JP3927447B2 - 移動体通信システムおよび送信機、受信機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信チャネルが直接拡散される送信機、受信機および移動体通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
移動体通信システムにおいて、移動局のセルサーチ、着信制御、発信制御、ハンドオーバ等に必要な制御情報のやり取りは共通制御チャネルを用いて行われている。すなわち、移動体通信システムにおいて基地局と移動局間の通信制御を行うためには、移動局において在圏セルの共通制御チャネルを検出し、その受信信号を読み出す必要がある。ＩＭＴ−２０００（International Mobile Telecommunications 2000）における移動体通信システムに採用されている直接拡散符号分割多重方式（ＤＳ−ＣＤＭＡ）は、拡散符号により送信信号をスペクトル拡散するとともに、互いに直交する異なる拡散コードをチャネル毎に用いることによりチャネルの多重化を行っている。また、ＤＳ−ＣＤＭＡ方式では、共通制御チャネルと通信チャネルは、基地局ごとに異なるロングコードとチャネルごとに異なるショートコードとを用いて同一の広帯域の周波数帯に拡散されたチャネル構成をとっている。すなわち、共通制御チャネルＣＣと通信チャネルＣＨは、図１２に示すように同一の広周波数帯域を占めるようにスペクトル拡散される。
【０００３】
また、共通制御チャネルＣＣと通信チャネルＣＨとは、それぞれ互いに異なるショートコードにより拡散されており、ショートコード（ＣＯＤＥ）−周波数（Freq.）−時間（ｔ）の３次元空間で示すと、図１３に示すようになる。ただし、図１３においてはショートコードＣ１１〜Ｃ１４を共通制御チャネルＣＣに割り当て、ショートコードＣ１５〜Ｃ１８を通信チャネルＣＨに割り当てている例が示されている。さらに、ロングコードを各基地局に割り当てる一例を図１４に示す。ロングコードは、例えば図１４に示すように、基地局ＢＳ１にはロングコードＣ１が割り当てられ、基地局ＢＳ２にはロングコードＣ２が割り当てられ、基地局ＢＳ３にはロングコードＣ３が割り当てられ、基地局ＢＳ４にはロングコードＣ４が割り当てられる。各基地局に割り当てるロングコードは、少なくとも隣接する基地局と異なるロングコードを割り当てるようにする。なお、図１４におけるｆ（Ｃ１）の表記は通信チャネルの周波数帯域を示しており、その際に通信チャネルで使用されるロングコードがＣ１であることを示している。ｆ（Ｃ２）〜ｆ（Ｃ４）の表記も同様である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ＤＳ−ＣＤＭＡ方式では、通信制御の基本となる共通制御チャネルの検出に際しては、在圏セルの基地局に割り当てられたロングコードを特定する必要があり、基地局ごとに異なるロングコードで拡散されている受信信号を逆拡散して、タイミングの検出および受信電力の測定を行う必要がある。このような受信処理を全ての基地局に対するロングコードに対して行い、測定された受信電力を比較した結果、最大受信電力となるロングコードを在圏セルの基地局に割り当てられたロングコードとして判定している。一般にＤＳ−ＣＤＭＡ方式では予め移動局においてテーブル化されている複数の共通制御チャネルのロングコードの中から、受信信号が拡散されているロングコードを探索することで、共通制御チャネルの検出を行うようにしている。また、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband CDMA）方式では、処理時間を短縮する方法として、３段階セルサーチ法（3GPP RAN 3G TS 25.211 V3.2.0, March.2000）が標準化されている。また、ロングコードが同定された後、待ち受け時の共通制御チャネルの読み出し処理は、通信チャネルに比べ少ない情報伝送レートにもかかわらず、共通制御チャネルが通信チャネルと同一の周波数帯に拡散されたチャネル構成になっているため、通信チャネルと同様に広帯域信号の復調を行う必要があった。
【０００５】
このように、ＤＳ−ＣＤＭＡ方式では移動局にテーブル化されているロングコードから在圏セルのロングコードを探索し、共通制御チャネルの検出を行うようにしている。しかし、ロングコード探索における信号処理は複雑であると共に、その処理量も膨大となるため、テーブル化されているロングコードの数の増加に伴い、その処理量が増大することになる。また、３段階セルサーチ法はロングコードの探索は効率化されているが、その処理手順が複雑であった。さらに、ロングコードの同定後、待ち受け時のように常時または一定時間間隔（バッテリセーブモードのときなど）で共通制御チャネル信号の受信を行う場合、通信チャネルに対しわずかな情報量しか送信されていないにもかかわらず、同一周波数帯に拡散されて広帯域信号となっているため、受信信号の復調に必要な信号処理効率がきわめて低くなってしまっていた。
【０００６】
そこで、本発明は、ＤＳ−ＣＤＭＡ方式の移動体通信システムにおいて制御チャネル信号処理量を低減することのできる送信機、受信機および移動体通信システムを提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の移動体通信システムは、直接拡散されている通信チャネルが占めている所定の周波数帯域内に、制御チャネル用の制御チャネルキャリアが設定されている移動体通信システムであって、移動体通信システムを構成している基地局は、少なくとも隣接する他の基地局に割り当てられていない制御チャネルキャリアを用いて拡散することなく制御情報を送信すると共に、少なくとも隣接する他の基地局に割り当てられていない基地局毎に固有の通信チャネル用拡散コードを用いて送信情報を直接拡散して送信するようにしている。
【０００８】
また、上記目的を達成することのできる他の移動体通信システムは、直接拡散されている通信チャネルが占めている所定の周波数帯域内に、各基地局に割り当てられる制御チャネル用の制御チャネルキャリアが設定されている移動体通信システムであって、移動体通信システムを構成している移動局は、前記制御チャネルキャリアにより拡散されることなく各基地局から送信されている制御チャネルを各々受信して、受信された複数の制御チャネルの内の、受信電力が最大とされている制御チャネルを検出することにより在圏する基地局を検出し、検出された当該基地局から制御チャネルにより送信されている制御情報を受信することにより、当該基地局に割り当てられている通信チャネル用拡散コード情報を取得し、受信した通信チャネルにおいて取得した前記通信チャネル用拡散コード情報に基づいて逆拡散することにより、受信データを得るようにしている。
【０００９】
さらに、上記目的を達成することのできるさらに他の移動体通信システムは、直接拡散されている通信チャネルが占めている所定の周波数帯域内に、制御チャネル用の制御チャネルキャリアが設定されている移動体通信システムであって、移動体通信システムを構成している基地局は、少なくとも隣接する他の基地局に割り当てられていない制御チャネルキャリアを用いて拡散することなく制御情報を送信すると共に、少なくとも隣接する他の基地局に割り当てられていない基地局毎に固有の通信チャネル用拡散コードを用いて送信情報を直接拡散して送信しており、移動体通信システムを構成している移動局は、前記基地局から各々送信されている制御チャネルをそれぞれ受信して、受信された複数の制御チャネルの内の、受信電力が最大とされている制御チャネルを検出することにより在圏する基地局を検出し、検出された当該基地局から送信されている前記制御情報を受信することにより当該基地局に割り当てられている通信チャネル用拡散コード情報を取得し、受信した通信チャネルにおいて前記通信チャネル用拡散コード情報に基づいて逆拡散することにより、受信データを得るようにしている。
【００１０】
さらにまた、上記目的を達成することのできる送信機は、直接拡散されている通信チャネルが占めている所定の周波数帯域内に、制御チャネル用の制御チャネルキャリアが設定されている移動体通信システムにおける送信機であって、複数の前記制御チャネルキャリアの内の割り当てられた制御チャネルキャリアを設定すると共に、複数の通信チャネル用拡散コードの内の割り当てられた通信チャネル用拡散コードを設定する制御部と、該制御部により設定された前記制御チャネルキャリアを用いて拡散することなく制御情報を送信する狭帯域制御チャネル部と、前記制御部により設定された通信チャネル用拡散コードにより通信チャネルの送信データを直接拡散して送信する広帯域通信チャネル部とを備えている。
【００１１】
