JP4320016B2 - ユニバーサル移動体通信システム・レシーバにおける適応フレーム同期 - Google Patents

Description

本発明は、無線（ワイヤレス）受信デバイスに関し、特に、ユニバーサル移動体通信システム（ＵＭＴＳ：Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ）等のスペクトラム拡散に基づく無線（ワイヤレス）システムにおけるユーザ装置（ＵＥ：Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）に関する。

ユニバーサル移動体通信システム（ＵＭＴＳ）無線信号における基本時間単位は、１０ミリ秒（ｍｓ）無線フレームであり、それぞれ２５６０チップの１５スロットに分割される。セル（または基地局）からＵＭＴＳレシーバへのＵＭＴＳ無線信号は、「ダウンリンク信号」であり、逆方向の無線信号は「アップリンク信号」と呼ばれる。ユニバーサル移動体システム（ＵＭＴＳ）レシーバの電源を最初に入れたとき、ＵＭＴＳレシーバは、「セルサーチ（セル探索）」を実行して、通信するセルを探す。具体的には、下で説明するように、ＵＭＴＳレシーバは、最初に、セルから送信されたダウンリンク同期チャネル（ＳＣＨ）を探し、スロットおよびフレーム・レベルでこれに同期し、セルの特定のスクランブリング・コード・グループを判定する。音声／データ通信を開始できるのは、セルサーチ成功後のみである。

セルサーチに関して、同期チャネル（ＳＣＨ：Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ ＣＨａｎｎｅｌ）は、各スロットの最初の２５６チップ中のみにアクティブとなる微弱なダウンリンク・チャネルである。ＳＣＨは、一次ＳＣＨ（ＰＳＣＨ：Ｐｒｉｍａｒｙ ＳＣＨ、プライマリＳＣＨ）と二次ＳＣＨ（ＳＳＣＨ：Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ＳＣＨ、セカンダリＳＣＨ）の二本のサブチャネルで構成される。一次同期チャネル（ＰＳＣＨ）２５６チップ・シーケンス、即ち、ＰＳＣＨコードは、全てのセルにおける同期チャネル（ＳＣＨ）の全スロットで同じである。対照的に二次同期チャネル（ＳＳＣＨ）２５６チップ・シーケンス、即ち、ＳＳＣＨコードは、無線フレームの１５スロットのそれぞれで異なる場合があり、６４種類の可能なスクランブリング・コード・グループの何れかを特定するのに使用される。言い換えると、ＳＣＨの各無線フレームは、それぞれの送信セルに関連するスクランブリング・コード・グループ・シーケンスを繰り返す。各ＳＳＣＨコードは、１６個の可能なＳＳＣＨコードの文字体系から選択される。

セルサーチの一部として、ユニバーサル移動体通信システム（ＵＭＴＳ）レシーバ（受信機）は、最初に一次同期チャネル（ＰＳＣＨ）を使用して、スロット同期を達成する。その際、ＵＭＴＳレシーバは、受信ＰＳＣＨの受信サンプルを公知のＰＳＣＨ２５６チップ・シーケンス（全スロットで同じ）に相関させ、相関ピークの位置に基づいて、スロット基準時間を決定する。スロット基準時間の決定後、ＵＭＴＳレシーバでは、スロット同期済みとなり、受信無線フレーム内で各スロットが開始される時期を判定可能となる。

スロット同期後、ＵＭＴＳレシーバは、一次同期チャネル（ＰＳＣＨ）の処理を停止し、二次同期チャネル（ＳＳＣＨ）の処理を開始する。具体的には、ＵＭＴＳレシーバは、受信無線フレーム内の１５個のＳＳＣＨコードの特定のシーケンスを公知のシーケンスに相関させ、フレーム同期を達成し、セルのスクランブリング・コード・グループを決定する。スクランブリング・コード・グループの決定により、ＵＭＴＳレシーバは、セルの他のダウンリンク・チャネル（例えば、共通パイロット・チャネル（ＣＰＩＣＨ：Ｃｏｍｍｏｎ ＰＩｌｏｔ ＣＨａｎｎｅｌ））を全てデスクランブルし、音声／データ通信を開始できる。

（発明の概要）
残念なことに、セル・サーチ・プロセスの上記の二次同期チャネル（ＳＳＣＨ）部分は、最も時間の掛かる部分である。具体的には、ＵＭＴＳシステムが動作する場合のある低い信号対雑音比により、ＵＭＴＳレシーバは、セルからの１５個のＳＳＣＨコードの送信シーケンスを十分に推定するために、例えば、１０乃至２０個の所定の数の受信無線フレームを処理する。そのため、各無線フレームの長さが１０ｍｓであることから、ユーザは、音声／データ通信が開始可能となる前に、少なくとも１００乃至２００ｍｓ程度の遅延を経験し得る。

