が存在すると判
断され、同期獲得処理や所定の情報を送信する処理が継
続される。

【００７９】図３（ａ）では、移動体無線端末装置が受
信している信号の、最大の電力値の軌跡を太い実線で示
している。このように、本来ならば、最寄の基地局との
通信が困難と判断され、基地局との通話可能状態を維持
する処理が打ち切られてしまうような場合でも、本発明
では、合成信号のレベルがしきい値を超える以上、その
ような処理が継続される。よって、その分だけ、弱電界
地域でも携帯電話がつながり易くなり、また、通話が途
中で切断されにくくなる。しかも、ＣＤＭＡ方式がもつ
最も基本的な信号処理機能（サイトダイバシティ，レイ
ク合成）を利用するため、信頼性が高く、しかも、回路
構成にさしたる負担が生じず、消電力の増加や干渉の増
大といった問題も発生しない。

【００８０】以上の説明した処理手順をまとめると、図
４に示すようになる。

【００８１】すなわち、複数の基地局の各々からのパイ
ロット信号を、マルチパス環境下で受信する（ステップ
５００）。次に、各基地局毎に、受信信号の受信レベル
を検出する（ステップ５０２）。

【００８２】次に、各基地局の受信レベルを比較し、最
大のものを選択する（ステップ５０４）。そして、選択
された受信レベルが、しきい値のレベルを超えている場
合には（ステップ５０６）、最大の受信レベルを与える
基地局に対して通信処理（同期獲得処理、位置登録要
求，データ送信要求，受信パワーの情報等を送信する処
理など）を行なう（ステップ５０８）。

【００８３】一方、ステップ５０６の判断の結果、選択
された受信レベルが、しきい値のレベルを超えていない
場合には、加算（合成）すべき、他の受信信号があるな
らば（ステップ５１０）、合成処理を行う（ステップ５
１２）。

【００８４】そして、合成信号のレベルがしきい値レベ
ルを超えていれば、合成信号のレベルを、最寄の基地局
からの受信信号の電力レベルとみなして、その基地局に
対して、通信処理を行なう（ステップ５１６）。また、
合成信号のレベルがしきい値レベルを超えていなけれ
ば、ステップ５１０に戻って、合成信号のレベルがしき
い値レベルを超えるまで、同様の処理を繰り返す。

【００８５】（実施の形態２）本実施の形態では、図１
に示した構成のうち、遅延測定回路，遅延回路および受
信電力レベル判定回路の具体的回路構成例について説明
する。

【００８６】図５は、図１の遅延測定回路１２０および
遅延回路１２２，１２４の具体的構成を示す回路図であ
る。

【００８７】図示されるように、遅延測定回路１２０
は、分配器１５０と、カウンタスタート回路（Ｄ型フリ
ップフロップ）１５２と、カウンタストップ回路（Ｄ型
フリップフロップ）１５４、カウンタ回路１５６とで構
成される。

【００８８】分配器１５０は、最大値選択回路７０から
与えられる、各基地局からの受信信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３
の電力レベルの比較結果を示す情報に基づき、受信信号
Ｐ１〜Ｐ３のうちの、電力レベルが最大のものを選択し
て出力端子ａから出力する。また、次に高い電力レベル
の受信信号（これが加算の対象となる受信信号である）
を出力端子ｂから出力する。

【００８９】カウンタ１５６は、カウンタスタート回路
１５２のＱ出力で動作クロックのカウントを開始し、カ
ウンタストップ回路１５４のＱ出力でカウントを終了す
る。カウント値は、複数ビットのデータＤＡとして出力
される。このようにして、遅延プロファイルに現れる各
ピークの相対的な時間差（遅延時間）が測定されたこと
になる。

【００９０】遅延回路１２２（１２４）は、デコーダ１
６０と、複数のＤ型フリップフロップ１６２ａ〜１６２
ｎからなるシフトレジスタと、アンドゲート１７０ａ〜
１７０ｎおよびオアゲート１８０と、を有する。