さらにまた、上記目的を達成することのできる受信機は、直接拡散されている通信チャネルが占めている所定の周波数帯域内に、各基地局に割り当てられる制御チャネル用の制御チャネルキャリアが設定されている移動体通信システムにおける受信機であって、前記制御チャネルキャリアにより拡散されることなく各基地局から送信されている制御チャネルをそれぞれ受信することのできる狭帯域制御チャネル部と、該狭帯域制御チャネル部により受信された複数の制御チャネルの内の、受信電力が最大とされている制御チャネルを検出することにより在圏する基地局を検出し、検出された当該基地局から制御チャネルにより送信されている制御情報を受信することにより、当該基地局に割り当てられている通信チャネル用拡散コード情報を取得する制御部と、前記制御部が取得した前記通信チャネル用拡散コード情報に基づいて、受信した通信チャネルにおいて逆拡散することにより、受信データを得る広帯域通信チャネル部とを備えている。
【００１２】
このような本発明によれば、制御チャネルキャリアにより拡散することなく狭帯域の制御情報を送信するようにしている。このため、セルサーチや待ち受け時の処理において、ロングコードの同定処理等の重い信号処理を行う必要がないことから、信号処理量を大幅に低減することができる。したがって、消費電力を削減することができ移動局の電池動作時間を長時間にすることができると共に処理遅延を極力なくすことができるようになる。
また、通信チャネルの受信データを逆拡散して復号する際に、拡散されていない制御情報はレベルの小さい広帯域のノイズと見なせることから、制御チャネルの通信チャネルに対する干渉量を極力低減することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態にかかる移動体通信システムにおける下りのスペクトラム構成を図１に示す。
図１に示すように通信チャネルＣＨはスペクトラム拡散されて広い周波数帯域を占めている。この通信チャネルＣＨが占める周波数帯域は、複数の通信チャネルが共通に使用する周波数帯域とされ、通信チャネル毎に固有のショートコードおよび基地局に割り当てられている固有のロングコードにより拡散されている。また、共通制御チャネルＣＣの複数のキャリアｆ１〜ｆｎは、通信チャネルＣＨが占める周波数帯域に設定されており、キャリアｆ１〜ｆｎは移動体通信システムを構成している基地局にそれぞれ割り当てられている。各基地局は、割り当てられたキャリアを用いてスペクトラム拡散することなく狭帯域の共通制御チャネルを送信している。
【００１４】
ここで、本発明の移動体通信システムにおける基地局毎に割り当てられている共通制御チャネルＣＣのキャリアとロングコードの配置の一例を図２に示す。
図２には多数の基地局の内の８つの基地局が示されており、基地局ＢＳ１には共通制御チャネルＣＣのキャリアｆ１とロングコードＣ１が割り当てられ、基地局ＢＳ２には共通制御チャネルＣＣのキャリアｆ２とロングコードＣ２が割り当てられ、基地局ＢＳ３には共通制御チャネルＣＣのキャリアｆ３とロングコードＣ３が割り当てられ、基地局ＢＳ４には共通制御チャネルＣＣのキャリアｆ４とロングコードＣ４が割り当てられている。基地局ＢＳ５ないし基地局ＢＳ８にも同様に共通制御チャネルＣＣのキャリアとロングコードとが割り当てられている。このように各基地局に共通制御チャネルＣＣのキャリアとロングコードとが割り当てられると、スペクトラム拡散されている通信チャネルＣＨが占める広周波数帯域は共通とされるが、狭帯域の共通制御チャネルＣＣのキャリアの周波数は基地局毎に異なるようになる。この場合、各基地局に割り当てられる共通制御チャネルＣＣのキャリアとロングコードとは、少なくとも隣接する基地局と異なる共通制御チャネルＣＣのキャリアとロングコードとが割り当てられている。なお、図２におけるｆ（Ｃ１）の表記は通信チャネルの周波数帯域を示しており、その際に通信チャネルで使用されるロングコードがＣ１であることを示している。ｆ（Ｃ２）〜ｆ（Ｃ８）の表記も同様である。
【００１５】
図２に示すように共通制御チャネルＣＣのキャリアが割り当てられている各基地局では、割り当てられている共通制御チャネルＣＣのキャリアを用いて、拡散することなく狭帯域の共通制御チャネルにより制御情報を送信している。このため、移動局がセルサーチ等を行う場合には各基地局が送信している共通制御チャネルＣＣのキャリアを受信して、その受信信号の信号処理を行えばよいことになる。例えば、共通制御チャネルＣＣのキャリアｆ１〜ｆ８が８繰り返しで各基地局に割り当てられている場合は、キャリアｆ１〜ｆ８に対応する共通制御チャネルＣＣを受信してその受信信号の信号処理を行えばよい。そして、例えば受信電力の一番大きい共通制御チャネルＣＣに対応する基地局に在圏するものと判断して、当該基地局から送信されている共通制御チャネルＣＣを受信することにより在圏する基地局のロングコード情報を検出する。次いで、検出されたロングコード情報および通信チャネル固有のショートコードにより、受信された通信チャネルＣＨの信号を逆拡散して、通信チャネルＣＨの復調を行うことにより、各通信チャネルＣＨから受信データを得るようにする。この受信信号処理では、通信チャネルＣＨの拡散に用いているロングコードの同定処理を行うことなく、通信チャネルＣＨの復調を行うことができるため、信号処理量を大幅に低減することができる。
【００１６】
本発明にかかる移動体通信システムにおいて、通信チャネルＣＨを拡散しているショートコード（ＣＯＤＥ）−周波数（Freq.）−時間（ｔ）の関係を３次元空間で示すと、図３に示すようになる。本発明にかかる移動体通信システムにおいては、図３に示すように８つのショートコードＣ１１〜Ｃ１８が設定されている場合は、共通制御チャネルＣＣはスペクトラム拡散しないことからその全てのショートコードＣ１１〜Ｃ１８が通信チャネルＣＨに割り当てられる。この場合は、各基地局において最大８チャネルの通信チャネルを設定することができる。
【００１７】
ところで前述したように、共通制御チャネルＣＣのキャリアｆ１〜ｆｎを各基地局に割り当てる一例が図２に示されているが、複数の基地局（セル）から構成されるエリアにおいては、共通制御チャネルＣＣのキャリアｆ１〜ｆｎを各基地局に割り当てる際に、図４に示すように各エリア毎に制御チャネルのキャリアｆ１〜ｆｎがｎ繰り返しで各基地局に割り当てられる。すなわち、図４にはエリアａ、エリアｂ、エリアｃの３つのエリアが示されており、エリアａ〜エリアｃには図１に示す共通制御チャネルＣＣのキャリアｆ１〜ｆｎが、エリア内の基地局にｎ繰り返しで順次同様のキャリア配置で割り当てられている。例えば、エリアａの基地局ＢＳ１ａにはキャリアｆ１が、エリアｂの基地局ＢＳ１ｂにはキャリアｆ１が、エリアｃ基地局ＢＳ１ｃにはキャリアｆ１が割り当てられ、キャリアｆ２〜ｆｎも同様に割り当てられる。このように、共通制御チャネルＣＣのキャリアｆ１〜ｆｎはｎ繰り返しで割り当てられるが、各基地局に割り当てられるロングコードはキャリアｆ１〜ｆｎのｎ繰り返しとは独立して割り当てることができる。例えば、ロングコードがｍコード用意されている場合は、ロングコードはｍ繰り返しで各基地局に割り当てられる。なお、各通信チャネル毎に異なるショートコードは各基地局で共通して使用することができる。また、移動局は共通制御チャネルＣＣのキャリア配置テーブルを保持しており、在圏するエリアおよび近傍のエリアにおけるセル（基地局）に割り当てられている共通制御チャネルＣＣのキャリア周波数は、移動局においては既知とされている。
【００１８】
次に、本発明にかかる移動体通信システムに適用される送信機の実施の形態の概略構成を図５に、その詳細構成を示すブロック図を図６に示す。この送信機は、例えば基地局に備えられる送信機とされている。
これらの図に示すように、送信機１は共通制御チャネルＣＣによりスペクトラム拡散することなく制御情報を送信する狭帯域送信部１１と、通信チャネルＣＨによりスペクトラム拡散された送信データを送信するＷ−ＣＤＭＡ（広帯域CDMA：Wideband Code Division Multiple Access）送信部１２と、狭帯域送信部１１とＷ−ＣＤＭＡ送信部１２を制御するコントローラ１０を備えている。また、狭帯域送信部１１とＷ−ＣＤＭＡ送信部１２とから送出される送信信号は、合成器１３により合成されてアンテナ１４から送信される。
【００１９】
狭帯域送信部１１は、図６に示すように入力された制御情報によりＢＰＳＫやＱＰＳＫ等の変調が行われる変調器２１と、変調器２１から出力される変調シンボルが、割り当てられた共通制御チャネルＣＣのキャリア周波数ｆｋになるようアップコンバートする混合器（ミキサ）２２と、キャリア周波数ｆｋを発生して混合器２２に供給するシンセサイザ２３とから構成されている。シンセサイザ２３は、割り当てられているキャリア周波数ｆｋを発生するようにコントローラ１０により制御されている。このように、制御情報により狭帯域の変調がされているキャリアｆｋは、共通制御チャネルＣＣの送信信号として合成器１３に供給される。
【００２０】