上述のように、ユニバーサル移動体通信システム（ＵＭＴＳ）レシーバは、所定の数の受信無線フレームを処理することで、セルサーチの二次同期チャネル（ＳＳＣＨ）部分を実行する。しかしながら、我々は、チャネル状態が許す場合、一つの受信無線フレームを処理した後であっても、ＵＭＴＳレシーバがフレーム同期を捕捉し、スクランブリング・コード・グループの決定に成功し得ることを観察した。言い換えると、一部のチャネル状態において、ＵＭＴＳレシーバは、不要な受信無線フレームを処理することで時間を無駄にしている。そのため、本発明の原理によれば、ＵＭＴＳレシーバは、ＳＳＣＨサブチャネルを含むＳＣＨチャネルを受信し、ＳＳＣＨ関連処理の継続時間を適応的に制御して、フレーム同期を判定する。

本発明の実施形態において、ＵＭＴＳレシーバは、ＵＭＴＳユーザ装置（ＵＥ）の一部である。ＵＭＴＳレシーバは、最初に、一次同期チャネル（ＰＳＣＨ）を使用してスロット同期を実行し、受信ＰＳＣＨコードに関連するピーク相関値を決定する。スロット同期達成後、ＵＭＴＳレシーバは、フレーム同期の判定に必要な受信無線フレームの数を、決定済みピーク相関値と、可能であれば、その他の相関値との関数として決定する。ＵＭＴＳレシーバは、受信無線フレームの決定数に基づいて、フレーム同期を実行する。

本発明の別の実施形態によれば、ＵＭＴＳレシーバは、ＵＭＴＳユーザ装置（ＵＥ）の一部である。ＵＭＴＳレシーバは、最初に、ＰＳＣＨを使用してスロット同期を実行する。スロット同期達成後、ＵＭＴＳレシーバは、ＳＳＣＨを使用して、フレーム同期プロセスを開始する。フレーム同期プロセス中、ＵＭＴＳレシーバは、受信無線フレーム終了毎に、スクランブリング・コード・グループが判定可能かを確認する。スクランブリング・コード・グループが判定可能である場合、ＵＭＴＳレシーバは、その後の受信無線フレームのＳＳＣＨ処理を停止し、スクランブリング・コードの判定と共に、フレーム同期を完了する。

本発明の概念を除き、図示した要素は周知であるため、詳細な説明は省略する。更に、ＵＭＴＳに基づく無線通信システムは、熟知されていると想定されるため、ここでは詳細な説明を省略する。例えば、本発明の概念を除き、スペクトラム拡散送受信と、セル（基地局）と、ユーザ装置（ＵＥ）と、ダウンリンク・チャネルと、アップリンク・チャネルと、ＲＡＫＥレシーバとは、周知であり、ここでは説明を省略する。加えて、本発明の概念は、従来のプログラミング手法を使用して実施し得るものであり、こうしたプログラミング手法については、ここでは説明を省略する。最後に、図面の同様の参照符号は、類似する要素を示す。

本発明の原理によるＵＭＴＳ無線通信システム１０の例示的な一部は、図１に図示される。セル（または基地局）１５は、上述の一次同期チャネル（ＰＳＣＨ）および二次同期チャネル（ＳＳＣＨ）サブチャネルを含むダウンリンク同期チャネル（ＳＣＨ）信号１６をブロードキャストする。上述のように、ＳＣＨ信号１６は、同期の目的で、音声／データ通信の前提条件として、ＵＭＴＳユーザ装置（ＵＥ）により使用される。例えば、ＵＥは、「セルサーチ」動作中にＳＣＨ信号を処理する。この例において、例えば、携帯電話であるＵＥ２０は、例えば、ＵＥ２０をオンにしたとき、または電源を入れた時に、セルサーチを開始する。セルサーチ動作の目的は、（ａ）ＵＭＴＳ無線フレームのフレーム・レベルにおけるセルの送信との同期と、（ｂ）セル（例えば、セル１５）のスクランブリング・コード・グループの決定とを含んでいる。下で説明するように、本発明の原理によれば、ＵＥ２０は、ＳＳＣＨ部分の処理の継続時間を適応的に制御して、フレーム同期を判定する。以下の例では、本発明の概念を、この初期セルサーチの状況において、即ち、ＵＥ２０がオンになった場合について例示するが、本発明の概念は、このように限定されるものではなく、例えば、ＵＥが「アイドルモード」である場合等、他のセルサーチの事例にも応用可能であることに留意されたい。

次に図２を参照すると、本発明の原理による、ＵＥ２０の一部の例示的なブロック図が図示されている。ＵＥ２０は、フロントエンド１０５と、アナログ−ディジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ１１０と、セルサーチ要素１１５と、サーチャ要素１２０と、ＲＡＫＥレシーバ１２５と、ホスト・インタフェース部録１３０と、プロセッサ１３５とを含んでいる。本発明の概念を除き、図２に示したブロック内には、この技術において公知だが簡潔にするために本明細書では説明されない追加要素を含めてよいことにも留意されたい。例えば、Ａ／Ｄコンバータ１１０は、ディジタル・フィルタ、バッファ、その他を含んでよい。