【００９１】デコーダ１６０は、前段の遅延測定回路１
２０のカウンタ１５６から与えられる遅延量を示す複数
ビットのデータＤＡをデコードし、一つのビットのみが
“１”で、他のビットがすべて“０”である、複数ビッ
トのデコード信号を出力する。このデコード信号（Ｄ
Ａ）の各ビットは、２入力アンドゲート１７０ａ〜１７
０ｎにおける、一方の入力信号となる。また、２入力ア
ンドゲート１７０ａ〜１７０ｎのそれぞれには、シフト
レジスタを構成する各Ｄ型フリップフロップ（１６２ａ
〜１６２ｎ）のＱ出力（すなわち、シフトレジスタの各
タップの出力信号）が、他方の入力信号として与えられ
る。

【００９２】このような構成により、遅延測定回路１２
０で測定された遅延量に相当する遅延が与えられた加算
対象の信号が、アンドゲート１７０ａ〜１７０ｎのいず
れか、およびオアゲート１８０を介して出力される。こ
れにより、各基地局から移動体無線端末装置に到来した
搬送波の位相差が補償され、加算器による加算（合成）
が可能となる。

【００９３】次に、図６を用いて、受信電力レベル判定
回路８０の回路構成を説明する。図１を用いて先に説明
したように、受信電力レベル判定回路８０は、受信信号
（または合成信号）の電力レベルを受信最低限界レベル
（しきい値レベル）と比較して、その判定結果を示すフ
ラグ信号（超えているか否かを示す信号）Ｓ２と、受信
信号（または合成信号）の電力レベルが受信最低限界レ
ベルを超えている場合に、最寄の基地局（通信を行うべ
き最適の基地局）の識別情報を含む制御信号Ｓ１を出力
する。

【００９４】このような機能を実現するために、図６の
回路は、比較器４０１，４０２と、セレクタ４０３と、
オアゲート４０４と、を有する。

【００９５】比較器４０１，４０２の各々の入力端子Ａ
には、受信最低限界レベル（しきい値レベル）が与えら
れる。また、比較器４０１の入力端子Ｂには、最大値選
択回路７０で選択された、各基地局からの受信レベル値
のうちの最大値を示す信号が与えられる。

【００９６】また、比較器４０２の入力端子Ｂには、合
成回路１２６から出力される合成信号のレベルを示す情
報が与えられる。

【００９７】セレクタ４０３の入力端子Ｃには、最大値
選択回路７０で選択された、各基地局からの受信レベル
値のうちの最大値を示す信号が与えられる。また、セレ
クタ４０３の入力端子Ｄには、合成回路１２６から出力
される合成信号のレベルを示す信号が与えられる。

【００９８】比較器４０１，４０２はそれぞれ、入力端
子Ａ，Ｂに与えられる信号の電圧レベルを比較し、Ｂ＞
Ａならば、そのことを示す出力信号をアクティブとす
る。各比較器４０１，４０２から出力されるＢ＞Ａを示
す信号は、セレクタ４０３における選択制御信号ＳＣと
して機能し、それぞれの信号は、セレクタ４０３の制御
端子Ｃ’および制御端子Ｄ’に与えられる。

【００９９】セレクタ４０３は、制御端子Ｃ’，Ｄ’に
与えられる信号のうち、いずれかがアクティブとなる
と、そのアクティブとなった信号に対応する入力信号を
選択して出力する。つまり、制御端子Ｃ’に入力される
信号がアクティブとなれば、入力端子Ｃに与えられる信
号を選択し、制御端子Ｄ’に入力される信号がアクティ
ブとなれば、入力端子Ｄに与えられる信号を選択する。
選択された信号は、同期判定部９８や制御部９４に与え
られる。

