JP4199873B2

JP4199873B2 - Synchronization timing switching control method, mobile terminal, and mobile communication system

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Publication number: JP4199873B2
Application number: JP5740499A
Authority: JP
Inventors: 剛玉木; 隆矢野; 俊郎鈴木
Original assignee: Hitachi Communication Technologies Ltd
Current assignee: Hitachi Communication Technologies Ltd
Priority date: 1999-03-04
Filing date: 1999-03-04
Publication date: 2008-12-24
Anticipated expiration: 2019-03-04
Also published as: JP2000261843A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、符号分割多元接続(ＣＤＭＡ：Ｃode Ｄivision Ｍultiple Ａccess)方式を適用した移動体通信システムにおける同期タイミング切り替え制御方法、移動端末及び移動体通信システムに関する
【０００２】
【従来の技術】
符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）方式は、情報信号のスペクトルを、本来の情報帯域幅より充分に広い帯域に拡散して伝送する多元接続技術である。そして、ＣＤＭＡ方式を使用する通信は、送られてきた信号を復調するために受信機の受信周波数や動作クロックの発生タイミングを送信側に同期させる必要がある。同期には同期捕捉と同期追跡との２つの過程があり、同期追跡によく用いられる回路として、例えば、ＤＬＬ(Ｄelay Ｌocked Ｌoop)回路が知られている。
【０００３】
図６は移動端末内に設けられる従来技術による同期保持手段の構成例を示すブロックであり、以下、図６を参照して従来技術による同期保持について説明する。図６において、２０１は復調処理回路、２０２はＭＦ(Ｍatched Ｆilter)、２０３は位相制御回路、２０４は同期保持回路、２０５は同期タイミング切り替え処理回路、２０６はクロック制御回路である。
【０００４】
図６に示す同期保持手段は、移動端末内に備えられるもので、同期を保持するために必要な手段としてＭＦ２０２、位相制御回路２０３を備えた復調処理回路２０１と、同期タイミング切り替え処理回路２０５、クロック制御回路２０６を備えた同期保持回路２０４とにより構成される。一般に、ＣＤＭＡ方式の移動通信に使用する移動端末は、同期保持のための復調処理回路を複数備えている。図示例では、４台の復調処理回路２０１を備えるとして示されている。
【０００５】
４台の復調処理回路２０１のそれぞれは、ＣＤＭＡ技術の中でソフトハンドオーバと呼ばれてよく知られているように、異なる基地局との間での通信を行っており、ＭＦ２０２と位相制御回路２０３とにより、送信側のクロックのゆらぎに対して、あるいは、基地局変更の際のクロック位相を制御している。各復調処理回路２０１からのクロック信号は、同期保持回路２０４の同期タイミング切り替え処理回路２０５に与えられる。そして、同期保持回路２０４は、図示しない他の処理部から与えられる同期タイミング切り替え制御信号に指示されて、複数の復調処理回路２０１からのクロック信号の１つを選択してクロック制御回路２０６に与えられる。クロック制御回路２０６から出力されるクロック信号は、移動端末全体の動作を規定するクロックとして使用され、また、複数の復調処理回路２０１にも与えられる。
【０００６】
すなわち、図６に示す同期保持手段は、複数位相情報を持つ信号の中から、設定された位相により復調動作を行い、位相情報の変化に対してＭＦ２０２が持つトラッキング機能によって、その変化に追従させるものである。
【０００７】
前述したような従来技術において、移動端末は、通信時、非通信時にかかわらず、基地局と移動局との同期を保つために、基地局を渡り歩く際にクロック制御回路２０６に対して入力信号を切り替える（同期タイミング切り替え処理）必要がある。このような同期タイミング切り替え処理を行うための技術的課題として、どの信号をいつ参照するか、すなわち、どの信号の位相情報を用いて、どのようなスケジューリングで復調器を使用し、同期タイミング切り替え処理を行うかという問題があげられる。
【０００８】
どの信号のタイミングを参照するかという問題に関する従来技術として、ＩＳ−９５Ａに記載された技術が知られている。この従来技術は、復調に使用される最も早く到達したコンポーネント（タイミング信号を持つ基地局からの信号）に基準タイミングを合わせるというものである。この従来技術によれば、別のマルチパスコンポーネントが使用予定の参照タイミングよりも早く到達した場合、早く到達した信号に含まれるタイミング信号に切り替えて、その信号を使用することになる。
【０００９】
この理由は、基地局同期システムにおいて、最も早く信号が到達するパスが最も伝搬遅延時間が短いため、近くの基地局からの信号であると考えることができるからである。また、最も早く信号が到達するパスは、伝送フレームの先頭であることが保証されるため、伝送フレーム間隔の位相がそろっているので、切り替え処理による位相誤差が蓄積されないという利点もあるからである。
【００１０】
一方、ＩＭＴ２０００の有力候補であるＷ−ＣＤＭＡ(Ｗideband ＣＤＭＡ)方式は、基地局非同期を前提としているため、基地局からのタイミング信号を持つ基地局からの信号がどのような性質のものか、すなわち、遅延を受けているものなのか、基地局の送信タイミングのずれを受けているものなのかを移動局が判断することができない。このため、Ｗ−ＣＤＭＡ方式の移動体通信システムの移動端末は、最も早く到達したパスの判断を行うことができない。しかも、Ｗ−ＣＤＭＡ方式の移動体通信システムは、同期タイミング切り替え処理を行う判断基準が未だ定められていないもので、判断基準設定の仕方によっては、位相測定に誤差が含まれてしまうという問題点を有している。
【００１１】
図７は前述の問題点を説明するためのＷ−ＣＤＭＡ方式の移動体通信システムの構成例を説明する図、図８は従来技術による同期タイミング切り替え時の位相誤差の蓄積を説明する図であり、以下、図７、図８を参照して、従来技術の問題点である位相誤差の蓄積について説明する。図７において、３０１〜３０４は基地局ＢＳ(ａ)〜ＢＳ(ｃ)、３０４は移動端末ＭＳである。
【００１２】
図７に示すように、移動端末ＭＳ３０４から３つの基地局ＢＳ(ａ)３０１、ＢＳ(ｂ)３０２、ＢＳ(ｃ)３０３の信号が見えている状態を考える。ここでは議論の簡単のため、移動による位相シフトを考慮しないものする。
【００１３】
いま、移動端末ＭＳ３０４が、図８(ａ)に示すようなＢＳ(ａ)３０１からの信号４０２により、同期保持のための受信動作及びタイミング制御を行って通信を行っているものとする。この状態で移動端末ＭＳ３０４が移動したこと等により、同期タイミングの切り替えを行い、図８(ｂ)に示すように、基地局ＢＳ(ｂ)３０２からの信号４０３の位相を設定して同期保持のための受信動作を行ったものとする。このとき、同じＢＳ(ｂ)３０２からのビル等による反射による信号４０４の方が強く観測されると、図６に説明した位相制御回路２０３は、信号４０４の位相位置をＭＦの中心となるように制御する。この結果、図８(ｃ)に示すように、同期タイミング切り替え設定時と動作時とにおける測定位相誤差ｄ１が生じる。すると、クロック制御回路２０６は、ｄ１の位相差を反映し、全体として受信される信号の位相がｄ１分だけシフトして見える状態になる。
【００１４】
同様に、移動端末ＭＳ３０４が移動を行い、図８(ｄ)に示すように、ＢＳ(ａ)３０１からの信号４０１の位相を設定して同期保持受信動作をした後、反射波等による信号４０２が強く観測される場合にも、図８(ｅ)に示すように、位相誤差ｄ２が生じる。このようにして、同期タイミング切り替え制御を繰り返すうちに、図８(ｆ)に示すように、位相誤差が蓄積して位相誤差の分散が大きくなり、確率的に同期がはずれてしまうことになる。
【００１５】
また、いつ参照タイミングを切り替えるかという問題に関する従来技術として、例えば、特開平１０−１９１４２９号公報等に記載された技術が知られている。この従来技術は、閾値より充分に強い信号が現れた時点で信号監視を移行するというものである。しかし、この従来技術は、強い信号が現れた時点で同期タイミング切り替え処理を行うため、移動、フェージング変動などによる周囲変動に対して切り替え制御頻度が大きくなり、特に、Ｗ−ＣＤＭＡシステムに適用された場合、ダイバーシチハンドオーバ(ＤＨＯ：Ｄiversity Ｈandover)状態にある端末数が多く、ハンドオーバ制御処理頻度が高くなり、制御プロセッサが電力を消費しバッテリーが持続しなくなるという問題を生じる。
【００１６】