フロントエンド１０５は、アンテナ（図示なし）を介して、セル１５（図１）から送信された無線周波数（ＲＦ）信号１０１を受信し、一次同期チャネル（ＰＳＣＨ）および二次同期チャネル（ＳＳＣＨ）サブチャネルを表すベースバンド・アナログ信号１０６を提供する。Ａ／Ｄコンバータ１１０は、ベースバンド・アナログ信号１０６をサンプリングし、受信サンプル１１１のストリームを提供する。受信サンプル１１１は、セルサーチ要素１１５と、サーチャ要素１２０と、ＲＡＫＥレシーバ１２５との三種類の構成要素において利用可能となる。セルサーチ要素１１５は、下で更に説明するように、本発明の原理に従って、ＰＳＣＨおよびＳＳＣＨサブチャネルを処理する。セルサーチの成功に続いて、サーチャ要素１２０は、ＲＡＫＥレシーバ１２５のフィンガのそれぞれに対するマルチパスの割り当てのために、受信サンプルを評価し、ＲＡＫＥレシーバ１２５は、音声／データ通信を提供するために、デコーダ（図示なし）による後続のデコーディング用のシンボルを提供する多数のパスからのデータを組み合わせることが可能である。セルサーチ要素１１５のみが本発明の概念に関連するため、サーチ構成要素１２０およびＲＡＫＥレシーバ１２５については、ここでは更に説明しない。ホスト・インタフェース・ブロック１３０は、上述の三構成要素とプロセッサ１３５との間でデータを結合させ、これに関連して、シグナリング１３４を介してセルサーチ構成要素１１５からの結果を受信する。プロセッサ１３５は、例として、プログラム内蔵コントローラ・プロセッサ、例えばマイクロプロセッサであり、プログラムおよびデータを記憶するメモリ１４０を含んでいる。

次に図３を参照すると、セルサーチ要素１１５の例示的なブロック図が図示されている。セルサーチ要素１１５は、一次同期チャネル（ＰＳＣＨ）要素２０５と二次同期チャネル（ＳＳＣＨ）要素２１０とを含んでいる。ここで、更に図４を参照すると、図３のセルサーチ要素１１５によりダウンリンクＰＳＣＨおよびＳＳＣＨサブチャネルを処理するための、本発明の原理による例示的なフローチャートが図示されている。ＵＥ２０のプロセッサ１３５は、ステップ３０５においてセルサーチを開始し、ステップ３０５においてダウンリンクＰＳＣＨサブチャネルを処理することでスロット同期の達成を試みる。具体的には、プロセッサ１３５は、シグナリング２０６を介してＰＳＣＨ要素２０５を起動し、この技術において公知のように受信サンプル１１１を処理する。例えば、ダウンリンクＰＳＣＨサブチャネルは周期的に発生する（即ち、ダウンリンクＳＣＨ信号のスロット毎に反復する）公知のＰＳＣＨ２５６チップ・シーケンス、即ちＰＳＣＨコードであるため、ＰＳＣＨ要素２０５は、受信サンプル１１１をＰＳＣＨコードに対して相関させ、関連するピーク相関値を提供する。これに関連して、ＰＳＣＨ要素２０５は、整合フィルタと、整合フィルタの出力信号を記憶するバッファとを備える（共に図示なし）。ＰＳＣＨ要素２０５は、シグナリング２０６を介して、ピーク相関値をプロセッサ１３５へ提供する。このピーク相関値は、受信無線フレーム（群）の幾つかのスロットに渡って、例えば、４乃至２０スロット間で平均化し、「誤ったロック」の可能性を低減する（ＰＳＣＨ同期はフレームではなく、幾つかのスロットを使用するため、上述の従来技術によるＳＳＣＨフレーム同期より遙かに迅速である）。ピーク相関値が所定の閾値を超えない場合、プロセッサ１３５は、ＰＳＣＨ要素３０５を制御して、任意の受信信号の処理を継続し、引き続きセルを探す。しかしながら、大きいピーク相関値が所定の閾値より大きい場合、ＵＥ２０は、スロット同期を完了する。代替方法では、ピーク相関値が次に高い相関値を所定の加算または乗算係数だけ上回った時に、スロット同期が完了したとみなす。