【０１００】一方、比較器４０１，４０２のいずれかに
おいて、Ｂ＜Ａであれば、ノアゲート４０４の出力がア
クティブとなる。この結果、合成回路１２６に、合成処
理の結果を示す信号を出力することが指示されることに
なる。

【０１０１】このように本発明では、ＣＤＭＡ通信を行
う移動体無線端末装置が、通信を行うのに最適の基地局
を探索するサーチ処理を行う場合における、同期獲得の
ために用いられる基準信号の受信電力を測定する段階に
おいて、基準信号の受信電力レベルが最低受信電力レベ
ル付近にある場合には、サイトダイバシティ受信によ
り、隣接する基地局の各々から送信された基準信号を同
一の時間軸上で受信し、基準信号の相対的な位相差に相
当する位相シフトを与える処理を、受信した基準信号の
いずれかに施し、しかる後、複数の基準信号同士を合成
することにより、基準信号の受信レベルを改善する。

【０１０２】よって、選択された受信パワーが最大の基
準信号が受信最低限界レベルに達していなくても、最大
のパワーではなかったために選択されなかった基準信号
を足し合わせることで基準信号のレベルが、受信最低限
界レベルを超える（あるいは所定の条件を満足する）こ
とが可能となるので、移動体無線端末装置と基地局とを
接続しやすくなる。

【０１０３】ＣＤＭＡ通信方式の特徴である、サイトダ
イバシティおよびレイク受信の技術を、セルサーチにお
ける最初の処理である、基準信号の受信レベル測定に応
用することにより、何らの悪影響を生じさせることな
く、弱電界地域における通話可能性を、きわめて容易
に、かつ確実に向上させることが可能となる。

【０１０４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
受信波の電界が弱く、受信信号の電力が最低限界レベル
付近にある地域においても、確かな信頼性をもって移動
無線端末が基地局に接続し易くし、かつ、干渉電力の増
大による一つのセルに収容できる人数の減少といった悪
影響も生じさせない、新規なセルサーチ方法および移動
体無線端末装置が提供される。また、本発明は、ＣＤＭ
Ａ通信の移動体無線端末装置が備えている基本的な機能
を活用するものであり、本発明の実現のために、特別な
専用の回路を設けたり、専用のソフトウエアを設ける必
要もない。また、回路の消費電力を増大させるといった
問題もない。よって、実現が容易である。携帯電話に代
表される移動体通信端末には、どんな場所でも接続しや
すく、通話が途切れないという特性が強く求められ、本
発明は、この要求に応えて、移動体通信端末の利便性を
格段に向上させるという、顕著な効果をもたらすもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の移動体無線端末装置の構成の一例を示
すブロック図

【図２】（ａ）受信信号の電力レベルを示す複数の信号
を加算する処理（信号合成処理）の一例を示す図（ｂ）受信信号の電力レベルを示す複数の信号を加算す
る処理（信号合成処理）の他の例を示す図

【図３】（ａ）移動体無線端末装置が、３つの基地局の
各々から送信された基準信号を受信した場合の、各々の
受信電力レベルの時間軸に対する変化および、受信信号
（合成信号を含む）の最大電力レベルの推移を示す図（ｂ）移動体無線端末装置が、３つの基地局の各々から
送信された基準信号を受信した場合の、各々の受信電力
レベルの時間軸に対する変化を示す図（ｃ）時刻ｔ３以降の受信電力レベルの変化と、合成信
号のレベルとを説明するための図（ｄ）本発明における、受信信号（合成信号を含む）の
最大電力レベルの推移（所定のしきい値を超えている範
囲における推移）を示す図

【図４】図１に示す移動体無線端末装置の、動作手順の
概要を示すフロー図

【図５】図１の移動体無線端末装置における、遅延測定
回路および遅延回路の具体的な構成例を示す回路図

【図６】図１の移動体無線端末装置における、受信電力
レベル判定回路の具体的な構成例を示す回路図

【図７】本発明の基地局探索方法が実際に使用される態
様と、その特徴を説明するための図

【符号の簡単な説明】２０サーチフィンガ２２，２４受信フィンガ２８電力計算部７０最大値選択回路８０受信電力レベル判定回路９４制御部９８同期判定部１００拡散・変調部１０２スロット品質検出部１０４送信電力制御部１０６送信アンプ１２０遅延測定回路１２６合成回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04B 7/24 - 7/26 H04Q 7/00 - 7/38