また、Ｗ−ＣＤＭＡ送信部１２は送信データによりＢＰＳＫやＱＰＳＫ等の変調が行われる変調器３１と、変調器３１から出力される変調シンボルに通信チャネル毎に異なるショートコードおよび割り当てられているロングコードを乗算してスペクトラム拡散する乗算器３２と、ショートコードおよびロングコードを発生して乗算器３２に供給する拡散符号発生器３３と、乗算器３２から出力されるスペクトラム拡散された拡散シンボルが、あらかじめ定められた通信チャネル用のキャリア周波数ｆになるようアップコンバートする混合器（ミキサ）３４と、キャリア周波数ｆを発生して混合器３４に供給するシンセサイザ３５から構成されている。拡散符号発生器３３は、通信チャネルに対応するショートコードおよび割り当てられたロングコードを発生するようにコントローラ１０により制御されている。このように、送信データにより変調されてショートコードおよびロングコードによりスペクトラム拡散されている広帯域の信号は、通信チャネルＣＨの送信信号として合成器１３に供給される。
【００２１】
次に、本発明にかかる移動体通信システムにおける受信機の実施の形態の概略構成を図７に、その詳細構成を示すブロック図を図８に示す。この受信機は、例えば移動局に備えられる受信機であり、電源投入時や待ち受け時の所定タイミング毎にセルサーチを行っている。
これらの図に示すように、受信機２は信号を受信するアンテナ５１と、アンテナ５１により受信された受信信号を増幅する増幅部５２と、増幅部５２により増幅された受信信号の内のスペクトラム拡散されていない共通制御チャネルＣＣの信号を復調する狭帯域受信部５３と、増幅部５２により増幅された受信信号の内のスペクトラム拡散されている広帯域の通信チャネルＣＨの信号を復調するＷ−ＣＤＭＡ受信部５５と、狭帯域受信部５３により復調された制御情報に基づいてＷ−ＣＤＭＡ受信部５５に拡散コード情報を与えるよう制御するコントローラ５４を備えている。なお、アンテナ５１を送信用のアンテナ（送受兼用アンテナ）として動作させるようにしてもよい。
【００２２】
狭帯域受信部５３は、図８に示すように増幅部５２により増幅された受信信号から狭帯域の共通制御チャネルＣＣを抽出するように、混合器６１において周波数変換している。この混合器６１には、シンセサイザ６２により発生可能なキャリアｆ１〜ｆｎの内のいずれかのキャリアが供給されている。そして、混合器６１により周波数変換された信号を、共通制御チャネルＣＣを通過させる狭帯域の帯域フィルタ６３を通過させることにより、帯域フィルタ６３の出力にはシンセサイザ６２により発生されたキャリアｆ１〜ｆｎの内のいずれかのキャリアに対応する共通制御チャネルＣＣの信号が出現するようになる。そこで、帯域フィルタ６３の出力を復調器６４により復調することにより、キャリアｆ１〜ｆｎに対応するＢＰＳＫやＱＰＳＫ変調等が施された共通制御チャネルＣＣが復調され、その制御情報が得られるようになる。この制御情報には、例えば、その制御情報を送信した基地局に割り当てられているロングコード情報が含まれており、シンセサイザ６２により発生されたキャリアｆ１〜ｆｎの内のいずれかのキャリアに対応させて復調された制御情報が図示しない記憶手段に格納される。
【００２３】
なお、セルサーチ時にはシンセサイザ６２によりキャリアｆ１〜ｆｎが順次切り換えられて混合器６１に供給される。すると、セルサーチ時には帯域フィルタ６３の出力にキャリアｆ１〜ｆｎに対応する共通制御チャネルＣＣの信号が順次出現するようになる。そこで、帯域フィルタ６３の出力を復調器６４により復調された受信信号の受信電力を、コントローラ５４における受信電力測定器６５により検出する。次いで、復調した受信信号の内の最大の受信電力の共通制御チャネルＣＣを、コントローラ５４における受信電力判定器６６により検出して、検出された共通制御チャネルＣＣを送信した基地局に在圏しているものと判断する。在圏している基地局に割り当てられているロングコード情報は、その共通制御チャネルＣＣの受信信号に含まれていることから、受信電力判定器６６により受信電力が最大と判定された共通制御チャネルＣＣで送信された制御情報が記憶手段から読み出されて、そのロングコード情報がＷ−ＣＤＭＡ受信部５５に供給される。この場合、受信電力の内の最大の受信電力の共通制御チャネルＣＣが判定された際に、その共通制御チャネルＣＣにおける復調されている制御情報をＷ−ＣＤＭＡ受信部５５に供給して、そのロングコード情報をＷ−ＣＤＭＡ受信部５５におけるレジスタ等に格納するようにしてもよい。
【００２４】
Ｗ−ＣＤＭＡ受信部５５は、図８に示すように増幅部５２により増幅された受信信号から通信チャネルＣＨを抽出するように、混合器７０において周波数変換している。この混合器７０にはシンセサイザ７１により発生されたキャリアｆが供給されている。そして、混合器７０により周波数変換された信号を、通信チャネルＣＨを通過させる広帯域の帯域フィルタ７２を通過させる。この場合、キャリアｆ１〜ｆｎは通信チャネルＣＨの広周波数帯域内とされているため、共通制御チャネルＣＣの信号も帯域フィルタ７２を通過するようになる。帯域フィルタ７２の出力は乗算器７３において、ロングコードおよびショートコードが乗算されて逆拡散される。乗算器７３には、拡散符号発生器７４から発生されたロングコードおよびショートコードが供給されているが、ロングコードはコントローラ５４から供給された拡散コード情報に基づいて発生されている。これにより、受信電力が最大となる在圏する基地局に割り当てられているロングコードにより逆拡散されることになる。また、ショートコードは受信する特定の通信チャネルＣＨに応じたショートコードを発生するようコントローラ５４が拡散コード情報により制御する。逆拡散された特定の通信チャネルＣＨの信号は狭帯域信号となり、復調器７５によりＢＰＳＫやＱＰＳＫ変調等が施された通信チャネルＣＨが復調されて、その受信データが得られるようになる。なお、スペクトラム拡散されていない共通制御チャネルＣＣの信号は、乗算器７３において逆拡散されることによりスペクトラム拡散されて広帯域のレベルの小さいノイズになるため、通信チャネルＣＨに影響を与えることはない。
【００２５】
次に、本発明にかかる移動体通信システムにおける移動局において電源が投入された際に行われる電源投入処理のフローチャートを図９に示す。この電源投入処理は在圏するセルをサーチするセルサーチの処理とされている。
図９に示す電源投入処理のフローチャートにおいて、移動局の電源が投入されると、ステップＳ１０にて移動局が取得している共通制御チャネルＣＣのチャネル番号テーブルを参照して、各基地局から送信されている共通制御チャネルＣＣの受信電力Ｅ（ｆｉ）が測定される。この場合、図８に示すシンセサイザ６２が発生するキャリア周波数が、チャネル番号テーブルに基づいてｆ１〜ｆｎまで順次変更されて、各基地局から送信されている共通制御チャネルＣＣの受信電力Ｅ（ｆｉ）がそれぞれ測定される。
【００２６】
次いで、ステップＳ１１にて測定された受信電力Ｅ（ｆｉ）の内の最大の受信電力が検出されて受信電力Ｅ（ｆｋ）とされ、この受信電力Ｅ（ｆｋ）があらかじめ定められている所要の受信レベルを超えているか否かが判断される。この所要の受信レベルは、移動局が基地局と安定した通信を行えるレベルとされている。ここで、受信電力Ｅ（ｆｋ）が所要の受信レベルを超えていると判断された場合は、ステップＳ１２へ進み受信電力Ｅ（ｆｋ）が検出されたキャリアｆｋが割り当てられている基地局Ｂｋが在圏する基地局として決定される。そして、ステップＳ１４にて基地局Ｂｋが送信している共通制御チャネルＣＣを復調して制御情報を取得する。この制御情報には、報知信号、ロングコード、周辺基地局の共通制御チャネル番号等の情報が含まれている。次いで、基地局Ｂｋで待ち受けるよう設定されて電源投入処理は終了する。また、ステップＳ１１にて受信電力Ｅ（ｆｋ）が所要の受信レベルを超えていないと判断された場合は、ステップＳ１３に分岐して圏外に位置していると判断してその旨の表示を移動機の表示手段に表示する。
【００２７】
次に、図９に示すステップＳ１５にて待ち受けが設定された際に実行される待ち受け処理のフローチャートを図１０に示す。
待ち受け処理が開始されると、ステップＳ２０にて基地局Ｂｋで待ち受ける。この際に、基地局Ｂｋから着信通知が受信された場合は、図示しない着信処理が起動されて実行されるようになる。また、ステップＳ２１にて時間タイマーの値があらかじめ定められている時間閾値を超えたか否かが判断される。ここで、超えていると判断された場合はステップＳ２２に進んで、各基地局から送信されている共通制御チャネルの受信電力Ｅ（ｆｉ）が測定される。この場合、図８に示すシンセサイザ６２が発生するキャリア周波数が、チャネル番号テーブルに基づいてｆ１〜ｆｎまで順次変更されて、各基地局から送信されている共通制御チャネルの受信電力Ｅ（ｆｉ）がそれぞれ測定される。また、ステップＳ２１にて時間タイマーの値が時間閾値を超えていないと判断された場合は、超えるまで待機される。また、時間閾値の値は小さいほど頻繁に在圏情報を取得することができるが、そのための信号処理が頻繁に実行されることから移動しても支障のない時間間隔で在圏情報を取得できる値とされていればよい。