ステップ３１０において、本発明の原理によれば、プロセッサ１３５は、その後の二次同期チャネル（ＳＳＣＨ）処理の継続時間を、スロット取得から得たピーク相関値の関数として、適応的に決定する。具体的には、プロセッサ１３５は、ステップ３０５の実行において決定されたピーク相関値の関数として、フレーム同期のプロセスに対する受信無線フレームの数を決定する。言い換えると、ＳＳＣＨ処理のフレーム反復の数は、例えば、通信チャネルの状態の表現として使用される一次同期チャネル（ＰＳＣＨ）相関ピークの強さに基づく。任意の関数を使用可能だが、例として、ＳＳＣＨ処理に必要なフレーム反復の数は、一次同期チャネル相関ピークの度合いに反比例するものと考えることができる。例えば、ＰＳＣＨ相関ピークが非常に強く、所定のレベルより上である場合、ＳＳＣＨ処理は、１フレーム分のデータのみを使用し、一方、ＰＳＣＨ相関ピークの値が僅かに弱い場合には、恐らくは２フレームが処理され、以下も同様となる。これに関連して、プロセッサ１３５は、例示的なフレーム数テーブルまたは等価物を使用して、ＰＳＣＨ相関ピーク値を、ＳＣＨ処理に必要なフレーム数Ｎに先験的に関連付ける。こうした例示的なテーブル４１を図５に示す。テーブル４１は、例として、ＵＥ２０のメモリ１４０に記憶される。テーブル４１の各列では、ＰＳＣＨ相関ピーク値ｋ_ｉを、ＳＳＣＨ処理に必要なフレーム数Ｎに関連付け、ここでｋ_ｉ＞ｋ_ｉ＋１となる。例えば、ステップ３１０において、相関ピーク値がｋ_１以上である場合、プロセッサ１３５は、一つのみの受信フレーム（Ｎ＝１）を使用するようにＳＳＣＨ処理を制御する。実際の相関ピーク値および関連するフレーム数Ｎは、経験的に決定されるものであり、ここでは説明しないことに留意されたい。そのため、テーブル４１は、ＳＳＣＨ処理において経験的に観察された効率に応じて、任意の数の列を含んでよい。他の変数も可能であり、例えば、フレーム数Ｎは、複数の相関値の関数として決定してよく、複数の相関値はピーク相関値を含んでも含まなくてもよいことに留意されたい。

再び図４を参照すると、処理のための受信フレーム数が決定されると、プロセッサ１３５は、ステップ３１５において、二次同期チャネル（ＳＳＣＨ）要素２１０が決定フレーム数Ｎに渡って受信サンプル１１１を処理するのを可能にする。ＳＳＣＨ要素２１０は、シグナリング２１１を介してプロセッサ１３５に結合され、受信無線フレーム内の１５個のＳＳＣＨコードの特定のシーケンスを、フレーム同期の達成およびセルのスクランブリング・コード・グループ（ここでは、セル１５に関連するスクランブリング・コード・グループ）の決定に使用する公知のシーケンスに相関させる。本発明の原理によれば、ＳＳＣＨ処理は、上で決定された受信無線フレーム数Ｎに対して実行され、受信した１５個のＳＳＣＨコード・シーケンスの堅牢な推定を取得するために、データの連続フレームに渡って相関を平均化する。明らかであるように、Ｎ＝１である場合、連続するフレームは存在しない。更に、簡潔にするために、本明細書で説明するフローチャートにおいて、エラー状態は図示していないことに留意されたい。例えば、ユーザ装置（ＵＥ）２０がフレーム同期を試行中にスロット同期を失った場合、上記のセルサーチは、残念なことにリスタートされる。

本発明の概念を除いて、ステップ３１５は、この技術において公知であるような二次同期チャネル（ＳＳＣＨ）処理に対応し、例として、それぞれ図２および３のＳＳＣＨ要素２１０およびプロセッサ１３５により実行される。背景として、ユーザ装置（ＵＥ）２０は、６４種類のスクランブリング・コード・グループのどれがセル１５により使用されているかを決定する必要があり、各スクランブリング・コード・グループは、１５個のＳＳＣＨコードの特定のシーケンスにより特定される。本明細書において、６４種類のスクランブリング・コード・グループは、スクランブリング・コード・グループセットを形成する。スクランブリング・コード・グループの形成において、各ＳＳＣＨコード、即ちシンボルは、１６シンボルの文字体系、例えば、１乃至１６から選択される。そのため、例示的なスクランブリング・コード・グループ、例えば、グループ１は、以下の１５個のＳＳＣＨシンボルを含み得る。
［１ １ ２ ８ ９ １０ １５ ８ １０ １６ ２ ７ １５ ７ １６］
一方、別のスクランブリング・コード・グループ、例えば、グループ２は、以下の１５個のＳＳＣＨシンボルを含み得る。
［１ １ ５ １６ ７ ３ １４ １６ ３ １０ ５ １２ １４ １２ １０］
しかしながら、フレーム同期はまだ達成されていないため、１５個のＳＳＣＨコードの特定の受信シーケンスは、それぞれのスクランブリング・コード・グループから位置がずれている場合がある。これに関連して、ユニバーサル移動体通信システム（ＵＭＴＳ）では、循環シフトが一意となるように、スクランブリング・コード・グループを先験的に定義し、即ち、任意のスクランブリング・コード・グループの循環シフトが、他の任意のスクランブリング・コード・グループと等しくならないようにする。そのため、フレーム同期はまだ達成されていないことから、１５個のＳＳＣＨコードの受信シーケンスを、６４種類の可能なスクランブリング・コード・グループ全ての１５種類の可能な循環シフトの全てと比較して、受信スクランブリング・コード・グループを特定し、フレーム・オフセットを決定して、循環シフトからフレーム同期を取得する（循環シフトにはゼロシフトが含まれ、即ち、スクランブリング・コード・グループ・シーケンスに実際のシフトが存在しない場合が含まれることに留意されたい）。これにより、（６４）×（１５）＝９６０種類の可能なシーケンスの比較が生じ、通常は、６４種類の可能なスクランブリング・コード・グループと、各スクランブリング・コード・グループ内の１５種類の可能なシフトとのネスト化ループの形態で、ソフトウェアにおいて実行される。１５個のＳＳＣＨコードの受信シーケンスを６４種類の可能なスクランブリング・コード・グループ全ての１５種類の可能な循環シフトの全てと比較し、受信スクランブリング・コード・グループを特定し、フレーム・オフセットを決定するための例示的な擬似コード実施は、図６に図示している。図６において、パラメータｐｅａｋ＿ｉｄｘ＿ｂｕｆｆ（受信サンプル）とパラメータｃｏｄｅ＿ｇｒｏｕｐｓ（６４種類の可能なスクランブリング・コード・グループ全ての１５個の値の記憶ルックアップ・テーブル）との比較は、（６４）×（１５）×（１５）＝１４４００回実行されることに留意されたい。