さらに、Ｗ−ＣＤＭＡシステムは、街角効果などのシャドウイングによる同期信号消失を適切に検出して、同期タイミング切り替え制御を行う必要があり、また、同期タイミング切り替え処理時に、誤った位相情報の信号をとらえないようにすることも大切であるが、これらについて充分な配慮がなされていないという問題も有している。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように基地局非同期システムであるＷ−ＣＤＭＡシステムは、▲１▼同期タイミング切り替えのための判断基準をどのように設定するか規定する必要がある、▲２▼同期タイミング切り替え時に位相誤差が蓄積されてしまうのを防ぐ必要がある、▲３▼信号強度を切り替え判断基準とすると、フェージング変動などに対して影響を受けないように切り替え制御頻度が軽減させる必要がある、▲４▼同期信号消失を検出を適切に検出する必要がある、▲５▼瞬時的なピークを与える信号を捕らえて、誤った位相情報の信号に切り替わってしまうのを防ぐ必要がある等の技術的な課題を解決しなければならないものである。
【００１８】
本発明の目的は、前述の課題を克服し、適切な時期に同期タイミング切り替え処理を行うことを可能にする同期タイミング切り替え制御方法を提供し、また、これを使用した移動端末及び移動体通信システムを提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば前記目的は、複数の基地局と複数の移動端末とにより構成される基地局非同期移動体通信システムの移動端末における同期タイミング切り替え制御方法において、前記移動端末は、周辺基地局の送出している信号を検索して、その拡散符号番号と位相情報と相関強度とを定期的に検出する検出処理と、検出された拡散符号番号と位相情報とを設定し、複数の基地局からの信号を同時に受信して、受信タイミングを測定する受信処理と、前記検出処理の検出結果の前記位相情報と相関強度とを用いて、複数の基地局からの信号の受信タイミングの情報を位相情報テーブルに格納管理するテーブル管理処理と、前記測定された複数の基地局からの信号の受信タイミングに合わせて、前記測定された複数の基地局のそれぞれに対する送信タイミングの同期保持を行う同期処理とを有することにより達成される。
【００２０】
また、前記目的は、前記同期処理が、同期保持のために受信処理に設定した拡散符号番号と位相情報とを位相情報テーブルに記憶し、同期保持に使用したことを表す設定フラグをたて、前記同期保持に用いる受信タイミングの選択切り替えを、位相情報テーブルの同期設定フラグを参照し、同期保持のための受信処理設定に使われたことがあれば同期設定位相を用いて行い、同期保持のための受信処理設定に使われたことがなければ、位相情報テーブルに登録されている位相情報の平均値を用いて行うことにより達成される。
【００２１】
また、前記目的は、前記検出処理の検出結果の信号の拡散符号番号が同一で、その位相情報が位相情報テーブルに登録されている位相情報の平均値との差が一定範囲内のものである場合、前記検出処理による検出結果の信号と登録されている信号とを同一の信号とみなし、また、同期保持のための受信処理設定に必要な拡散符号、位相情報を選択することにより達成される。
【００２２】
また、前記目的は、前記同期処理が、前記検出処理による検出結果から得られる信号の相関強度を測定して前記位相情報テーブルに記憶し、同期保持のための受信処理に拡散符号番号と位相とを選択する場合に、前記相関強度が最も強い位相情報を持つ信号の拡散符号番号と位相とを選択することにより、また、前記検出処理の検出結果から得られる同一信号に対する位相情報を、位相平均値と最新検出結果とにそれぞれ重み付けして平均値化処理を行うことにより達成される。
【００２３】
また、前記目的は、前記同期処理が、前記検出処理の検出結果から得られる同一信号に対する位相情報を、位相平均値と最新検出結果とにそれぞれ重み付けして平均値化処理を行い、前記受信処理により測定された受信レベルについても同様に平均値化処理を行い、周期的にそれぞれの位相平均値の位相シフト量と受信レベル平均値の受信レベルシフト量とを前記位相情報テーブルに記憶し、この値を用いて移動局の基地局方向速度を推定し、切り替え時間の見積もりが大きいと予測される信号の受信タイミングを選択することにより達成される。
【００２４】
また、前記目的は、前記同期処理が、前記検出処理の検出結果から得られる同一信号に対する相関強度が、同期保持のための受信処理に設定した位相情報の相関強度に比べてヒステリシスパラメータを超えるものが現れたとき、あるいは、同期保持のための受信処理に設定した位相情報の信号が、一定期間、前記位相情報テーブルに更新されないときをトリガとして同期切り替え制御を行うことにより、また、前記検出処理の検出結果から得られる同一信号に対する更新回数を位相情報テーブルに記憶し、同期タイミング切り替え制御時に更新回数が所定回数を満たしているものを選択することにより達成される。
【００２５】
さらに、前記目的は、基地局非同期移動体通信システムの移動端末において、前記検出処理、受信処理、テーブル管理処理と、同期処理とのそれぞれの処理を実行するモジュールを備えて、同期タイミング切り替えを行うことにより達成される。
【００２６】
また、前記目的は、複数の基地局と複数の移動端末とにより構成される基地局非同期移動通信システムにおいて、前記移動端末として、前述の移動端末を使用することにより達成される。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による同期タイミング切り替え制御方法、移動体通信システム及び移動通信端末装置の一実施形態を図面により詳細に説明する。
【００２８】
図１は本発明の一実施形態による同期タイミング切り替え方法を実現する移動端末内の機能構成を示すブロック図、図２は位相情報テーブルの構成を説明する図、図３は同期タイミング切り替え処理のトリガ検出のための処理動作を説明するフローチャート、図４は同期タイミング切り替えの処理動作を説明するフローチャート、図５は本発明が同期タイミング切り替えによる位相誤差の蓄積を低減することができることを説明する図である。図１において、１０１はセルサーチモジュール、１０２はセル・セクタサーチ回路、１０３は相関閾値判定回路、１０４は受信処理モジュール、１０５は復調処理スケジューラ、１０７は受信信号レベル測定部、１０９は位相情報テーブル処理モジュール、１１０は位相情報テーブル検索部、１１１は位相情報テーブル更新部、１１２は位相情報テーブル、１１３は監視タイマ、１１４は同期タイミング制御モジュール、１１５は同期タイミング切り替え判定部であり、他の符号は図６の場合と同一である。
【００２９】
本発明の実施形態を詳細に説明する前に、まず、本発明の基本的な考え方について説明する。
【００３０】
本発明は、同期タイミングの基準信号を選ぶ方法として、最も信号強度の強いパス信号を基準タイミングとして参照することとし、この場合の基準タイミング切り替え時の位相誤差蓄積の問題を克服することを可能にするものである。そして、本発明は、位相誤差の蓄積を防ぐ方法として、移動端末が、同期保持のための受信動作に設定した信号の位相情報を記憶しておき、他の基地局の位相情報に設定した後、前記位相情報記憶している基地局の位相情報を再度設定するような場合、その基地局の記憶している位相情報を用いることとするものである。
【００３１】
次に、前述した方法が同期タイミング切り替えによる位相誤差の蓄積を低減することができることを図５により説明する。なお、移動端末と基地局との関係は、図７に説明したものと同一である。また、図５に示す例において、図５(ａ)〜図５(ｃ)の移動端末と基地局との間の信号の授受は図８(ａ)〜図８(ｃ)により説明したものと同一である。
【００３２】
本発明は、図５(ａ)に示す図８(ａ)で説明した同期保持のための受信動作時に、移動端末ＭＳ３０４が、ＢＳ(ａ)３０１からの信号４０２の位相を設定したとき、その位相を記憶しておく。その後、図５(ｂ)、図５(ｃ)で、基地局ＢＳ(ａ)３０２からの信号４０３に同期保持のための受信動作が切り替わった後で、図５(ｄ)〜図５ ( ｆ )に示すように、再度同期タイミングをＢＳ(ａ)３０１の信号に戻すものとする。
【００３３】
この場合、移動端末ＭＳ３０４は、前回の受信動作で記憶しておいた位相を設定して同期保持のための受信動作を行う。その際、移動端末のＭＦのウィンドウサイズ内の位相の信号を同一信号とみなし、このウィンドウを超えた場合は別信号として扱う。このようにすることによって、移動端末は、信号４０１、４０２の区別をすることなく、以前に同期保持を行っていた状態に復帰することが可能となり、位相測定誤差の蓄積を防ぐことができる。
【００３４】
本発明は、前述により位相誤差を蓄積しないようにすることができるものであるが、位相誤差を蓄積しないということの確認は、次のようにして行うことができる。
【００３５】
すなわち、まず、基地局シミュレータとマルチパスフェージングシミュレータをと移動端末に接続し、図に説明したように、２つの基地局からの信号４０１、４０３と、これらの処理のそれぞれの遅延波４０２、４０４とを送信する。そして、信号４０１、４０２、４０３、４０４、４０１という順にサイクリックに信号強度を強くしていく。このような状況の中で、移動端末の送信タイミングの変化を基地局で受信した遅延プロファイルでモニタし、位相が一定方向にシフトしていくか否かをチェックする。この結果、位相が一定方向にシフトしていかない場合に、位相誤差が蓄積されていないとの確認を行うことができる。