【００２８】
次いで、ステップＳ２３にて測定された受信電力Ｅ（ｆｉ）の内の最大の受信電力が検出されてその受信電力が受信電力Ｅ（ｆｋ）とされる。そして、この受信電力Ｅ（ｆｋ）があらかじめ定められている前述した所要の受信レベルを超えているか否かが判断される。ここで、受信電力Ｅ（ｆｋ）が所要の受信レベルを超えていると判断された場合は、ステップＳ２４へ進み受信電力Ｅ（ｆｋ）が検出されたキャリアｆｋが割り当てられている基地局Ｂｋが送信している共通制御チャネルを復調して報知信号、ロングコード、周辺基地局の共通制御チャネル番号等の制御情報を取得する。次いで、ステップＳ２０に戻りステップＳ２０ないしステップＳ２４の処理が繰り返し行われる。また、ステップＳ２３にて受信電力Ｅ（ｆｋ）が所要の受信レベルを超えていないと判断された場合は、ステップＳ２５に分岐して圏外に位置していると判断してその旨の表示を移動機の表示手段に表示する。
【００２９】
このような待ち受け処理が繰り返し行われることにより、ハンドオーバ時にはハンドオーバにより移行する基地局の制御情報を自動的に取得することができるようになる。例えば、図１１に示すように基地局Ｂ１に在圏していた移動局ＭＳが矢印で示す方向に移動する場合は、基地局Ｂ１が送信する共通制御チャネルＣＣの受信電力Ｅ（ｆ１）が、基地局Ｂ２からの受信電力Ｅ（ｆ２）、基地局Ｂ３からの受信電力Ｅ（ｆ３）に比して大きかったものが、移動するに伴い基地局Ｂ３からの受信電力Ｅ（ｆ３）が大きくなってくる。そして、基地局Ｂ３からの受信電力Ｅ（ｆ３）が最大と判断された際に、基地局Ｂ３からの制御情報が取得されるようになる。これにより、ハンドオーバ時にロングコードの同定処理を行うことなくハンドオーバ処理を行うことができるようになる。なお、共通制御チャネルＣＣはスペクトラム拡散されていないことから待ち受け処理においては、ロングコードの同定処理を行う必要がなく、その信号処理を軽い処理とすることができる。
【００３０】
なお、図１に示す通信チャネルＣＨが占める周波数帯域に設定することのできる共通制御チャネルＣＣのキャリア数ｎは任意の数とすることができる。このとき、各々の共通制御チャネルＣＣの周波数帯域は通信チャネルＣＨの周波数チャネルに比べ十分狭いため、隣接する共通制御チャネルＣＣに十分な広さのガードバンドを設けることが可能となる。また、ショートコード数は各基地局が有している通信チャネル数と同数のショートコード数とすればよい。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように、各基地局から送信されている共通制御チャネルでは、割り当てられたキャリアにより拡散することなく狭帯域の制御情報を送信するようにしている。このため、セルサーチや待ち受け処理において、ロングコードの同定処理等の重い信号処理を行う必要がないことから、信号処理量を大幅に低減することができる。したがって、消費電力を削減することができ移動局の電池動作時間を長時間にすることができると共に処理遅延を極力なくすことができるようになる。
また、通信チャネルの受信データを逆拡散して復号する際に、拡散されていない制御情報はレベルの小さい広帯域のノイズと見なせることから、共通制御チャネルの通信チャネルに対する干渉量を極力低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる移動体通信システムにおける下りのスペクトラム構成を示す図である。
【図２】本発明の移動体通信システムにおける基地局毎に割り当てられている共通制御チャネルのキャリアとロングコードの配置の一例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態にかかる移動体通信システムにおけるショートコード、周波数、時間の相互の関係を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態にかかる移動体通信システムにおけるエリアにおいて共通制御チャネルＣＣのキャリアを各基地局に割り当てる割当態様を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態にかかる移動体通信システムに適用される送信機の概略構成を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態にかかる移動体通信システムに適用される送信機の詳細構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施の形態にかかる移動体通信システムに適用される受信機の概略構成を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態にかかる移動体通信システムに適用される受信機の詳細構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施の形態にかかる移動体通信システムにおける移動局において電源が投入された際に行われる電源投入処理のフローチャートを示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態にかかる移動体通信システムにおける移動局において行われる待ち受け処理のフローチャートを示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態にかかる移動体通信システムにおける移動局がハンドオーバする際の待ち受け処理を説明するための図である。
【図１２】従来のＤＳ−ＣＤＭＡにおける共通制御チャネルＣＣと通信チャネルＣＨが占める周波数帯域を示す図である。
【図１３】従来のＤＳ−ＣＤＭＡにおけるショートコード、周波数、時間の相互の関係を示す図である。
【図１４】従来のＤＳ−ＣＤＭＡにおけるロングコードを各基地局に割り当てる一例を示す図である。
【符号の説明】
１ 送信機、２ 受信機、１０ コントローラ、１１ 狭帯域送信部、１２ Ｗ−ＣＤＭＡ送信部、１３ 合成器、１４ アンテナ、２１ 変調器、２２ 混合器、２３ シンセサイザ、３１ 変調器、３２ 乗算器、３３ 拡散符号発生器、３４ 混合器、３５ シンセサイザ、５１ アンテナ、５２ 増幅部、５３ 狭帯域受信部、５４ コントローラ、５５ Ｗ−ＣＤＭＡ受信部、６１ 混合器、６２ シンセサイザ、６３ 帯域フィルタ、６４ 復調器、６５ 受信電力測定器、６６ 受信電力判定器、７０ 混合器、７１ シンセサイザ、７２ 帯域フィルタ、７３ 乗算器、７４ 拡散符号発生器、７５ 復調器、ＣＣ 共通制御チャネル、ＣＨ 通信チャネル、ＭＳ 移動局
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信チャネルが直接拡散される送信機、受信機および移動体通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
移動体通信システムにおいて、移動局のセルサーチ、着信制御、発信制御、ハンドオーバ等に必要な制御情報のやり取りは共通制御チャネルを用いて行われている。すなわち、移動体通信システムにおいて基地局と移動局間の通信制御を行うためには、移動局において在圏セルの共通制御チャネルを検出し、その受信信号を読み出す必要がある。ＩＭＴ−２０００（International Mobile Telecommunications 2000）における移動体通信システムに採用されている直接拡散符号分割多重方式（ＤＳ−ＣＤＭＡ）は、拡散符号により送信信号をスペクトル拡散するとともに、互いに直交する異なる拡散コードをチャネル毎に用いることによりチャネルの多重化を行っている。また、ＤＳ−ＣＤＭＡ方式では、共通制御チャネルと通信チャネルは、基地局ごとに異なるロングコードとチャネルごとに異なるショートコードとを用いて同一の広帯域の周波数帯に拡散されたチャネル構成をとっている。すなわち、共通制御チャネルＣＣと通信チャネルＣＨは、図１２に示すように同一の広周波数帯域を占めるようにスペクトル拡散される。
【０００３】