ステップ３１５において二次同期チャネル（ＳＳＣＨ）処理が成功して完了すると、セル１５のスクランブリング・コード・グループが特定され、ユーザ装置（ＵＥ）２０は、セルの他の全てのダウンリンク・チャネル（例えば、周波数同期に使用され、特定されたスクランブリング・コード・グループからセルの実際のスクランブリング・コードを決定するためにも使用される共通パイロット・チャネル（ＣＰＩＣＨ）を含む）をデスクランブル可能となり、音声／データ通信を開始できる。

上記から分かるように、１５個の二次同期チャネル（ＳＳＣＨ）コードの受信シーケンスを６４種類の可能なスクランブリング・コード・グループ全ての１５種類の可能な循環シフトの全てと比較する処理の量は、かなり大きい。しかしながら、本発明の態様によれば、処理の量は、一定のスクランブリング・コード・グループおよびシフトにおいて、所定数の一致または不一致に遭遇した時にネスト化ループから抜け出すことで低減できる。こうした代替の実施の例示的なフローチャートは、図７に図示している。この実施に関して、以下のデータがプロセッサ１３５に追従される。
ｔａｒｇｅｔ＿ｓｅｑｕｅｎｃｅ：特定のスクランブリング・コード・グループの特定の循環シフト、即ち、９６０種類の可能なシーケンスの一つ。
ｔｅｎｔａｔｉｖｅ＿ｂｅｓｔ＿ｍａｔｃｈ：受信シーケンスに対して現在の最良一致であるスクランブリング・コード・グループ・シーケンスで、初期状態ではヌル（ｎｕｌｌ）に設定される。
ｂｅｓｔ＿ｍｉｓｍａｔｃｈｅｓ：暫定最良一致と受信シーケンスとの間の不一致数で、初期状態では値１５に設定される。
ｂｅｓｔ＿ｍａｔｃｈｅｓ：暫定最良一致と受信シーケンスとの間の一致数で、初期状態では値０に設定される。
ｍｉｓｍａｔｃｈｅｓ：受信シーケンスとｔａｒｇｅｔ＿ｓｅｑｕｅｎｃｅとの間の現在の不一致数で、初期状態では各比較の開始時に値０に設定される。
ｍａｔｃｈｅｓ：受信シーケンスとｔａｒｇｅｔ＿ｓｅｑｕｅｎｃｅとの間の現在の一致数で、初期状態では各比較の開始時に値０に設定される。
ステップ６０５において、１５個のＳＳＣＨコードのシーケンスが、処理のために受信される。ステップ６１０は、ステップ６１１および６１２を含む比較ループ（以降、ループ６１０）を表す。ステップ６１１において、受信シーケンスのシンボルが、ｔａｒｇｅｔ＿ｓｅｑｕｅｎｃｅ（上記の９６０種類の可能なシーケンスの一つ）の対応するシンボルと比較される。各シンボル位置が処理されるため、それぞれの変数ｍｉｓｍａｔｃｈｅｓおよびｍａｔｃｈｅｓが必要に応答して更新される。例えば、受信シンボルと、ｔａｒｇｅｔ＿ｓｅｑｕｅｎｃｅのそれぞれのシンボルとの特定の比較が一致しなかった場合、ｍｉｓｍａｔｃｈｅｓの値が増分される。同様に、一致した場合、ｍａｔｃｈｅｓの値が増分される。ステップ６１２において、ｍｉｓｍａｔｃｈｅｓの現在の値を、シンボル比較終了毎にｂｅｓｔ＿ｍｉｓｍａｔｃｈｅｓの値と比較する。ｍｉｓｍａｔｃｈｅｓの値がｂｅｓｔ＿ｍｉｓｍａｔｃｈｅｓの値以上である場合、プロセッサ１３５は、ループ６１０を抜け出し、受信シーケンスと次の可能なシーケンス、即ち、新たなｔａｒｇｅｔ＿ｓｅｑｕｅｎｃｅとの比較を開始する。新たな比較が開始されるため、変数ｍａｔｃｈｅｓおよびｍｉｓｍａｔｃｈｅｓは、値０にリセットされる。言い換えると、不一致数が現在の最良一致の不一致数と等しいとき、現在の検索または比較が放棄される。これにより、処理時間が節約される。具体的には、一定の受信シーケンスが以前の最良一致シーケンスと同じ不一致数を有する場合、現在の比較では、より良好な一致は発生せず、即ち、更なる比較により何らかの追加情報がもたらされることはない。