【００３６】
また、位相情報は、次の式によって重み付けして平均したもとして測定する。
ウィンドウ内の位相平均値＝位相平均値×ａ＋最新報告位相値×ｂ
上記式において、ａ＝0.99、ｂ＝0.1 のように重み付けを行う。このような重み付け平均値を使用することにより、測定誤差の精度を高め、かつ、移動による位相シフト量を反映させることができる。もし、平均値がＭＦのウィンドウの外に出てしまった場合、新しい基地局からの信号として処理される。
【００３７】
得られた位相情報は、図２に示すような位相情報テーブルに保持して記憶される。本発明は、この位相情報テーブル内の情報を参照することによって同期位相の切り替え制御を行う。位相情報テーブルは、拡散符号番号、位相平均値、同期設定位相、位相シフト量、相関強度、同期設定フラグ、受信レベル、受信レベルシフト量、更新時間、更新回数を構成要素として保持する。
【００３８】
テーブルの更新処理は、セルセクタサーチモジュールの検出結果より拡散符号の相関強度が有効な信号に対して、セルセクタサーチモジュールと受信処理モジュールとからの情報を加工して行われる。テーブルに登録する際は、ＭＦ(Ｍatched Ｆilter)のウィンドウ内に収まる位相差であるという条件を満たしていれば、同じ信号であると判断して行われる。
【００３９】
同期位相の切り替え処理は、次の３つの条件のいずれかがあてはまったときに実行される。すなわち、同期をかけている信号の受信信号レベルが、基準値を連続ｎフレームに渡って下回った場合、セルセクタサーチモジュールからあがってくる拡散符号の相関強度が現在同期をかけている信号の拡散符号の相関強度に比べてヒステリシスパラメータの比率を超えた場合、同期をかけている信号が一定期間テーブルの更新処理を行っていなかった場合であり、これらの条件が検出されると切り替え処理のトリガが出力される。
【００４０】
切り替え処理のトリガがかかると、位相情報テーブルを活用して切り替え候補の評価関数が最大となる信号を選択して同期タイミング切り替え処理を行う。本発明は、位相情報テーブルを活用して同期タイミング切り替え処理を行うことにより、前述した課題に対して次のような対策が可能となる。
【００４１】
同期保持のための受信処理に最初に設定した位相を同期設定位相として記憶しておき、同期をかけ直す場合に、その記憶している同期設定位相を用いる。これによって、位相誤差の蓄積を低減することができる。
【００４２】
同期切り替え判断基準となる受信強度と切り替えのための時間とにヒステリシスマージンを持たせることにより、同期切り替え制御の頻度を低減することができる。
【００４３】
また、位相情報のパス強度で重みつけした長時間位相平均値変化分を、ａ(chip／s)、光速をｃ(m／s)、チップレートをＴ(chip／s)としたとき、移動端末の速さＶ(m／s)を、
Ｖ=ａ*ｃ／Ｔ
なる式によって推定することができる。そして、受信レベルの長時間平均値変化が増加傾向か減少傾向かにより移動端末が基地局に近づいているか遠ざかっているかを判断することができる。
【００４４】
本発明は、前述のようにして、移動端末の速度情報を推定することにより、受信レベルが大きくかつ基地局に近づいている傾向の信号を同期保持のための受信信号として選択することが可能となり、余分な同期切り替え処理を削減することができる。例えば、図７において、いま、端末ＭＳ３０４が、基地局ＢＳ(ｃ)３０３の速度成分が最も大きく、基地局ＢＳ(ｂ)３０２から遠ざかっている状態を仮定する。このとき、全ての基地局からの受信レベルが充分であれば、基地局ＢＳ(ｂ)３０２からの信号の受信レベルが基地局ＢＳ(ｃ)３０３からの信号の受信レベルより大きかったとしても、基地局ＢＳ(ｃ)３０３の信号同期タイミング切り替え時間が長いことが予想される。本発明は、このように速度情報を用いることによって、基地局ＢＳ(ｂ)３０２の信号に対する余分な切り替え処理を行う必要がなくなる。特に、道路等地形的制約から速度方向の定常性を前提とした場合、このような処理が有効となる。
【００４５】
また、同期信号消失を検出する方法として、位相情報の更新時間を位相情報テーブルに記録しておき、一定時間以上の更新がなかった場合に信号消失と判断する方法を使用する。
【００４６】
さらに、瞬時的なピークを与える位相情報はその更新回数が少ないため、位相情報の更新回数を位相情報テーブルに記録しておき、所定の更新回数を満たさない信号には切り替えを行わないようにする。本発明は、これによって、同期タイミング切り替え処理時に、誤った位相情報の信号に切り替わってしまうのを防止することができる。
【００４７】
次に、本発明の実施形態による同期タイミング切り替え方法を説明する。図１に示すように、本発明の実施形態による同期タイミング切り替え方法を実現する移動端末内の機能は、セルサーチモジュール１０１、受信処理モジュール１０４、位相情報テーブル処理モジュール１０９、同期タイミング制御モジュール１１４の４つのモジュールによって構成される。
【００４８】
セルサーチモジュール１０１は、セルサーチ回路１０２、相関閾値判定１０３を備え、周辺基地局の送出している信号を検索して、その拡散符号番号と位相情報と相関強度とを定期的に検出している。セルサーチ回路１０２は、セルサーチ結果として拡散符号番号、位相情報、相関強度情報を相関閾値判定１０３に上げる。相関閾値判定１０３は、拡散符号の相関値がある閾値以下の信号を削除し、閾値を満たしている信号を、位相情報テーブル処理モジュール１０９の入力信号として出力する。
【００４９】
受信処理モジュール１０４は、復調処理スケジューラ１０５、受信信号レベル測定部１０７、復調処理回路２０１により構成され、セルサーチモジュール１０１の検出結果に基づいて拡散符号番号と位相情報とを設定し、複数の基地局からの信号を同時に受信し、受信タイミングを測定する受信動作を行う。この受信動作は、周囲の基地局からの信号の受信レベル状況を把握するためのものと、同期を保持し続けるためのもの、及び、実際に通信をするものに分けられ、復調処理スケジューラ１０５によって受信動作のスケジューリングが行われる。
【００５０】
周囲の基地局からの信号の受信レベル状況を把握する処理は、位相情報テーブル１１２の情報に基づいて、拡散符号の相関強度の大きいものから順に時分割に復調器を使用して受信処理が行われるようにスケジューリングが行われて実行される。また、復調時に受信信号レベル測定部１０７は、受信信号レベル及び信号対干渉信号比である受信ＳＩＲを測定し、受信信号レベルを位相情報テーブルに記録する。また、一定周期間隔で、受信レベルの長時間平均値からの変化量を計算し、その値が、受信レベルシフト量として位相情報テーブルに更新記録される。
【００５１】
位相情報テーブル処理モジュール１０９は、復調処理回路２０１、同期保持回路２０４による同期保持モジュールで使用する信号を選択する判断基準を作成するため、図２に示すような位相情報テーブル１１２を管理する。位相情報テーブル１１２は、周辺の各基地局における拡散符号番号、位相平均値、同期設定位相、位相シフト量、相関強度、同期設定フラグ、受信レベル、受信レベルシフト量、更新時間、更新回数を構成要素として保持する。
【００５２】
位相情報テーブル検索部１１０は、セルサーチモジュール１０１からの信号が、位相情報テーブル１１２に登録済みか否かの検索を行う。この検索は、拡散符号番号が一致していること、かつ、位相差がＭＦのウィンドウ内に収まっていることと条件を満たした場合に同一のものと判断するように行われる。次に、位相情報テーブル更新部１１１は、前述の検索の結果、セルサーチモジュール１０１からの信号が位相情報テーブル１１２に登録されていない場合、新規登録として拡散符号番号、相関強度、位相平均値、更新時間を登録し、登録されている場合、相関強度、位相平均値、位相シフト量、更新時間を更新する。また、位相情報のパス強度で重み付けした長時間平均値の変化分によって、位相シフト量を見積もる。監視タイマ１１３は、一定時間毎に更新時間のチェックを行い、更新時間と現時点との時間差が保護時間パラメータを超過しているものの信号を、その信号が無効であるとして位相情報テーブル１１２から削除する処理を行う。
【００５３】
同期タイミング制御モジュール１１４は、タイミング切り替え判定部１１５が、次に示すタイミング切り替え条件のいずれかを満足したときに、同期保持のために受信する信号の拡散符号と位相情報との設定切り替え処理（同期タイミング切り替え処理）を実行する。
【００５４】
すなわち、この処理は、▲１▼同期をかけている信号の受信信号レベルが基準値を連続ｎフレーム下回った場合、▲２▼拡散符号の相関強度が現在同期保持するために受信している信号の相関強度に比べて、ヒステリシスパラメータより大きいものが現れた場合、▲３▼同期をかけている信号の拡散符号番号、位相情報、相関強度の報告が一定期間行われなくなってしまった場合に実行される。
【００５５】