また、共通制御チャネルＣＣと通信チャネルＣＨとは、それぞれ互いに異なるショートコードにより拡散されており、ショートコード（ＣＯＤＥ）−周波数（Freq.）−時間（ｔ）の３次元空間で示すと、図１３に示すようになる。ただし、図１３においてはショートコードＣ１１〜Ｃ１４を共通制御チャネルＣＣに割り当て、ショートコードＣ１５〜Ｃ１８を通信チャネルＣＨに割り当てている例が示されている。さらに、ロングコードを各基地局に割り当てる一例を図１４に示す。ロングコードは、例えば図１４に示すように、基地局ＢＳ１にはロングコードＣ１が割り当てられ、基地局ＢＳ２にはロングコードＣ２が割り当てられ、基地局ＢＳ３にはロングコードＣ３が割り当てられ、基地局ＢＳ４にはロングコードＣ４が割り当てられる。各基地局に割り当てるロングコードは、少なくとも隣接する基地局と異なるロングコードを割り当てるようにする。なお、図１４におけるｆ（Ｃ１）の表記は通信チャネルの周波数帯域を示しており、その際に通信チャネルで使用されるロングコードがＣ１であることを示している。ｆ（Ｃ２）〜ｆ（Ｃ４）の表記も同様である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ＤＳ−ＣＤＭＡ方式では、通信制御の基本となる共通制御チャネルの検出に際しては、在圏セルの基地局に割り当てられたロングコードを特定する必要があり、基地局ごとに異なるロングコードで拡散されている受信信号を逆拡散して、タイミングの検出および受信電力の測定を行う必要がある。このような受信処理を全ての基地局に対するロングコードに対して行い、測定された受信電力を比較した結果、最大受信電力となるロングコードを在圏セルの基地局に割り当てられたロングコードとして判定している。一般にＤＳ−ＣＤＭＡ方式では予め移動局においてテーブル化されている複数の共通制御チャネルのロングコードの中から、受信信号が拡散されているロングコードを探索することで、共通制御チャネルの検出を行うようにしている。また、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband CDMA）方式では、処理時間を短縮する方法として、３段階セルサーチ法（3GPP RAN 3G TS 25.211 V3.2.0, March.2000）が標準化されている。また、ロングコードが同定された後、待ち受け時の共通制御チャネルの読み出し処理は、通信チャネルに比べ少ない情報伝送レートにもかかわらず、共通制御チャネルが通信チャネルと同一の周波数帯に拡散されたチャネル構成になっているため、通信チャネルと同様に広帯域信号の復調を行う必要があった。
【０００５】
このように、ＤＳ−ＣＤＭＡ方式では移動局にテーブル化されているロングコードから在圏セルのロングコードを探索し、共通制御チャネルの検出を行うようにしている。しかし、ロングコード探索における信号処理は複雑であると共に、その処理量も膨大となるため、テーブル化されているロングコードの数の増加に伴い、その処理量が増大することになる。また、３段階セルサーチ法はロングコードの探索は効率化されているが、その処理手順が複雑であった。さらに、ロングコードの同定後、待ち受け時のように常時または一定時間間隔（バッテリセーブモードのときなど）で共通制御チャネル信号の受信を行う場合、通信チャネルに対しわずかな情報量しか送信されていないにもかかわらず、同一周波数帯に拡散されて広帯域信号となっているため、受信信号の復調に必要な信号処理効率がきわめて低くなってしまっていた。
【０００６】
そこで、本発明は、ＤＳ−ＣＤＭＡ方式の移動体通信システムにおいて制御チャネル信号処理量を低減することのできる送信機、受信機および移動体通信システムを提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の移動体通信システムは、直接拡散されている通信チャネルが占めている所定の周波数帯域内に、制御チャネル用の制御チャネルキャリアが設定されている移動体通信システムであって、移動体通信システムを構成している基地局は、少なくとも隣接する他の基地局に割り当てられていない制御チャネルキャリアを用いて拡散することなく制御情報を送信すると共に、少なくとも隣接する他の基地局に割り当てられていない基地局毎に固有の通信チャネル用拡散コードを用いて送信情報を直接拡散して送信するようにしている。
【０００８】
また、上記目的を達成することのできる他の移動体通信システムは、直接拡散されている通信チャネルが占めている所定の周波数帯域内に、各基地局に割り当てられる制御チャネル用の制御チャネルキャリアが設定されている移動体通信システムであって、移動体通信システムを構成している移動局は、前記制御チャネルキャリアにより拡散されることなく各基地局から送信されている制御チャネルを各々受信して、受信された複数の制御チャネルの内の、受信電力が最大とされている制御チャネルを検出することにより在圏する基地局を検出し、検出された当該基地局から制御チャネルにより送信されている制御情報を受信することにより、当該基地局に割り当てられている通信チャネル用拡散コード情報を取得し、受信した通信チャネルにおいて取得した前記通信チャネル用拡散コード情報に基づいて逆拡散することにより、受信データを得るようにしている。
【０００９】
さらに、上記目的を達成することのできるさらに他の移動体通信システムは、直接拡散されている通信チャネルが占めている所定の周波数帯域内に、制御チャネル用の制御チャネルキャリアが設定されている移動体通信システムであって、移動体通信システムを構成している基地局は、少なくとも隣接する他の基地局に割り当てられていない制御チャネルキャリアを用いて拡散することなく制御情報を送信すると共に、少なくとも隣接する他の基地局に割り当てられていない基地局毎に固有の通信チャネル用拡散コードを用いて送信情報を直接拡散して送信しており、移動体通信システムを構成している移動局は、前記基地局から各々送信されている制御チャネルをそれぞれ受信して、受信された複数の制御チャネルの内の、受信電力が最大とされている制御チャネルを検出することにより在圏する基地局を検出し、検出された当該基地局から送信されている前記制御情報を受信することにより当該基地局に割り当てられている通信チャネル用拡散コード情報を取得し、受信した通信チャネルにおいて前記通信チャネル用拡散コード情報に基づいて逆拡散することにより、受信データを得るようにしている。
【００１０】
さらにまた、上記目的を達成することのできる送信機は、直接拡散されている通信チャネルが占めている所定の周波数帯域内に、制御チャネル用の制御チャネルキャリアが設定されている移動体通信システムにおける送信機であって、複数の前記制御チャネルキャリアの内の割り当てられた制御チャネルキャリアを設定すると共に、複数の通信チャネル用拡散コードの内の割り当てられた通信チャネル用拡散コードを設定する制御部と、該制御部により設定された前記制御チャネルキャリアを用いて拡散することなく制御情報を送信する狭帯域制御チャネル部と、前記制御部により設定された通信チャネル用拡散コードにより通信チャネルの送信データを直接拡散して送信する広帯域通信チャネル部とを備えている。
【００１１】
さらにまた、上記目的を達成することのできる受信機は、直接拡散されている通信チャネルが占めている所定の周波数帯域内に、各基地局に割り当てられる制御チャネル用の制御チャネルキャリアが設定されている移動体通信システムにおける受信機であって、前記制御チャネルキャリアにより拡散されることなく各基地局から送信されている制御チャネルをそれぞれ受信することのできる狭帯域制御チャネル部と、該狭帯域制御チャネル部により受信された複数の制御チャネルの内の、受信電力が最大とされている制御チャネルを検出することにより在圏する基地局を検出し、検出された当該基地局から制御チャネルにより送信されている制御情報を受信することにより、当該基地局に割り当てられている通信チャネル用拡散コード情報を取得する制御部と、前記制御部が取得した前記通信チャネル用拡散コード情報に基づいて、受信した通信チャネルにおいて逆拡散することにより、受信データを得る広帯域通信チャネル部とを備えている。
【００１２】
このような本発明によれば、制御チャネルキャリアにより拡散することなく狭帯域の制御情報を送信するようにしている。このため、セルサーチや待ち受け時の処理において、ロングコードの同定処理等の重い信号処理を行う必要がないことから、信号処理量を大幅に低減することができる。したがって、消費電力を削減することができ移動局の電池動作時間を長時間にすることができると共に処理遅延を極力なくすことができるようになる。
また、通信チャネルの受信データを逆拡散して復号する際に、拡散されていない制御情報はレベルの小さい広帯域のノイズと見なせることから、制御チャネルの通信チャネルに対する干渉量を極力低減することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態にかかる移動体通信システムにおける下りのスペクトラム構成を図１に示す。
図１に示すように通信チャネルＣＨはスペクトラム拡散されて広い周波数帯域を占めている。この通信チャネルＣＨが占める周波数帯域は、複数の通信チャネルが共通に使用する周波数帯域とされ、通信チャネル毎に固有のショートコードおよび基地局に割り当てられている固有のロングコードにより拡散されている。また、共通制御チャネルＣＣの複数のキャリアｆ１〜ｆｎは、通信チャネルＣＨが占める周波数帯域に設定されており、キャリアｆ１〜ｆｎは移動体通信システムを構成している基地局にそれぞれ割り当てられている。各基地局は、割り当てられたキャリアを用いてスペクトラム拡散することなく狭帯域の共通制御チャネルを送信している。