一方、ループから抜け出すことなく、ループ６１０が受信シーケンスとｔａｒｇｅｔ＿ｓｅｑｕｅｎｃｅとの比較を終えた時には、新たな、より良好な一致が発見される。この場合、変数ｔｅｎｔａｔｉｖｅ＿ｂｅｓｔ＿ｍａｔｃｈは、ｔａｒｇｅｔ＿ｓｅｑｕｅｎｃｅの情報により（スクランブリング・コード・グループと循環オフセットとの両方について）更新され、変数ｂｅｓｔ＿ｍｉｓｍａｔｃｈｅｓは、ｍｉｓｍａｔｃｈｅｓの値により更新され、ｂｅｓｔ＿ｍａｔｃｈｅｓの値は、ｍａｔｃｈｅｓの値により更新される。ステップ６１５において、ｂｅｓｔ＿ｍａｔｃｈｅｓの値の比較が、所定の閾値に対して行われる。ｂｅｓｔ＿ｍａｔｃｈｅｓの値が所定の閾値より小さい場合には、ループ６１０において、可能なシーケンスとの比較が上記のように継続する。しかしながら、ｂｅｓｔ＿ｍａｔｃｈｅｓの値が所定の閾値以上である場合、ｔｅｎｔａｔｉｖｅ＿ｂｅｓｔ＿ｍａｔｃｈは、受信スクランブリング・コード・グループとみなされ、関連する循環シフトを使用して、フレーム・オフセットを決定する。所定の閾値は、例えば、完全な一致を表す１５に設定可能であり、或いは、所定の閾値は、より低い値、例えば１０個の一致に設定できる。１５より少ない一致の使用は、完全一致を得られない可能性があることから、低劣な信号対雑音比の条件下で好ましい場合がある。こうした１５より小さいユーザ定義閾値は、誤ったシーケンスが偶然に選択されない状態を、特定の成功の可能性により保証するのに十分な高さとなるように選択するべきである。図７の方法の例示的な擬似コードの実施は、図８に示している。

上記のように、プロセッサ１３５は、後続の二次同期チャネル（ＳＳＣＨ）処理の継続時間を、スロット取得から得られたピーク相関値の関数として、適応的に決定する。上記の実施形態において、プロセッサ１３５は、処理のためのフレーム数Ｎを決定する。しかしながら、本発明の原理により、別の代替方法も可能となる。図９を参照すると、別の例示的な実施形態が図示されている。この例示的な実施形態では、１５個のＳＳＣＨコードのシーケンスを表す蓄積データを、フレーム反復終了毎に調べる。特定の１５個のＳＳＣＨコードのシーケンスを特定するのに十分な一致が存在する場合、プロセッサ１３５によりＳＳＣＨ処理が停止される。そのため、ＳＳＣＨ処理は、一つの受信無線フレームが処理された後であっても停止され得る。具体的には、上述した（図４のステップ３０５により表されるような）スロット同期の取得後、プロセッサ１３５は、ＳＳＣＨ処理を可能にする。図９のステップ４０５において、ＳＳＣＨ要素２１０は、受信無線フレームを、一度に一フレームずつ、上記のように処理する。この処理の結果、各連続フレームが処理されるのに従って、ＳＳＣＨ要素２１０は、ステップ４１０において、１５個のＳＳＣＨコードの受信シーケンスに関する相関値を経時的に蓄積する。ＳＳＣＨ要素２１０は、（下記のように）プロセッサ１３５により停止されるまで、ステップ４０５および４１０において、継続的に各受信フレームを処理し、データを経時的に蓄積する。ステップ４１５において、プロセッサ１３５は、蓄積相関値により表されるＳＳＣＨコード（可能なスクランブリング・コード・グループ）と、スクランブリング・コード・グループセットの６４種類のスクランブリング・コード・グループのそれぞれとの間での一致数を決定する。例えば、ステップ４１０での蓄積相関値が、以下の受信ＳＳＣＨシーケンス（可能なスクランブリング・コード・グループ）、即ち、
［１ １ ２ ８ ９ ５ ５ ５ ５ ５ ５ ５ ５ ５ ５］
を表す場合、スクランブリング・コード・グループ１に関連する五個の一致が存在し、スクランブリング・コード・グループ２に関連する一致は、二個のみ存在する（グループ１およびグループ２は、両方とも以前に例示的に定義したもの）。