▲１▼の条件は、受信信号レベル測定部１０７の出力によって判断し、同期タイミング切り替えの必要性が発生した場合の消極的トリガである。▲２▼の条件は、相関閾値判定回路１０３から強い信号が検出された場合に、強い信号に乗り換えた方がよい可能性があることを前提とした積極的トリガである。▲３▼の条件は、街角効果等のシャドウイングによって同期をかけている信号が消失したことを監視タイマ１１３によって検出して同期保持を持続するためのトリガである。
【００５６】
前述したようなトリガの検出により起動される同期タイミング切り替え処理は次のように実行される。すなわち、まず、位相情報テーブル検索を行い、受信レベルと拡散符号との相関強度が最も大きいものを候補として選ぶ。このとき、候補の更新回数がある閾値を超えていなかった場合、その候補の信号への切り替え処理は行わない。これによって、瞬時的ピークを持つ信号により、誤って同期タイミングをかけてしまう確率を低減することができる。
【００５７】
選んだ候補のうち、受信レベルシフト量が増加傾向にあるものがあれば、その位相シフト量が大きいものは、その基地局方向へ移動していると考えることができるため、位相シフト量と受信レベルシフト量とをパラメータとした評価関数を最大とするような信号を切り替え候補として選択する。選択した信号の同期設定フラグ情報から、以前に同期をかけていればその同期設定位相で、そうでなければ、位相平均値を同期保持のための受信処理モジュールに設定することによって位相の切り替え処理を行う。同期設定位相の活用によって、切り替え処理による位相誤差の蓄積を防ぐことができる。同期タイミング切り替え処理実行後、位相情報テーブル更新部１１１は、同期設定フラグと同期設定位相とを更新する。
【００５８】
次に、図３に示すフローを参照して、同期タイミング切り替え処理のトリガ検出の処理について説明する。
【００５９】
（１）監視タイマ１１２の監視時間が経過しているか否かを判定し、監視時間が経過していると判定された場合、位相情報テーブル更新部１１は、位相情報テーブル検索部１１０に位相情報テーブルを検索させ、位相情報テーブル更新時間が予め定めた一定時間以上となっている信号を位相情報テーブル１１２から削除する（ステップ５０１、５０２）。
【００６０】
（２）ステップ５０２の処理により、同期保持信号が削除されたか否かをチェックし、削除されていなければステップ５０１に戻って処理を続け、同期保持信号が削除されている場合、同期切り替え処理のトリガ検出を出力する（ステップ５０３、５０８）。
【００６１】
（３）ステップ５０１の判定で、監視タイマ１１２の監視時間が経過していなかった場合、同期処理の受信信号レベルが連続して一定フレーム回数基準値以下となったか否か判定し、一定フレーム回数基準値以下となっていた場合、同期切り替え処理のトリガ検出を出力する（ステップ５０４、５０８）。
【００６２】
（４）ステップ５０４での判定で、同期処理の受信信号レベルが連続して一定フレーム回数基準値以下となっていなかった場合、セルサーチ結果の報告があるか否かをチェックし、報告がなければステップ５０１に戻って処理を続ける（ステップ５０５）。
【００６３】
（５）ステップ５０５のチェックでセルサーチ結果の報告があった場合、位相情報テーブルの登録、更新の処理を行い、また、セルサーチ結果の拡散符号の相関強度が、同期のために使用している信号のものより一定値以上大きいか否かをチェックする（ステップ５０６、５０７）。
【００６４】
（６）ステップ５０７のチェックで、セルサーチ結果の拡散符号の相関強度が、同期のために使用している信号のものより一定値以上大きいと判定された場合、同期切り替え処理のトリガ検出を出力し、そうでない場合、ステップ５０１に戻って処理を続ける（ステップ５０７、５０８）。
【００６５】
次に、図４に示すフローを参照して、同期タイミング切り替え処理について説明する。
【００６６】
（１）図３に説明した処理において、同期切り替え処理のトリガ検出が出力されると、位相情報テーブル１１２から受信レベル、拡散相関強度が最大の信号を抽出する。抽出に失敗した場合、何もせずに処理を終了して開始に戻る（ステップ６０１、６０９）。
【００６７】
（２）ステップ６０１の処理で抽出に成功した場合、抽出した信号の受信レベル、拡散符号相関強度が充分か否かをチェックし、充分でない場合、何もせずに処理を終了して開始に戻る（ステップ６０２、６０９）。
【００６８】
（３）ステップ６０２のチェックで、抽出した信号の受信レベル、拡散符号相関強度が充分であった場合、その信号のテーブル更新回数が所定の回数を満たしているか（越えているか）否かをチェックし、満たしていない場合、何もせずに処理を終了して開始に戻る（ステップ６０３、６０９）。
【００６９】
（４）ステップ６０３のチェックで、その信号のテーブル更新回数が所定の回数を満たして場合、受信レベルシフト量が増加傾向にあり、かつ、位相シフト量が大きいものを評価関数により選択する（ステップ６０４）。
【００７０】
（５）ステップ６０４で選択した信号の同期設定フラグが“１”となっているか否かをチェックし、同期設定フラグが“１”となっている場合、選択した信号の同期設定位相で受信処理を行い、同期処理を実行する。その後、開始に戻る（ステップ６０５、６０６、６０９）。
【００７１】
（６）ステップ６０５のチェックで、同期設定フラグが“１”となっていなかった場合、位相平均値の位相で受信処理を行い、同期処理を実行し、位相情報テーブル１１２の同期設定位相に位相平均値を格納すると共に、同期設定フラグを“１”に設定して開始に戻る（ステップ６０７〜６０９）。
【００７２】
前述した本発明の実施形態によれば、基地局非同期システムにおいて同期保持のための受信切り替え動作時に設定する位相情報の誤差蓄積を防ぎ、同期はずれ起こす確率を低減することができ、また、同期タイミング切り替え処理のトリガとして、信号強度と切り替え時間とにヒステリシスマージンを持たせているので、同期タイミング切り替え制御の頻度を軽減することができる。また、本発明の実施形態によれば、位相情報のパス強度で重みつけした長時間平均値変化分と受信電力の長時間平均値変化分とから、移動端末の基地局方向の速度を推定し、切り替え候補の評価関数のパラメータとして活用することにより、余分な切り替え処理の削減を行うことが可能となる。
【００７３】
さらに、本発明の実施形態によれば、位相情報の更新時間をテーブルに記録することによって、一定時間以上の報告がなかった場合に信号消失と判断することができ、また、瞬時的なピークを与える位相情報については更新回数が少ないため、一定更新回数を満たさない信号への切り替えを行わないようにすることにより、同期タイミング切り替え処理時に、誤った位相情報の信号に切り替わってしまうことを防止することができる。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、同期保持のための受信切り替え動作時に設定する位相情報の誤差蓄積を防ぎ、同期はずれを起こす確率を低減することができ、また、同期タイミング切り替え制御の頻度を軽減することができる。
【００７５】
さらに、本発明によれば、一定時間以上の報告がなかった場合に信号消失と判断することができ、また、一定更新回数を満たさない信号への切り替えを行わないようにすることができ、同期タイミング切り替え処理時に、誤った位相情報の信号に切り替わってしまうことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による同期タイミング切り替え方法を実現する移動端末内の機能構成を示すブロック図である。
【図２】位相情報テーブルの構成を説明する図である。
【図３】同期タイミング切り替え処理のトリガ検出のための処理動作を説明するフローチャートである。
【図４】同期タイミング切り替えの処理動作を説明するフローチャートである。
【図５】本発明が同期タイミング切り替えによる位相誤差の蓄積を低減することができることを説明する図である。
【図６】移動端末内に設けられる従来技術による同期保持手段の構成例を示すブロックである。
【図７】前述の問題点を説明するためのＷ−ＣＤＭＡ方式の移動体通信システムの構成例を説明する図である。
【図８】従来技術による同期タイミング切り替え時の位相誤差の蓄積を説明する図である。
【符号の説明】
１０１セルサーチモジュール
１０２セル・セクタサーチ回路
１０３相関閾値判定回路
１０４受信処理モジュール
１０５復調処理スケジューラ
１０７受信信号レベル測定部
１０９位相情報テーブル処理モジュール
１１０位相情報テーブル検索部
１１１位相情報テーブル更新部
１１２位相情報テーブル
１１３監視タイマ
１１４同期タイミング制御モジュール
１１５同期タイミング切り替え判定部
２０１復調処理回路
２０２ＭＦ(Ｍatched Ｆilter)
２０３位相制御回路
２０４同期保持回路
２０５同期タイミング切り替え処理回路
２０６クロック制御回路
３０１〜３０３基地局
３０４移動端末[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a synchronization timing switching control method, a mobile terminal, and a mobile communication system in a mobile communication system to which a code division multiple access (CDMA) system is applied.