【００１４】
ここで、本発明の移動体通信システムにおける基地局毎に割り当てられている共通制御チャネルＣＣのキャリアとロングコードの配置の一例を図２に示す。
図２には多数の基地局の内の８つの基地局が示されており、基地局ＢＳ１には共通制御チャネルＣＣのキャリアｆ１とロングコードＣ１が割り当てられ、基地局ＢＳ２には共通制御チャネルＣＣのキャリアｆ２とロングコードＣ２が割り当てられ、基地局ＢＳ３には共通制御チャネルＣＣのキャリアｆ３とロングコードＣ３が割り当てられ、基地局ＢＳ４には共通制御チャネルＣＣのキャリアｆ４とロングコードＣ４が割り当てられている。基地局ＢＳ５ないし基地局ＢＳ８にも同様に共通制御チャネルＣＣのキャリアとロングコードとが割り当てられている。このように各基地局に共通制御チャネルＣＣのキャリアとロングコードとが割り当てられると、スペクトラム拡散されている通信チャネルＣＨが占める広周波数帯域は共通とされるが、狭帯域の共通制御チャネルＣＣのキャリアの周波数は基地局毎に異なるようになる。この場合、各基地局に割り当てられる共通制御チャネルＣＣのキャリアとロングコードとは、少なくとも隣接する基地局と異なる共通制御チャネルＣＣのキャリアとロングコードとが割り当てられている。なお、図２におけるｆ（Ｃ１）の表記は通信チャネルの周波数帯域を示しており、その際に通信チャネルで使用されるロングコードがＣ１であることを示している。ｆ（Ｃ２）〜ｆ（Ｃ８）の表記も同様である。
【００１５】
図２に示すように共通制御チャネルＣＣのキャリアが割り当てられている各基地局では、割り当てられている共通制御チャネルＣＣのキャリアを用いて、拡散することなく狭帯域の共通制御チャネルにより制御情報を送信している。このため、移動局がセルサーチ等を行う場合には各基地局が送信している共通制御チャネルＣＣのキャリアを受信して、その受信信号の信号処理を行えばよいことになる。例えば、共通制御チャネルＣＣのキャリアｆ１〜ｆ８が８繰り返しで各基地局に割り当てられている場合は、キャリアｆ１〜ｆ８に対応する共通制御チャネルＣＣを受信してその受信信号の信号処理を行えばよい。そして、例えば受信電力の一番大きい共通制御チャネルＣＣに対応する基地局に在圏するものと判断して、当該基地局から送信されている共通制御チャネルＣＣを受信することにより在圏する基地局のロングコード情報を検出する。次いで、検出されたロングコード情報および通信チャネル固有のショートコードにより、受信された通信チャネルＣＨの信号を逆拡散して、通信チャネルＣＨの復調を行うことにより、各通信チャネルＣＨから受信データを得るようにする。この受信信号処理では、通信チャネルＣＨの拡散に用いているロングコードの同定処理を行うことなく、通信チャネルＣＨの復調を行うことができるため、信号処理量を大幅に低減することができる。
【００１６】
本発明にかかる移動体通信システムにおいて、通信チャネルＣＨを拡散しているショートコード（ＣＯＤＥ）−周波数（Freq.）−時間（ｔ）の関係を３次元空間で示すと、図３に示すようになる。本発明にかかる移動体通信システムにおいては、図３に示すように８つのショートコードＣ１１〜Ｃ１８が設定されている場合は、共通制御チャネルＣＣはスペクトラム拡散しないことからその全てのショートコードＣ１１〜Ｃ１８が通信チャネルＣＨに割り当てられる。この場合は、各基地局において最大８チャネルの通信チャネルを設定することができる。
【００１７】
ところで前述したように、共通制御チャネルＣＣのキャリアｆ１〜ｆｎを各基地局に割り当てる一例が図２に示されているが、複数の基地局（セル）から構成されるエリアにおいては、共通制御チャネルＣＣのキャリアｆ１〜ｆｎを各基地局に割り当てる際に、図４に示すように各エリア毎に制御チャネルのキャリアｆ１〜ｆｎがｎ繰り返しで各基地局に割り当てられる。すなわち、図４にはエリアａ、エリアｂ、エリアｃの３つのエリアが示されており、エリアａ〜エリアｃには図１に示す共通制御チャネルＣＣのキャリアｆ１〜ｆｎが、エリア内の基地局にｎ繰り返しで順次同様のキャリア配置で割り当てられている。例えば、エリアａの基地局ＢＳ１ａにはキャリアｆ１が、エリアｂの基地局ＢＳ１ｂにはキャリアｆ１が、エリアｃ基地局ＢＳ１ｃにはキャリアｆ１が割り当てられ、キャリアｆ２〜ｆｎも同様に割り当てられる。このように、共通制御チャネルＣＣのキャリアｆ１〜ｆｎはｎ繰り返しで割り当てられるが、各基地局に割り当てられるロングコードはキャリアｆ１〜ｆｎのｎ繰り返しとは独立して割り当てることができる。例えば、ロングコードがｍコード用意されている場合は、ロングコードはｍ繰り返しで各基地局に割り当てられる。なお、各通信チャネル毎に異なるショートコードは各基地局で共通して使用することができる。また、移動局は共通制御チャネルＣＣのキャリア配置テーブルを保持しており、在圏するエリアおよび近傍のエリアにおけるセル（基地局）に割り当てられている共通制御チャネルＣＣのキャリア周波数は、移動局においては既知とされている。
【００１８】
次に、本発明にかかる移動体通信システムに適用される送信機の実施の形態の概略構成を図５に、その詳細構成を示すブロック図を図６に示す。この送信機は、例えば基地局に備えられる送信機とされている。
これらの図に示すように、送信機１は共通制御チャネルＣＣによりスペクトラム拡散することなく制御情報を送信する狭帯域送信部１１と、通信チャネルＣＨによりスペクトラム拡散された送信データを送信するＷ−ＣＤＭＡ（広帯域CDMA：Wideband Code Division Multiple Access）送信部１２と、狭帯域送信部１１とＷ−ＣＤＭＡ送信部１２を制御するコントローラ１０を備えている。また、狭帯域送信部１１とＷ−ＣＤＭＡ送信部１２とから送出される送信信号は、合成器１３により合成されてアンテナ１４から送信される。
【００１９】
狭帯域送信部１１は、図６に示すように入力された制御情報によりＢＰＳＫやＱＰＳＫ等の変調が行われる変調器２１と、変調器２１から出力される変調シンボルが、割り当てられた共通制御チャネルＣＣのキャリア周波数ｆｋになるようアップコンバートする混合器（ミキサ）２２と、キャリア周波数ｆｋを発生して混合器２２に供給するシンセサイザ２３とから構成されている。シンセサイザ２３は、割り当てられているキャリア周波数ｆｋを発生するようにコントローラ１０により制御されている。このように、制御情報により狭帯域の変調がされているキャリアｆｋは、共通制御チャネルＣＣの送信信号として合成器１３に供給される。
【００２０】
また、Ｗ−ＣＤＭＡ送信部１２は送信データによりＢＰＳＫやＱＰＳＫ等の変調が行われる変調器３１と、変調器３１から出力される変調シンボルに通信チャネル毎に異なるショートコードおよび割り当てられているロングコードを乗算してスペクトラム拡散する乗算器３２と、ショートコードおよびロングコードを発生して乗算器３２に供給する拡散符号発生器３３と、乗算器３２から出力されるスペクトラム拡散された拡散シンボルが、あらかじめ定められた通信チャネル用のキャリア周波数ｆになるようアップコンバートする混合器（ミキサ）３４と、キャリア周波数ｆを発生して混合器３４に供給するシンセサイザ３５から構成されている。拡散符号発生器３３は、通信チャネルに対応するショートコードおよび割り当てられたロングコードを発生するようにコントローラ１０により制御されている。このように、送信データにより変調されてショートコードおよびロングコードによりスペクトラム拡散されている広帯域の信号は、通信チャネルＣＨの送信信号として合成器１３に供給される。
【００２１】
次に、本発明にかかる移動体通信システムにおける受信機の実施の形態の概略構成を図７に、その詳細構成を示すブロック図を図８に示す。この受信機は、例えば移動局に備えられる受信機であり、電源投入時や待ち受け時の所定タイミング毎にセルサーチを行っている。
これらの図に示すように、受信機２は信号を受信するアンテナ５１と、アンテナ５１により受信された受信信号を増幅する増幅部５２と、増幅部５２により増幅された受信信号の内のスペクトラム拡散されていない共通制御チャネルＣＣの信号を復調する狭帯域受信部５３と、増幅部５２により増幅された受信信号の内のスペクトラム拡散されている広帯域の通信チャネルＣＨの信号を復調するＷ−ＣＤＭＡ受信部５５と、狭帯域受信部５３により復調された制御情報に基づいてＷ−ＣＤＭＡ受信部５５に拡散コード情報を与えるよう制御するコントローラ５４を備えている。なお、アンテナ５１を送信用のアンテナ（送受兼用アンテナ）として動作させるようにしてもよい。
【００２２】