図９のフローチャートについて続けると、ステップ４２０において、プロセッサ１３５は、一致の数が所定の閾値を上回るかを判断し、例えば、スクランブリング・コード・グループセットのスクランブリング・コード・グループにおいて、可能な最大の一致である１５個のうち、少なくとも１３個の二次同期チャネル（ＳＳＣＨ）コードが一致したかを判断する。スクランブリング・コード・グループセットのスクランブリング・コード・グループにおいて、所定の閾値を上回る関連一致数を有するものがない場合、プロセッサ１３５は、ステップ４１５においてプロセスを継続し、次の受信フレームがＳＳＣＨ要素２１０により処理された後で更新された際に蓄積相関値を調べる。しかしながら、スクランブリング・コード・グループセットのスクランブリング・コード・グループの一つにおいて、一致数が所定の閾値を上回った場合、ＳＳＣＨ処理は、ステップ４１５において停止され、ステップ４３０において、スクランブリング・コード・グループセットから、そのスクランブリング・コード・グループが、スクランブリング・コード・グループとして選択される。以前と同様に、ステップ４３０においてＳＳＣＨ処理が完了し、セル１５のスクランブリング・コード・グループが特定されると、ユーザ装置（ＵＥ）２０は、セルの他の全てのダウンリンク・チャネル（例えば、周波数同期に使用され、特定されたスクランブリング・コード・グループからセルの実際のスクランブリング・コードを決定するためにも使用される共通パイロット・チャネル（ＣＰＩＣＨ）を含む）をデスクランブル可能となり、音声／データ通信を開始できる。

図９から、多数のスクランブリング・コード・グループが同数の一致を有する場合があり得ることが理解されるはずである。例えば、スクランブリング・コード・グループ５が、
［１ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １０ １１ １２ １３ １４ １５］
であり、スクランブリング・コード・グループ７が、
［１５ １４ １３ １２ １１ １０ ９ ８ ７ ６ ５ ４ ３ ２ １］
であり、ステップ４１０からの蓄積相関値が、以下の受信ＳＳＣＨシーケンス（可能なスクランブリング・コード・グループ）即ち、
［１ ２ ３ ４ ５ ５ ５ ５ ５ ５ ５ ４ ３ ２ １］
を表すと仮定する。例として、ステップ４２０における所定の一致数の閾値が５に設定される場合、スクランブリング・コード・グループセットのスクランブリング・コード・グループ５およびスクランブリング・コード・グループ７の両方で、五個の一致が存在する。この場合、特定のスクランブリング・コード・グループの選択は信頼できない。図１０に図示したフローチャートでは、追加ステップ４３５を追加しており、ここでは、所定の閾値を上回った後、最大の一致により、スクランブリング・コード・グループセットからスクランブリング・コード・グループを選択する。最大の一致を有するスクランブリング・コード・グループが存在しない場合には、ステップ４１５により上述したように、処理を継続する。しかしながら、一つのスクランブリング・コード・グループが最大の一致を有する場合には、ステップ４１５においてＳＳＣＨ処理を停止し、ステップ４３０において、スクランブリング・コード・グループセットから、そのスクランブリング・コード・グループが、スクランブリング・コード・グループとして選択される。

上記のように、本発明の原理によれば、無線受信機（ワイヤレス・レシーバ）は、二次同期チャネル（ＳＳＣＨ）処理の継続時間を適応的に決定し、理想的には、最低限の数の受信フレームが処理されてフレーム同期が達成されるように、処理される受信フレーム数を低減する。初期セル・サーチ・プロセスに関連して説明したが、本発明の概念は、変化するチャネル条件が存在する状態でＳＳＣＨサブチャネル等のダウンリンク・チャネルが処理される、無線動作の任意の部分に応用できる。

上記は、本発明の原理を例示したに過ぎず、従って、本明細書において明示的に説明されていないが、本発明の原理を実施し、主旨および範囲に含まれる多数の代替の仕組みを当業者が考案可能であることは理解される。例えば、分離した機能要素に関連して例示を行ったが、こうした機能要素は、一つ以上の集積回路（ＩＣ）および／または一つ以上のプログラム内蔵制御プロセッサ（例えば、マイクロプロセッサまたはディジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ））において実施してもよい。同様に、ＵＭＴＳに基づくシステムに関連して例示を行ったが、本発明の概念は、変化するチャネル条件が存在する状態で信号を処理する任意の通信システムに応用する。従って、例示の実施形態には無数の変形を施してよく、特許請求の範囲により画定される本発明の主旨および範囲から逸脱することなく他の仕組みを考案し得ることは理解される。

本発明の原理による、例示的な無線通信システムの一部を示す図である。 本発明の原理による、無線受信機の例示的実施形態を示す図である。 本発明の原理による、無線受信機の例示的実施形態を示す図である。 本発明の原理による、例示的なフローチャートを示す図である。 本発明の原理による、例示的なフレームテーブルを示す図である。 本発明の原理による、例示的な擬似コードの実施を示す図である。 本発明の原理による、代替の実施を示す図である。 本発明の原理による、代替の実施を示す図である。 本発明の原理による、他の例示的なフローチャートを示す図である。 本発明の原理による、他の例示的なフローチャートを示す図である。

Claims (14)