[0002]
[Prior art]
Code division multiple access (CDMA) is a multiple access technique in which the spectrum of an information signal is spread and transmitted over a bandwidth sufficiently wider than the original information bandwidth. In the communication using the CDMA system, it is necessary to synchronize the reception frequency of the receiver and the generation timing of the operation clock with the transmission side in order to demodulate the transmitted signal. There are two processes for synchronization: synchronization acquisition and synchronization tracking. For example, a DLL (Delay Locked Loop) circuit is known as a circuit often used for synchronization tracking.
[0003]
FIG. 6 is a block diagram showing an example of the configuration of the synchronization holding means according to the prior art provided in the mobile terminal. Hereinafter, synchronization holding according to the prior art will be described with reference to FIG. In FIG. 6, 201 is a demodulation processing circuit, 202 is an MF (Matched Filter), 203 is a phase control circuit, 204 is a synchronization holding circuit, 205 is a synchronization timing switching processing circuit, and 206 is a clock control circuit.
[0004]
The synchronization holding means shown in FIG. 6 is provided in the mobile terminal, and a demodulation processing circuit 201 provided with an MF 202 and a phase control circuit 203 as means necessary for holding synchronization, a synchronization timing switching processing circuit 205, And a synchronization holding circuit 204 having a clock control circuit 206. In general, a mobile terminal used for CDMA mobile communication includes a plurality of demodulation processing circuits for maintaining synchronization. In the illustrated example, four demodulation processing circuits 201 are provided.
[0005]
Each of the four demodulation processing circuits 201 communicates with different base stations as is well known as soft handover in the CDMA technology. The MF 202 and the phase control circuit 203 Thus, the clock phase at the time of changing the base station is controlled with respect to the fluctuation of the clock on the transmission side. The clock signal from each demodulation processing circuit 201 is given to the synchronization timing switching processing circuit 205 of the synchronization holding circuit 204. Then, the synchronization holding circuit 204 is instructed by a synchronization timing switching control signal given from another processing unit (not shown), selects one of the clock signals from the plurality of demodulation processing circuits 201, and gives it to the clock control circuit 206. It is done. The clock signal output from the clock control circuit 206 is used as a clock that defines the operation of the entire mobile terminal, and is also provided to a plurality of demodulation processing circuits 201.
[0006]
That is, the synchronization holding means shown in FIG. 6 performs a demodulation operation with a set phase from signals having a plurality of phase information, and tracks the change by the tracking function of the MF 202 with respect to the change of the phase information. Is.
[0007]
  In the conventional technology as described above, the mobile terminal performs clock control when walking around the base station in order to maintain synchronization between the base station and the mobile station regardless of communication or non-communication.circuitIt is necessary to switch the input signal to 206 (synchronization timing switching processing). As a technical problem for performing such synchronization timing switching processing, which signal is referred to when, that is, which phase information of which signal is used and what kind of scheduling is used for the demodulator, the synchronization timing switching processing The problem of whether to do.
[0008]
A technique described in IS-95A is known as a prior art regarding the problem of which signal timing is to be referred to. In this prior art, the reference timing is adjusted to the earliest component used for demodulation (the signal from the base station having the timing signal). According to this prior art, when another multipath component arrives earlier than the reference timing scheduled to be used, the signal is switched to the timing signal included in the signal that has arrived earlier and used.
[0009]
This is because, in the base station synchronization system, the path through which the signal reaches the earliest is the shortest propagation delay time, so that it can be considered as a signal from a nearby base station. In addition, since the path where the signal reaches the earliest is guaranteed to be the head of the transmission frame, the phases of the transmission frame intervals are aligned, so there is an advantage that phase errors due to switching processing are not accumulated. .
[0010]
On the other hand, since the W-CDMA (Wideband CDMA) system, which is a promising candidate of IMT2000, is based on the assumption that the base station is asynchronous, what kind of property is the signal from the base station having the timing signal from the base station, that is, The mobile station cannot determine whether it is subject to a delay or a transmission timing shift of the base station. For this reason, the mobile terminal of the W-CDMA mobile communication system cannot determine the path that has reached the earliest. In addition, the W-CDMA mobile communication system has not yet established a criterion for performing the synchronization timing switching process, and an error is included in the phase measurement depending on how the criterion is set. have.
[0011]
FIG. 7 is a diagram for explaining an example of the configuration of a W-CDMA mobile communication system for explaining the above-mentioned problems, and FIG. 8 is a diagram for explaining accumulation of phase errors at the time of synchronization timing switching according to the prior art. Hereinafter, with reference to FIGS. 7 and 8, the accumulation of phase errors, which is a problem of the prior art, will be described. In FIG. 7, 301 to 304 are base stations BS (a) to BS (c), and 304 is a mobile terminal MS.
[0012]
As shown in FIG. 7, a state is considered in which signals from three base stations BS (a) 301, BS (b) 302, and BS (c) 303 are visible from the mobile terminal MS304. Here, for simplicity of discussion, phase shift due to movement is not considered.
[0013]
Now, it is assumed that the mobile terminal MS304 performs communication by performing a receiving operation and timing control for maintaining synchronization by a signal 402 from the BS (a) 301 as shown in FIG. As the mobile terminal MS304 moves in this state, the synchronization timing is switched, and as shown in FIG. 8B, the phase of the signal 403 from the base station BS (b) 302 is set to maintain synchronization. It is assumed that a receiving operation for the above is performed. At this time, if the signal 404 due to reflection from the same BS (b) 302 by a building or the like is observed more strongly, the phase control circuit 203 described in FIG. 6 makes the phase position of the signal 404 the center of the MF. To control. As a result, as shown in FIG. 8C, a measurement phase error d1 occurs when the synchronization timing switching is set and during the operation. Then, the clock control circuit 206 reflects the phase difference of d1, and the phase of the signal received as a whole appears to be shifted by d1.
[0014]
Similarly, the mobile terminal MS 304 moves and, as shown in FIG. 8 (d), sets the phase of the signal 401 from the BS (a) 301 and performs the synchronization holding reception operation, and then the signal 402 by the reflected wave or the like. Even when is strongly observed, a phase error d2 occurs as shown in FIG. In this way, as the synchronization timing switching control is repeated, as shown in FIG. 8 (f), the phase error accumulates and the dispersion of the phase error increases, and the synchronization is lost probabilistically.
[0015]
Further, as a conventional technique related to the problem of switching the reference timing, for example, a technique described in Japanese Patent Laid-Open No. 10-191429 is known. This conventional technique shifts signal monitoring when a signal sufficiently stronger than a threshold appears. However, since this conventional technique performs a synchronization timing switching process when a strong signal appears, the switching control frequency increases with respect to ambient fluctuations due to movement, fading fluctuations, etc., and is particularly applied to a W-CDMA system. In this case, there is a large number of terminals in a diversity handover (DHO: Diversity Handover) state, and the frequency of handover control processing increases, causing a problem that the control processor consumes power and the battery does not last.
[0016]
Furthermore, the W-CDMA system needs to detect synchronization signal loss due to shadowing such as a street corner effect appropriately and perform synchronization timing switching control. In addition, during the synchronization timing switching processing, an erroneous phase information signal is output. It is important not to catch them, but there is also a problem that these are not fully considered.
[0017]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the W-CDMA system which is a base station asynchronous system needs to specify (1) how to set the judgment criteria for switching the synchronization timing, and (2) there is a phase error when switching the synchronization timing. (3) If signal strength is used as a switching criterion, it is necessary to reduce the switching control frequency so as not to be affected by fading fluctuations, etc. (4) Synchronization signal It is necessary to detect the disappearance appropriately, and to solve technical problems such as (5) it is necessary to capture a signal that gives an instantaneous peak and prevent it from switching to an incorrect phase information signal. Is something that must be done.