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ＣＤＭＡ方式の通信を行なう移動体無線
端末装置が、通信相手となる基地局を探索する基地局探
索方法であって、複数の基地局の各々が送信している同期獲得に役立つ基
準信号を各々受信し、受信した各基準信号を合成し、前
記合成信号の受信電力レベルを測定する第１のステップ
と、前記合成信号の受信電力レベルが、許容される最小の受
信電力レベルを示すしきい値に達している場合には、前
記各基準信号の受信電力レベルのいずれもが前記しきい
値に達していない場合であっても、通話可能な基地局が
存在するとみなして、前記複数の基地局のいずれかと通
話可能状態とするための処理を実行する第２のステップ
と、を含むことを特徴とする基地局探索方法。
【請求項２】請求項１において、前記第２のステップでは、各基準信号の中で受信電力レ
ベルが最も大きい基準信号を送信した基地局との間で通
信可能な状態とするための処理を行なうことを特徴とす
る基地局探索方法。
【請求項３】ＣＤＭＡ方式の通信を行なう移動体無線
端末装置が、通信相手となる基地局を探索する基地局探
索方法であって、複数の基地局の各々が送信している同期獲得に役立つ基
準信号を、それぞれ別々のタイミングで受信し、受信し
た各基準信号に逆拡散処理を施し、各基準信号について
の受信電力レベルを測定し、各受信電力レベルを比較し
て、受信電力レベルが最も高いものを検出する第１のス
テップと、前記検出された最も高い受信電力レベルを、許容される
最小の受信電力レベルを示すしきい値と比較して、前記
受信電力レベルが前記しきい値に達している場合には、
受信電力が最大である前記基準信号と同期をとるべく前
記逆拡散処理のタイミングを制御すると共に、受信電力
が最大である前記基準信号を送信した基地局との間で通
信可能な状態とするために必要な処理を実行する第２の
ステップと、前記検出された最大の受信電力レベルを前記しきい値と
比較した結果、前記受信電力レベルが前記しきい値に達
していない場合には、受信電力が最大レベルを示す前記
基準信号を送信した基地局とは異なる、他の基地局から
送信されてきた他の基準信号についての受信電力の値
を、前記最大の受信電力の値に加算し、この加算の結果
として受信電力レベルが前記しきい値に達した場合に
は、前記受信電力が最大である前記基準信号についての
受信電力レベルが前記しきい値に達したものとみなし
て、受信電力が最大である前記基準信号と同期をとるべ
く前記逆拡散処理のタイミングを制御すると共に、受信
電力が最大である前記基準信号を送信した基地局との間
で通信可能な状態とするために必要な処理を実行する第
３のステップと、を含むことを特徴とする基地局探索方法。
【請求項４】請求項３において、前記第３のステップでは、他の基準信号の中から受信電
力レベルが大きいもの順に一つずつ選択し、選択された
一つの基準信号の受信電力値を加算する毎に、加算後の
受信電力値が前記しきい値に達しているか否かの判定を
行なうことを特徴とする基地局探索方法。
【請求項５】請求項３において、前記第３のステップでは、他の基準信号の中から複数の
基準信号を選択し、選択された複数の基準信号の受信電
力値をすべて加算し、加算がなされる毎に、加算後の受
信電力値が前記しきい値に達しているか否かの判定を行
なうことを特徴とする基地局探索方法。
【請求項６】複数の基地局の各々が送信している同期
獲得に役立つ基準信号を各々受信し、受信した基準信号
の中から一つの基準信号を選択し、選択された基準信号
を送信した基地局との間で通信可能な状態とするための
処理を行なう、ＣＤＭＡ方式の移動体無線端末装置であ