狭帯域受信部５３は、図８に示すように増幅部５２により増幅された受信信号から狭帯域の共通制御チャネルＣＣを抽出するように、混合器６１において周波数変換している。この混合器６１には、シンセサイザ６２により発生可能なキャリアｆ１〜ｆｎの内のいずれかのキャリアが供給されている。そして、混合器６１により周波数変換された信号を、共通制御チャネルＣＣを通過させる狭帯域の帯域フィルタ６３を通過させることにより、帯域フィルタ６３の出力にはシンセサイザ６２により発生されたキャリアｆ１〜ｆｎの内のいずれかのキャリアに対応する共通制御チャネルＣＣの信号が出現するようになる。そこで、帯域フィルタ６３の出力を復調器６４により復調することにより、キャリアｆ１〜ｆｎに対応するＢＰＳＫやＱＰＳＫ変調等が施された共通制御チャネルＣＣが復調され、その制御情報が得られるようになる。この制御情報には、例えば、その制御情報を送信した基地局に割り当てられているロングコード情報が含まれており、シンセサイザ６２により発生されたキャリアｆ１〜ｆｎの内のいずれかのキャリアに対応させて復調された制御情報が図示しない記憶手段に格納される。
【００２３】
なお、セルサーチ時にはシンセサイザ６２によりキャリアｆ１〜ｆｎが順次切り換えられて混合器６１に供給される。すると、セルサーチ時には帯域フィルタ６３の出力にキャリアｆ１〜ｆｎに対応する共通制御チャネルＣＣの信号が順次出現するようになる。そこで、帯域フィルタ６３の出力を復調器６４により復調された受信信号の受信電力を、コントローラ５４における受信電力測定器６５により検出する。次いで、復調した受信信号の内の最大の受信電力の共通制御チャネルＣＣを、コントローラ５４における受信電力判定器６６により検出して、検出された共通制御チャネルＣＣを送信した基地局に在圏しているものと判断する。在圏している基地局に割り当てられているロングコード情報は、その共通制御チャネルＣＣの受信信号に含まれていることから、受信電力判定器６６により受信電力が最大と判定された共通制御チャネルＣＣで送信された制御情報が記憶手段から読み出されて、そのロングコード情報がＷ−ＣＤＭＡ受信部５５に供給される。この場合、受信電力の内の最大の受信電力の共通制御チャネルＣＣが判定された際に、その共通制御チャネルＣＣにおける復調されている制御情報をＷ−ＣＤＭＡ受信部５５に供給して、そのロングコード情報をＷ−ＣＤＭＡ受信部５５におけるレジスタ等に格納するようにしてもよい。
【００２４】
Ｗ−ＣＤＭＡ受信部５５は、図８に示すように増幅部５２により増幅された受信信号から通信チャネルＣＨを抽出するように、混合器７０において周波数変換している。この混合器７０にはシンセサイザ７１により発生されたキャリアｆが供給されている。そして、混合器７０により周波数変換された信号を、通信チャネルＣＨを通過させる広帯域の帯域フィルタ７２を通過させる。この場合、キャリアｆ１〜ｆｎは通信チャネルＣＨの広周波数帯域内とされているため、共通制御チャネルＣＣの信号も帯域フィルタ７２を通過するようになる。帯域フィルタ７２の出力は乗算器７３において、ロングコードおよびショートコードが乗算されて逆拡散される。乗算器７３には、拡散符号発生器７４から発生されたロングコードおよびショートコードが供給されているが、ロングコードはコントローラ５４から供給された拡散コード情報に基づいて発生されている。これにより、受信電力が最大となる在圏する基地局に割り当てられているロングコードにより逆拡散されることになる。また、ショートコードは受信する特定の通信チャネルＣＨに応じたショートコードを発生するようコントローラ５４が拡散コード情報により制御する。逆拡散された特定の通信チャネルＣＨの信号は狭帯域信号となり、復調器７５によりＢＰＳＫやＱＰＳＫ変調等が施された通信チャネルＣＨが復調されて、その受信データが得られるようになる。なお、スペクトラム拡散されていない共通制御チャネルＣＣの信号は、乗算器７３において逆拡散されることによりスペクトラム拡散されて広帯域のレベルの小さいノイズになるため、通信チャネルＣＨに影響を与えることはない。
【００２５】
次に、本発明にかかる移動体通信システムにおける移動局において電源が投入された際に行われる電源投入処理のフローチャートを図９に示す。この電源投入処理は在圏するセルをサーチするセルサーチの処理とされている。
図９に示す電源投入処理のフローチャートにおいて、移動局の電源が投入されると、ステップＳ１０にて移動局が取得している共通制御チャネルＣＣのチャネル番号テーブルを参照して、各基地局から送信されている共通制御チャネルＣＣの受信電力Ｅ（ｆｉ）が測定される。この場合、図８に示すシンセサイザ６２が発生するキャリア周波数が、チャネル番号テーブルに基づいてｆ１〜ｆｎまで順次変更されて、各基地局から送信されている共通制御チャネルＣＣの受信電力Ｅ（ｆｉ）がそれぞれ測定される。
【００２６】
次いで、ステップＳ１１にて測定された受信電力Ｅ（ｆｉ）の内の最大の受信電力が検出されて受信電力Ｅ（ｆｋ）とされ、この受信電力Ｅ（ｆｋ）があらかじめ定められている所要の受信レベルを超えているか否かが判断される。この所要の受信レベルは、移動局が基地局と安定した通信を行えるレベルとされている。ここで、受信電力Ｅ（ｆｋ）が所要の受信レベルを超えていると判断された場合は、ステップＳ１２へ進み受信電力Ｅ（ｆｋ）が検出されたキャリアｆｋが割り当てられている基地局Ｂｋが在圏する基地局として決定される。そして、ステップＳ１４にて基地局Ｂｋが送信している共通制御チャネルＣＣを復調して制御情報を取得する。この制御情報には、報知信号、ロングコード、周辺基地局の共通制御チャネル番号等の情報が含まれている。次いで、基地局Ｂｋで待ち受けるよう設定されて電源投入処理は終了する。また、ステップＳ１１にて受信電力Ｅ（ｆｋ）が所要の受信レベルを超えていないと判断された場合は、ステップＳ１３に分岐して圏外に位置していると判断してその旨の表示を移動機の表示手段に表示する。
【００２７】
次に、図９に示すステップＳ１５にて待ち受けが設定された際に実行される待ち受け処理のフローチャートを図１０に示す。
待ち受け処理が開始されると、ステップＳ２０にて基地局Ｂｋで待ち受ける。この際に、基地局Ｂｋから着信通知が受信された場合は、図示しない着信処理が起動されて実行されるようになる。また、ステップＳ２１にて時間タイマーの値があらかじめ定められている時間閾値を超えたか否かが判断される。ここで、超えていると判断された場合はステップＳ２２に進んで、各基地局から送信されている共通制御チャネルの受信電力Ｅ（ｆｉ）が測定される。この場合、図８に示すシンセサイザ６２が発生するキャリア周波数が、チャネル番号テーブルに基づいてｆ１〜ｆｎまで順次変更されて、各基地局から送信されている共通制御チャネルの受信電力Ｅ（ｆｉ）がそれぞれ測定される。また、ステップＳ２１にて時間タイマーの値が時間閾値を超えていないと判断された場合は、超えるまで待機される。また、時間閾値の値は小さいほど頻繁に在圏情報を取得することができるが、そのための信号処理が頻繁に実行されることから移動しても支障のない時間間隔で在圏情報を取得できる値とされていればよい。
【００２８】
次いで、ステップＳ２３にて測定された受信電力Ｅ（ｆｉ）の内の最大の受信電力が検出されてその受信電力が受信電力Ｅ（ｆｋ）とされる。そして、この受信電力Ｅ（ｆｋ）があらかじめ定められている前述した所要の受信レベルを超えているか否かが判断される。ここで、受信電力Ｅ（ｆｋ）が所要の受信レベルを超えていると判断された場合は、ステップＳ２４へ進み受信電力Ｅ（ｆｋ）が検出されたキャリアｆｋが割り当てられている基地局Ｂｋが送信している共通制御チャネルを復調して報知信号、ロングコード、周辺基地局の共通制御チャネル番号等の制御情報を取得する。次いで、ステップＳ２０に戻りステップＳ２０ないしステップＳ２４の処理が繰り返し行われる。また、ステップＳ２３にて受信電力Ｅ（ｆｋ）が所要の受信レベルを超えていないと判断された場合は、ステップＳ２５に分岐して圏外に位置していると判断してその旨の表示を移動機の表示手段に表示する。
【００２９】
このような待ち受け処理が繰り返し行われることにより、ハンドオーバ時にはハンドオーバにより移行する基地局の制御情報を自動的に取得することができるようになる。例えば、図１１に示すように基地局Ｂ１に在圏していた移動局ＭＳが矢印で示す方向に移動する場合は、基地局Ｂ１が送信する共通制御チャネルＣＣの受信電力Ｅ（ｆ１）が、基地局Ｂ２からの受信電力Ｅ（ｆ２）、基地局Ｂ３からの受信電力Ｅ（ｆ３）に比して大きかったものが、移動するに伴い基地局Ｂ３からの受信電力Ｅ（ｆ３）が大きくなってくる。そして、基地局Ｂ３からの受信電力Ｅ（ｆ３）が最大と判断された際に、基地局Ｂ３からの制御情報が取得されるようになる。これにより、ハンドオーバ時にロングコードの同定処理を行うことなくハンドオーバ処理を行うことができるようになる。なお、共通制御チャネルＣＣはスペクトラム拡散されていないことから待ち受け処理においては、ロングコードの同定処理を行う必要がなく、その信号処理を軽い処理とすることができる。
【００３０】