[0018]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a synchronization timing switching control method capable of overcoming the above-described problems and performing synchronization timing switching processing at an appropriate time, and a mobile terminal and a mobile communication system using the same. Is to provide.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
  According to the invention, the object isConsists of multiple base stations and multiple mobile terminalsIn a synchronization timing switching control method in a mobile terminal of a base station asynchronous mobile communication system,The mobile terminalSearch for signals transmitted from neighboring base stations, set detection processing for periodically detecting the spreading code number, phase information, and correlation strength, and set the detected spreading code number and phase information. Of reception timings of signals from a plurality of base stations using reception processing for simultaneously receiving signals from a plurality of base stations and measuring reception timing, and the phase information and correlation strength of detection results of the detection processing. Table management processing for storing and managing information in a phase information table, and the measuredOf signals from multiple base stationsAccording to the reception timing, For each of the measured plurality of base stationsThis is achieved by having synchronization processing for maintaining synchronization of transmission timing.
[0020]
In addition, the purpose is to store a spreading code number and phase information set in the reception process for synchronization holding in the phase information table, and set a setting flag indicating that the synchronization processing is used for synchronization holding, The selection switching of the reception timing used for the synchronization holding is performed by referring to the synchronization setting flag of the phase information table and using the synchronization setting phase if used for the reception processing setting for synchronization holding. If it has not been used for the reception processing setting for this, it is achieved by using the average value of the phase information registered in the phase information table.
[0021]
Further, the object is that the signal having the same spreading code number as the detection result of the detection processing has the same difference in phase value from the average value of the phase information registered in the phase information table. In this case, the detection result signal and the registered signal are regarded as the same signal, and the spread code and phase information necessary for setting the reception process for maintaining synchronization are selected. .
[0022]
Further, the object is that the synchronization process measures the correlation strength of the signal obtained from the detection result of the detection process and stores it in the phase information table, and the reception process for maintaining synchronization includes a spreading code number and a phase. The phase information for the same signal obtained from the detection result of the detection process is obtained by selecting the phase average of the signal having the phase information having the strongest correlation strength. This is achieved by weighting the value and the latest detection result, respectively, and performing the averaging process.
[0023]
Further, the object is that the synchronization process performs an averaging process by weighting the phase information for the same signal obtained from the detection result of the detection process to the phase average value and the latest detection result, respectively. Similarly, the averaging process is performed on the reception levels measured by the above, and the phase shift amount of each phase average value and the reception level shift amount of the reception level average value are periodically stored in the phase information table. This is achieved by estimating the base station direction speed of the mobile station using the value and selecting the reception timing of the signal that is predicted to have a large estimated switching time.
[0024]
In addition, the object is that the synchronization strength of the synchronization signal for the same signal obtained from the detection result of the detection processing exceeds the hysteresis parameter compared to the correlation strength of the phase information set in the reception processing for maintaining synchronization. Or when the phase information signal set in the reception process for maintaining synchronization is not updated in the phase information table for a certain period of time as a trigger, and the detection process is performed. This is achieved by storing the number of updates for the same signal obtained from the detection result in the phase information table, and selecting a signal whose number of updates satisfies a predetermined number during synchronous timing switching control.
[0025]
Furthermore, the object is to provide a mobile terminal of the base station asynchronous mobile communication system with a module that executes each of the detection process, the reception process, the table management process, and the synchronization process, and performs synchronization timing switching. Is achieved.
[0026]
The object is achieved by using the above-described mobile terminal as the mobile terminal in a base station asynchronous mobile communication system including a plurality of base stations and a plurality of mobile terminals.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a synchronization timing switching control method, a mobile communication system, and a mobile communication terminal apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0028]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a functional configuration in a mobile terminal that implements a synchronization timing switching method according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a phase information table, and FIG. 3 is a trigger for synchronization timing switching processing. FIG. 4 is a flowchart for explaining the processing operation of the synchronization timing switching, and FIG. 5 is a diagram for explaining that the present invention can reduce the accumulation of phase errors due to the synchronization timing switching. is there. In FIG. 1, 101 is a cell search module, 102 is a cell / sector search circuit, 103 is a correlation threshold determination circuit, 104 is a reception processing module, 105 is a demodulation processing scheduler, 107 is a received signal level measuring unit, and 109 is a phase information table. 110 is a phase information table search unit, 111 is a phase information table update unit, 112 is a phase information table, 113 is a monitoring timer, 114 is a synchronization timing control module, and 115 is a synchronization timing switching determination unit. Is the same as in FIG.
[0029]
Before describing the embodiments of the present invention in detail, first, the basic concept of the present invention will be described.
[0030]
According to the present invention, as a method of selecting a reference signal for synchronization timing, a path signal having the strongest signal strength is referred to as a reference timing, and in this case, it is possible to overcome the problem of phase error accumulation when switching the reference timing. To do. And as a method for preventing the accumulation of phase error, the present invention stores the phase information of the signal set by the mobile terminal in the reception operation for maintaining synchronization, and sets it as the phase information of another base station. When the phase information of the base station storing the phase information is set again, the phase information stored in the base station is used.
[0031]
Next, it will be described with reference to FIG. 5 that the above-described method can reduce the accumulation of phase errors due to switching of the synchronization timing. The relationship between the mobile terminal and the base station is the same as that described in FIG. Further, in the example shown in FIG. 5, the transmission / reception of signals between the mobile terminal and the base station in FIGS. 5 (a) to 5 (c) is as described with reference to FIGS. 8 (a) to 8 (c). Are the same.
[0032]
  In the present invention, when the mobile terminal MS304 sets the phase of the signal 402 from the BS (a) 301 during the reception operation for maintaining synchronization described in FIG. 8A shown in FIG. Remember the phase. Thereafter, in FIG. 5 (b) and FIG. 5 (c), after the reception operation for maintaining synchronization is switched to the signal 403 from the base station BS (a) 302, FIG.To FIG. ( f )As shown, the synchronization timing is again returned to the signal of BS (a) 301.
[0033]
  In this case, the mobile terminal MS304ReceiveThe phase stored in the operation is set and the reception operation for maintaining synchronization is performed. At that time, signals having a phase within the window size of the MF of the mobile terminal are regarded as the same signal, and when this window is exceeded, it is treated as a separate signal. In this way, the mobile terminal can return to the state in which the synchronization was previously held without distinguishing between the signals 401 and 402, and accumulation of phase measurement errors can be prevented.
[0034]
According to the present invention, the phase error can be prevented from being accumulated as described above, but it can be confirmed as follows that the phase error is not accumulated.
[0035]
That is, first, a base station simulator and a multipath fading simulator are connected to a mobile terminal, and as described in the figure, signals 401 and 403 from two base stations and respective delayed waves 402 and 404 of these processes are performed. And send. Then, the signal intensity is cyclically increased in the order of the signals 401, 402, 403, 404, 401. Under such circumstances, a change in transmission timing of the mobile terminal is monitored by a delay profile received by the base station, and it is checked whether or not the phase shifts in a certain direction. As a result, when the phase does not shift in a certain direction, it can be confirmed that no phase error is accumulated.
[0036]
The phase information is measured as a weighted average according to the following equation.
Phase average value in window = phase average value × a + latest report phase value × b
In the above formula, weighting is performed such that a = 0.99 and b = 0.1. By using such a weighted average value, it is possible to improve the accuracy of measurement error and reflect the amount of phase shift due to movement. If the average value falls outside the MF window, it is processed as a signal from a new base station.
[0037]
The obtained phase information is held and stored in a phase information table as shown in FIG. The present invention performs synchronous phase switching control by referring to information in the phase information table. The phase information table holds a spread code number, a phase average value, a synchronization setting phase, a phase shift amount, a correlation strength, a synchronization setting flag, a reception level, a reception level shift amount, an update time, and the number of updates as constituent elements.
[0038]
The table update processing is performed by processing information from the cell sector search module and the reception processing module on a signal for which the correlation strength of the spreading code is valid from the detection result of the cell sector search module. When registering in the table, if the condition that the phase difference is within the MF (Matched Filter) window is satisfied, it is determined that the signals are the same.
[0039]
  The synchronization phase switching process is executed when any of the following three conditions is met. That is, when the received signal level of the signal being synchronized falls below the reference value for consecutive n frames, the spreading strength of the signal currently being synchronized with the correlation strength of the spreading code coming from the cell sector search module When the hysteresis parameter ratio is exceeded compared to the correlation strength of the code, the synchronized signal has not been updated for a certain period of time, and these conditions are detected.WhenA trigger for the switching process is output.
[0040]
When the switching process is triggered, the phase information table is used to select the signal that maximizes the evaluation function of the switching candidate and perform the synchronization timing switching process. The present invention makes it possible to take the following countermeasures against the above-described problems by performing the synchronization timing switching process using the phase information table.
[0041]
The phase initially set in the reception process for maintaining synchronization is stored as a synchronization setting phase, and the stored synchronization setting phase is used when re-synchronizing. Thereby, accumulation of phase errors can be reduced.