って、前記複数の基地局の各々から受信した基準信号に基づい
て、各基地局毎の遅延プロファイルを作成する遅延プロ
ファイル作成回路と、作成された遅延プロファイルを利用して、基地局毎の受
信電力レベルを求める受信電力レベル検出回路と、一つの基地局についての受信電力値に、他の基地局につ
いての受信電力値を加算する合成回路と、各基地局についての前記受信電力レベルを比較して、最
大のものを選択する選択回路と、その選択回路により選択された受信電力レベル、あるい
は、前記合成回路により合成された受信電力値レベルの
いずれかが、許容最低限界を示すしきい値に達している
かを検出する受信電力レベル判定回路と、受信電力レベル判定回路により、いずれかがしきい値に
達していると判定された場合には、受信電力レベルが前
記しきい値に達する受信信号を受信し得る基地局が存在
するとみなして、前記複数の基地局のいずれかとの間で
通信可能な状態とするための処理およびその基地局から
の送信信号との同期をとるためのタイミング調整を行な
う制御回路と、を有することを特徴とする移動体通信端末装置。
【請求項７】請求項６において、前記制御回路は、各基準信号の中で受信電力レベルが最
も大きい基準信号を送信した基地局との間で通信可能な
状態とするための処理を行なうことを特徴とする移動体
通信端末装置。
【請求項８】ＣＤＭＡ方式の通信を行う移動体無線端
末装置であって、複数の基地局から送信された同期獲得
に役立つ基準信号を受信し、それらの基準信号の各々を
検出し、検出された各々の基準信号の受信レベルを比較
して最も受信レベルが高い基準信号をただ１つ選択する
サーチ用相関回路と、選択された前記基準信号の受信電力を算出する受信電力
算出部と、算出された前記基準信号の受信電力レベルが受信最低限
界レベルを満足しているか否かを判定する判定回路と、前記サーチ用相関回路で検出された前記複数の基準信号
の各々の相対的な位相ずれを測定する位相ずれ測定回路
と、前記位相ずれ測定回路で測定された位相ずれを補償する
べく、前記サーチ用相関回路で選択されなかった基準信
号の位相をずらす位相シフト回路と前記判定回路による
判定の結果、前記サーチ用相関回路により選択された前
記基準信号の受信電力レベルが前記受信最低限界レベル
を満足していない場合には、前記受信最低限界レベルを
満足するまで、前記位相シフト回路により位相が補償さ
れた前記サーチ用相関回路により選択されなかった基準
信号を、前記選択された基準信号に加算する合成回路
と、前記合成回路により合成された信号の受信電力レベル
が、前記受信最低限界レベルを満足していると前記判定
回路により判定された場合には、前記サーチ用相関回路
により選択された基準信号に基づき、その選択された基
準信号を送信した基地局との間で初期同期を獲得するた
めにサーチを行う範囲を指定し、同期獲得処理を実行す
る同期獲得制御部と、を有することを特徴とする移動体無線端末装置。
【請求項９】ＣＤＭＡ通信を行う移動体無線端末装置
が、通信を行うのに最適の基地局を探索するサーチ処理
を行う場合における、同期獲得のために用いられる基準
信号の受信電力を測定する段階において、前記基準信号の受信電力レベルが、受信可能性の有無を
判定するための所定の条件を満足しない場合には、サイ
トダイバシティ受信により、隣接する基地局の各々から
送信された基準信号を同一の時間軸上で受信し、基準信
号の相対的な位相差に相当する位相シフトを与える処理
を、受信した前記基準信号のいずれかに施し、しかる
後、複数の基準信号同士を合成することにより、前記基
準信号の受信レベルを改善することを特徴とする、ＣＤ
ＭＡ移動体無線通信における基準信号の受信電力測定方
法。