なお、図１に示す通信チャネルＣＨが占める周波数帯域に設定することのできる共通制御チャネルＣＣのキャリア数ｎは任意の数とすることができる。このとき、各々の共通制御チャネルＣＣの周波数帯域は通信チャネルＣＨの周波数チャネルに比べ十分狭いため、隣接する共通制御チャネルＣＣに十分な広さのガードバンドを設けることが可能となる。また、ショートコード数は各基地局が有している通信チャネル数と同数のショートコード数とすればよい。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように、各基地局から送信されている共通制御チャネルでは、割り当てられたキャリアにより拡散することなく狭帯域の制御情報を送信するようにしている。このため、セルサーチや待ち受け処理において、ロングコードの同定処理等の重い信号処理を行う必要がないことから、信号処理量を大幅に低減することができる。したがって、消費電力を削減することができ移動局の電池動作時間を長時間にすることができると共に処理遅延を極力なくすことができるようになる。
また、通信チャネルの受信データを逆拡散して復号する際に、拡散されていない制御情報はレベルの小さい広帯域のノイズと見なせることから、共通制御チャネルの通信チャネルに対する干渉量を極力低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる移動体通信システムにおける下りのスペクトラム構成を示す図である。
【図２】本発明の移動体通信システムにおける基地局毎に割り当てられている共通制御チャネルのキャリアとロングコードの配置の一例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態にかかる移動体通信システムにおけるショートコード、周波数、時間の相互の関係を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態にかかる移動体通信システムにおけるエリアにおいて共通制御チャネルＣＣのキャリアを各基地局に割り当てる割当態様を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態にかかる移動体通信システムに適用される送信機の概略構成を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態にかかる移動体通信システムに適用される送信機の詳細構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施の形態にかかる移動体通信システムに適用される受信機の概略構成を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態にかかる移動体通信システムに適用される受信機の詳細構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施の形態にかかる移動体通信システムにおける移動局において電源が投入された際に行われる電源投入処理のフローチャートを示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態にかかる移動体通信システムにおける移動局において行われる待ち受け処理のフローチャートを示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態にかかる移動体通信システムにおける移動局がハンドオーバする際の待ち受け処理を説明するための図である。
【図１２】従来のＤＳ−ＣＤＭＡにおける共通制御チャネルＣＣと通信チャネルＣＨが占める周波数帯域を示す図である。
【図１３】従来のＤＳ−ＣＤＭＡにおけるショートコード、周波数、時間の相互の関係を示す図である。
【図１４】従来のＤＳ−ＣＤＭＡにおけるロングコードを各基地局に割り当てる一例を示す図である。
【符号の説明】
１ 送信機、２ 受信機、１０ コントローラ、１１ 狭帯域送信部、１２ Ｗ−ＣＤＭＡ送信部、１３ 合成器、１４ アンテナ、２１ 変調器、２２ 混合器、２３ シンセサイザ、３１ 変調器、３２ 乗算器、３３ 拡散符号発生器、３４ 混合器、３５ シンセサイザ、５１ アンテナ、５２ 増幅部、５３ 狭帯域受信部、５４ コントローラ、５５ Ｗ−ＣＤＭＡ受信部、６１ 混合器、６２ シンセサイザ、６３ 帯域フィルタ、６４ 復調器、６５ 受信電力測定器、６６ 受信電力判定器、７０ 混合器、７１ シンセサイザ、７２ 帯域フィルタ、７３ 乗算器、７４ 拡散符号発生器、７５ 復調器、ＣＣ 共通制御チャネル、ＣＨ 通信チャネル、ＭＳ 移動局
Claims (5)
- 直接拡散されている通信チャネルが占めている所定の周波数帯域内に、制御チャネル用の制御チャネルキャリアが設定されている移動体通信システムであって、
移動体通信システムを構成している基地局は、少なくとも隣接する他の基地局に割り当てられていない制御チャネルキャリアを用いて拡散することなく制御情報を送信すると共に、少なくとも隣接する他の基地局に割り当てられていない基地局毎に固有の通信チャネル用拡散コードを用いて送信情報を直接拡散して送信するようにしたことを特徴とする移動体通信システム。 - 直接拡散されている通信チャネルが占めている所定の周波数帯域内に、各基地局に割り当てられる制御チャネル用の制御チャネルキャリアが設定されている移動体通信システムであって、
移動体通信システムを構成している移動局は、前記制御チャネルキャリアにより拡散されることなく各基地局から送信されている制御チャネルを各々受信して、受信された複数の制御チャネルの内の、受信電力が最大とされている制御チャネルを検出することにより在圏する基地局を検出し、検出された当該基地局から制御チャネルにより送信されている制御情報を受信することにより、当該基地局に割り当てられている通信チャネル用拡散コード情報を取得し、受信した通信チャネルにおいて取得した前記通信チャネル用拡散コード情報に基づいて逆拡散することにより、受信データを得るようにしたことを特徴とする移動体通信システム。 - 直接拡散されている通信チャネルが占めている所定の周波数帯域内に、制御チャネル用の制御チャネルキャリアが設定されている移動体通信システムであって、
移動体通信システムを構成している基地局は、少なくとも隣接する他の基地局に割り当てられていない制御チャネルキャリアを用いて拡散することなく制御情報を送信すると共に、少なくとも隣接する他の基地局に割り当てられていない基地局毎に固有の通信チャネル用拡散コードを用いて送信情報を直接拡散して送信しており、
移動体通信システムを構成している移動局は、前記基地局から各々送信されている制御チャネルをそれぞれ受信して、受信された複数の制御チャネルの内の、受信電力が最大とされている制御チャネルを検出することにより在圏する基地局を検出し、検出された当該基地局から送信されている前記制御情報を受信することにより当該基地局に割り当てられている通信チャネル用拡散コード情報を取得し、受信した通信チャネルにおいて前記通信チャネル用拡散コード情報に基づいて逆拡散することにより、受信データを得るようにしたことを特徴とする移動体通信システム。 - 直接拡散されている通信チャネルが占めている所定の周波数帯域内に、制御チャネル用の制御チャネルキャリアが設定されている移動体通信システムにおける送信機であって、
複数の前記制御チャネルキャリアの内の割り当てられた制御チャネルキャリアを設定すると共に、複数の通信チャネル用拡散コードの内の割り当てられた通信チャネル用拡散コードを設定する制御部と、
該制御部により設定された前記制御チャネルキャリアを用いて拡散することなく制御情報を送信する狭帯域制御チャネル部と、
前記制御部により設定された通信チャネル用拡散コードにより通信チャネルの送信データを直接拡散して送信する広帯域通信チャネル部と、
を備えることを特徴とする送信機。 - 直接拡散されている通信チャネルが占めている所定の周波数帯域内に、各基地局に割り当てられる制御チャネル用の制御チャネルキャリアが設定されている移動体通信システムにおける受信機であって、
前記制御チャネルキャリアにより拡散されることなく各基地局から送信されている制御チャネルをそれぞれ受信することのできる狭帯域制御チャネル部と、
該狭帯域制御チャネル部により受信された複数の制御チャネルの内の、受信電力が最大とされている制御チャネルを検出することにより在圏する基地局を検出し、検出された当該基地局から制御チャネルにより送信されている制御情報を受信することにより、当該基地局に割り当てられている通信チャネル用拡散コード情報を取得する制御部と、
前記制御部が取得した前記通信チャネル用拡散コード情報に基づいて、受信した通信チャネルにおいて逆拡散することにより、受信データを得る広帯域通信チャネル部と、
を備えることを特徴とする受信機。
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