[0042]
By providing a hysteresis margin to the reception intensity that is the reference for determining the synchronization switching and the switching time, the frequency of the synchronization switching control can be reduced.
[0043]
Also, when the long-term phase average value change weighted by the path strength of the phase information is a (chip / s), the speed of light is c (m / s), and the chip rate is T (chip / s), the movement The terminal speed V (m / s)
V = a * c / T
Can be estimated by the following equation. Then, it can be determined whether the mobile terminal is approaching or moving away from the base station depending on whether the long-term average value change of the reception level is increasing or decreasing.
[0044]
As described above, according to the present invention, it is possible to select a signal having a high reception level and a tendency to approach the base station as a reception signal for maintaining synchronization by estimating the speed information of the mobile terminal. Extra synchronization switching processing can be reduced. For example, in FIG. 7, it is assumed that the terminal MS 304 has the largest velocity component of the base station BS (c) 303 and is moving away from the base station BS (b) 302. At this time, if the reception levels from all the base stations are sufficient, even if the reception level of the signal from the base station BS (b) 302 is higher than the reception level of the signal from the base station BS (c) 303, It is expected that the signal synchronization timing switching time of the base station BS (c) 303 is long. In the present invention, it is not necessary to perform an extra switching process on the signal of the base station BS (b) 302 by using the speed information in this way. In particular, such processing is effective when the continuity of the speed direction is premised on topographical constraints such as roads.
[0045]
As a method for detecting the loss of the synchronization signal, a method of recording the update time of the phase information in the phase information table and determining that the signal is lost when there is no update for a certain time or more is used.
[0046]
Furthermore, since the phase information that gives an instantaneous peak has a small number of updates, the number of phase information updates is recorded in the phase information table so that signals that do not satisfy the predetermined number of updates are not switched. . Accordingly, the present invention can prevent switching to an erroneous phase information signal during the synchronization timing switching process.
[0047]
Next, a synchronization timing switching method according to an embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 1, the functions in the mobile terminal for realizing the synchronization timing switching method according to the embodiment of the present invention are the cell search module 101, the reception processing module 104, the phase information table processing module 109, and the synchronization timing control module 114. It consists of four modules.
[0048]
The cell search module 101 includes a cell search circuit 102 and a correlation threshold determination 103, searches for signals transmitted from neighboring base stations, and periodically detects the spreading code number, phase information, and correlation strength. Yes. The cell search circuit 102 raises the spreading code number, phase information, and correlation strength information to the correlation threshold determination 103 as a cell search result. Correlation threshold determination 103 deletes a signal having a correlation value of spreading code equal to or less than a threshold, and outputs a signal satisfying the threshold as an input signal of phase information table processing module 109.
[0049]
The reception processing module 104 includes a demodulation processing scheduler 105, a reception signal level measurement unit 107, and a demodulation processing circuit 201. The reception processing module 104 sets a spread code number and phase information based on the detection result of the cell search module 101. Receives signals from the stations at the same time and performs a reception operation to measure the reception timing. This reception operation is divided into one for grasping the reception level situation of signals from surrounding base stations, one for maintaining synchronization, and one for actually communicating. Scheduling of receiving operations is performed.
[0050]
Based on the information in the phase information table 112, the processing for grasping the reception level status of signals from surrounding base stations is performed using a demodulator in time division in order from the one with the highest correlation strength of the spread code. Scheduling is performed and executed. Further, at the time of demodulation, the received signal level measurement unit 107 measures the received signal level and the received SIR that is the signal-to-interference signal ratio, and records the received signal level in the phase information table. Also, the amount of change from the long-term average value of the reception level is calculated at regular intervals, and the value is updated and recorded in the phase information table as the reception level shift amount.
[0051]
The phase information table processing module 109 manages the phase information table 112 as shown in FIG. 2 in order to create a criterion for selecting a signal used in the synchronization holding module by the demodulation processing circuit 201 and the synchronization holding circuit 204. The phase information table 112 configures spreading code numbers, phase average values, synchronization setting phases, phase shift amounts, correlation strengths, synchronization setting flags, reception levels, reception level shift amounts, update times, and update counts in surrounding base stations. Hold as an element.
[0052]
The phase information table search unit 110 searches whether or not the signal from the cell search module 101 has been registered in the phase information table 112. This search is performed so that the spread code numbers match and that the phase difference is within the MF window and the same is determined when the condition is satisfied. Next, when the signal from the cell search module 101 is not registered in the phase information table 112 as a result of the above-described search, the phase information table update unit 111 performs spreading code number, correlation strength, phase average value, The update time is registered, and if registered, the correlation strength, the phase average value, the phase shift amount, and the update time are updated. Further, the phase shift amount is estimated based on the change in the long-term average value weighted by the path strength of the phase information. The monitoring timer 113 checks the update time every fixed time, and deletes the signal whose time difference between the update time and the current time exceeds the protection time parameter from the phase information table 112 as invalid. Process.
[0053]
The synchronization timing control module 114 performs setting switching processing (synchronization) between the spread code and the phase information of the signal received for maintaining synchronization when the timing switching determination unit 115 satisfies any of the following timing switching conditions. Timing switching process).
[0054]
That is, (1) when the received signal level of the signal being synchronized falls below the reference value by consecutive n frames, (2) the signal received because the correlation strength of the spreading code is currently maintained in synchronization. If a value larger than the hysteresis parameter appears compared to the correlation strength of (3), (3) Execute if reporting of the spreading code number, phase information, and correlation strength of the signal being synchronized has not been performed for a certain period of time. Is done.
[0055]
The condition {circle around (1)} is a negative trigger when there is a need to switch the synchronization timing, as determined by the output of the received signal level measurement unit 107. The condition {circle around (2)} is an active trigger on the assumption that there is a possibility that it is better to switch to a strong signal when a strong signal is detected from the correlation threshold value judgment circuit 103. The condition {circle around (3)} is a trigger for maintaining the synchronization holding by detecting by the monitoring timer 113 that the signal being synchronized is lost by shadowing such as a street corner effect.
[0056]
The synchronous timing switching process activated by the trigger detection as described above is executed as follows. That is, first, a phase information table search is performed, and the one having the highest correlation strength between the reception level and the spread code is selected as a candidate. At this time, if the candidate update count does not exceed a certain threshold, the switching process to the candidate signal is not performed. As a result, it is possible to reduce the probability that a synchronization timing is erroneously applied due to a signal having an instantaneous peak.
[0057]
Among the selected candidates, if there is a tendency that the reception level shift amount is increasing, the one with a large phase shift amount can be considered to be moving in the direction of the base station. A signal that maximizes the evaluation function using the level shift amount as a parameter is selected as a switching candidate. From the synchronization setting flag information of the selected signal, the phase switching process by setting the phase average value in the reception processing module for maintaining synchronization if the previous synchronization has been applied, and if not, the phase average value I do. By utilizing the synchronization setting phase, it is possible to prevent accumulation of phase errors due to the switching process. After executing the synchronization timing switching process, the phase information table updating unit 111 updates the synchronization setting flag and the synchronization setting phase.
[0058]
Next, the trigger detection process of the synchronization timing switching process will be described with reference to the flow shown in FIG.
[0059]
(1) It is determined whether or not the monitoring time of the monitoring timer 112 has elapsed. If it is determined that the monitoring time has elapsed, the phase information table update unit 11 sends the phase information to the phase information table search unit 110. The table is searched, and the signal whose phase information table update time is a predetermined time or more is deleted from the phase information table 112 (steps 501 and 502).
[0060]
(2) It is checked whether or not the synchronization hold signal has been deleted by the process of step 502. If not deleted, the process returns to step 501 to continue the process. If the synchronization hold signal has been deleted, the synchronization switching process is performed. The trigger detection is output (steps 503 and 508).
[0061]
(3) If it is determined in step 501 that the monitoring time of the monitoring timer 112 has not elapsed, it is determined whether or not the received signal level of the synchronization processing is continuously equal to or lower than the reference value of the predetermined number of frames. If the value is below the reference value, the trigger detection of the synchronization switching process is output (steps 504 and 508).
[0062]
(4) If the received signal level of the synchronization process is not continuously below the reference value for the certain number of frames in the determination at step 504, it is checked whether there is a report of the cell search result and no report is made. If so, the process returns to step 501 to continue the processing (step 505).
[0063]
(5) If a cell search result is reported in the check in step 505, the phase information table is registered and updated, and the correlation strength of the spread code of the cell search result is used for synchronization. It is checked whether or not the signal is larger than a certain value by a certain value (steps 506 and 507).
[0064]
(6) When it is determined in step 507 that the correlation strength of the spread code of the cell search result is greater than a certain value by that of the signal used for synchronization, the trigger detection of the synchronization switching process is output If not, the process returns to step 501 to continue the processing (steps 507 and 508).
[0065]
Next, the synchronization timing switching process will be described with reference to the flow shown in FIG.
[0066]
(1) In the process described with reference to FIG. 3, when the trigger detection of the synchronization switching process is output, a signal having the maximum reception level and spread correlation strength is extracted from the phase information table 112. If the extraction fails, the process is terminated without doing anything and the process returns to the start (steps 601 and 609).
[0067]
(2) If extraction is successful in step 601, it is checked whether the reception level and spreading code correlation strength of the extracted signal are sufficient. If they are not sufficient, the processing ends without any action and returns to the start. (Steps 602, 609).
[0068]
(3) If the reception level and spreading code correlation strength of the extracted signal are sufficient in the check in step 602, it is checked whether or not the table update count of the signal satisfies (exceeds) the predetermined count. If it does not satisfy the condition, the process ends without any action and the process returns to the start (steps 603 and 609).
[0069]
(4) If the number of times the table is updated in the signal satisfies the predetermined number in step 603, the reception level shift amount tends to increase and the phase shift amount is large by the evaluation function (step) 604).
[0070]
(5) It is checked whether or not the synchronization setting flag of the signal selected in step 604 is “1”. If the synchronization setting flag is “1”, reception processing is performed with the synchronization setting phase of the selected signal. To execute the synchronization process. Thereafter, the process returns to the start (steps 605, 606, and 609).
[0071]
(6) If the synchronization setting flag is not “1” in the check in step 605, the reception processing is performed with the phase of the phase average value, the synchronization processing is executed, and the phase is set to the synchronization setting phase of the phase information table 112. The average value is stored and the synchronization setting flag is set to “1” to return to the start (steps 607 to 609).
[0072]
According to the embodiment of the present invention described above, it is possible to prevent error accumulation of phase information set during a reception switching operation for maintaining synchronization in a base station asynchronous system, to reduce the probability that synchronization is lost, and to achieve synchronization timing. As a trigger for the switching process, a hysteresis margin is provided for the signal strength and the switching time, so that the frequency of the synchronization timing switching control can be reduced. Further, according to the embodiment of the present invention, the speed of the mobile terminal in the direction of the base station is estimated from the long-term average value change weighted by the path strength of the phase information and the long-term average value change of the received power. By using it as a parameter of the evaluation function of the switching candidate, it becomes possible to reduce extra switching processing.
[0073]
Furthermore, according to the embodiment of the present invention, by recording the update time of the phase information in the table, it can be determined that the signal is lost when there is no report for a certain time or more, and an instantaneous peak is obtained. The phase information to be given has a small number of updates. Therefore, switching to a signal that does not satisfy a certain number of updates is prevented from switching to an incorrect phase information signal during synchronization timing switching processing. be able to.
[0074]
【The invention's effect】
  As described above, according to the present invention, error accumulation of phase information set during the reception switching operation for maintaining synchronization is prevented, and synchronization is lost.TheThe probability of occurrence can be reduced, and the frequency of synchronization timing switching control can be reduced.
[0075]
Furthermore, according to the present invention, it is possible to determine that the signal has been lost when there is no report for a certain time or more, and it is possible to prevent switching to a signal that does not satisfy the certain number of updates. It is possible to prevent switching to an incorrect phase information signal during the timing switching process.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a functional configuration in a mobile terminal for realizing a synchronization timing switching method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of a phase information table.
FIG. 3 is a flowchart illustrating a processing operation for trigger detection in a synchronization timing switching process.
FIG. 4 is a flowchart illustrating a processing operation for switching synchronization timing.
FIG. 5 is a diagram illustrating that the present invention can reduce the accumulation of phase errors due to switching of synchronization timing.
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration example of synchronization holding means according to the prior art provided in a mobile terminal.
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of a W-CDMA mobile communication system for explaining the above-described problem.
FIG. 8 is a diagram for explaining accumulation of phase errors when switching synchronization timing according to the prior art.
[Explanation of symbols]
101 Cell search module
102 cell sector search circuit
103 Correlation Threshold Determination Circuit
104 Reception processing module
105 Demodulation processing scheduler
107 Received signal level measurement unit
109 Phase information table processing module
110 Phase information table search unit
111 Phase information table update unit
112 Phase information table
113 Monitoring timer
114 Synchronous timing control module
115 Synchronization timing switching determination unit
201 Demodulation processing circuit
202 MF (Matched Filter)
203 Phase control circuit
204 Synchronization holding circuit
205 Synchronous timing switching processing circuit
206 Clock control circuit
301-303 Base station
304 Mobile terminal

Claims

In synchronization timing switching control method in a mobile terminal of a base station asynchronous mobile communication system constituted by a plurality of base stations and a plurality of mobile terminals, the mobile terminal searches the signal being transmitted around the base station , Detection processing to periodically detect the spreading code number, phase information and correlation strength, and set the detected spreading code number and phase information, receive signals from multiple base stations simultaneously, receive A reception process for measuring timing; and a table management process for storing and managing information on reception timings of signals from a plurality of base stations in a phase information table using the phase information and correlation strength of the detection result of the detection process; , in accordance with the reception timing of signals from a plurality of base stations the measurement, the synchronization holding of the transmission timing for each of the plurality of base stations the measurement Synchronization timing changeover control method characterized by having a Cormorant synchronization process.

In the synchronization process, the spreading code number and the phase information set in the reception process for synchronization holding are stored in the phase information table, a setting flag indicating that the synchronization code is used for the synchronization holding is set, and reception used for the synchronization holding is performed. Switch timing selection by referring to the synchronization setting flag in the phase information table and using the synchronization setting phase if it has been used for setting the reception process for maintaining synchronization. 2. The synchronization timing switching control method according to claim 1, wherein if it has not been used, the average value of the phase information registered in the phase information table is used.

When the spreading code number of the detection result signal of the detection process is the same and the phase information has a difference from the average value of the phase information registered in the phase information table within a certain range, the detection process 2. The synchronization according to claim 1, wherein the detection result signal and the registered signal are regarded as the same signal, and a spread code and phase information necessary for reception processing setting for maintaining synchronization are selected. Timing switching control method.

The synchronization process measures the correlation strength of the signal obtained from the detection result of the detection process and stores it in the phase information table, and selects a spread code number and a phase for the reception process for maintaining synchronization. 2. The synchronization timing switching control method according to claim 1, wherein a spreading code number and a phase of a signal having phase information having the highest correlation strength are selected.

2. The synchronization process according to claim 1, wherein the synchronization process weights phase information for the same signal obtained from the detection result of the detection process to the phase average value and the latest detection result, respectively, and performs the averaging process. Synchronous timing switching control method.

The synchronization processing is performed by averaging the phase information for the same signal obtained from the detection result of the detection processing by weighting the phase average value and the latest detection result, respectively, and the reception level measured by the reception processing Similarly, the averaging process is performed, and the phase shift amount of each phase average value and the reception level shift amount of the reception level average value are periodically stored in the phase information table. 2. The synchronous switching control method according to claim 1, wherein the base station direction speed is estimated, and the reception timing of a signal predicted to have a large switching time estimate is selected.

In the synchronization processing, when the correlation strength with respect to the same signal obtained from the detection result of the detection processing exceeds the hysteresis parameter compared to the correlation strength of the phase information set in the reception processing for maintaining synchronization, or 2. The synchronization timing switching control according to claim 1, wherein the synchronization switching control is performed when a signal of the phase information set in the reception process for maintaining synchronization is not updated in the phase information table for a certain period of time. Method.

In the synchronization process, the number of updates for the same signal obtained from the detection result of the detection process is stored in a phase information table, and the one that satisfies the predetermined number of times during synchronization timing switching control is selected. The synchronization timing switching control method according to claim 1.

The synchronization timing switching according to any one of claims 1 to 8, further comprising a module that executes each of the detection process, the reception process, the table management process, and the synchronization process in a mobile terminal of the base station asynchronous mobile communication system. A mobile terminal characterized by

10. A base station asynchronous mobile communication system comprising a plurality of base stations and a plurality of mobile terminals, wherein the mobile terminal according to claim 9 is used as the mobile terminal.

10. The function verification method for a mobile terminal according to claim 9, wherein when the signal strength of the two base station transmission signals and each delayed wave signal is strongly changed in a certain order, the change in the transmission timing of the mobile terminal is A mobile terminal function characterized by monitoring the delay profile received at the station and confirming that it is not affected by the accumulated measurement phase error during the synchronization timing switching process by not shifting the phase in a certain direction Method of verification.