1. 無線受信機において使用する方法であって、
   スロット同期を得るために、受信無線信号の第一の同期チャネルを処理するステップと、
   フレーム同期を得るために、前記受信無線信号の第二の同期チャネルを処理するための継続時間を適応的に制御するステップと、
   を備え、
   前記第一の同期チャネルを処理するステップは、
   前記第一の同期チャネルに関連するピーク相関値を生成するステップを含み、
   前記適応的に制御するステップは、
   前記受信無線信号の受信フレーム数を前記ピーク相関値の関数として決定するステップと、
   フレーム同期を得るために、前記決定フレーム数に亘って前記第二の同期チャネルを処理するステップと、
   を含む、前記方法。
2. 前記第一の同期チャネルは、ユニバーサル移動体通信システム（ＵＭＴＳ）の一次同期サブチャネル（ＰＳＣＨ）であり、前記第二の同期チャネルは、二次同期サブチャネル（ＳＳＣＨ）である、請求項１記載の方法。
3. 前記第二の同期チャネルを処理するステップは、
   推定受信シーケンスを、複数のシンボルをそれぞれが含む複数の可能な受信シーケンスのそれぞれと比較するステップと、
   前記複数の可能なシーケンスの一つとの各比較後、前記複数の可能なシーケンスの一つを可能な最良一致として特定するステップと、
   を含み、
   前記比較するステップにおいて、現在の比較での不一致数が前記可能な最良一致に関連する不一致数以上である場合、前記現在の比較を放棄し、新しい比較を開始する、請求項１記載の方法。
4. 前記第一の同期チャネルを処理するステップは、前記第一の同期チャネルに関連する、前記ピーク相関値を含む多数の相関値を生成するステップを含む、請求項１記載の方法。
5. 前記決定するステップは、前記受信無線信号の受信フレーム数を、前記ピーク相関値と、少なくとも一つの他の値との関数として決定する、請求項４に記載の方法。
6. 前記第二の同期チャネルを処理するステップは、
   前記決定フレーム数に亘る受信シーケンスの推定を生成するために、前記受信無線信号を相関されるステップと、
   前記推定受信シーケンスを複数の予想受信シーケンスのそれぞれと比較し、一致数を決定するステップと、
   前記複数の予想受信シーケンスの少なくとも一つとの一致数が所定の閾値を上回った場合、前記第二の同期チャネルを処理するステップから抜け出すステップと、
   を含む、請求項５記載の方法。
7. 前記適応的に制御するステップは、
   Ｍシンボル・シーケンスを備えた可能なスクランブリング・コード・グループを表す蓄積データを形成するために、前記第二の同期チャネルを処理するステップと、
   前記可能なスクランブリング・コード・グループの前記Ｍシンボル・シーケンスと、スクランブリング・コード・グループセットの各スクランブリング・コード・グループとの間での一致数を決定するステップと、
   前記スクランブリング・コード・グループ・セットの少なくとも一つのスクランブリング・コード・グループにおける前記決定一致数が所定値を上回る場合、前記少なくとも一つのスクランブリング・コード・グループを、フレーム同期を得る際に使用される前記スクランブリング・コード・グループとして選択するステップと、
   を含む、請求項１記載の方法。
8. 前記選択するステップは、前記受信無線信号内の受信フレームの更なる処理を停止するステップを含む、請求項７記載の方法。
9. 前記選択するステップは、前記スクランブリング・コード・グループ・セットの二つ以上のスクランブリング・コード・グループが前記決定一致数を上回る場合、最大一致数を有する前記スクランブリング・コード・グループを選択するステップを含む、請求項７記載の方法。
10. ユニバーサル移動体通信システム（ＵＴＭＳ）装置であって、
    フレームのシーケンスを表す無線信号を受信し、その受信サンプルのストリームを生成するフロントエンドと、
    前記受信サンプルに対してフレーム同期を実行する継続時間を適応的に制御するプロセッサと、
    前記受信無線信号の一次同期信号とのスロット同期を取得し、それに関連するピーク相関値を生成するために、前記受信サンプルに対して作用可能な一次同期要素と、
    前記受信無線信号の二次同期信号とのフレーム同期を取得するために、前記受信サンプルに対して作用可能な二次同期要素と、
    を備え、
    前記プロセッサは、フレーム同期を得るために前記二次同期要素が処理するフレーム数を、前記ピーク相関値の関数として決定する、
    前記ユニバーサル移動体通信システム（ＵＭＴＳ）装置。
11. 前記プロセッサは、フレーム同期を得るために前記二次同期要素が処理する前記フレーム数を、前記ピーク相関値と、少なくとも一つの他の相関値との関数として決定する、請求項１０記載のユニバーサル移動体通信システム（ＵＭＴＳ）装置。
12. スロット同期の後で前記受信サンプルに対して作用可能な前記二次同期要素は、Ｍシンボル・シーケンスを備える、可能なスクランブリング・コード・グループを生成し、
    前記プロセッサは、（ａ）前記スクランブリング・コード・グループの前記Ｍシンボル・シーケンスと、スクランブリング・コード・グループセットの各スクランブリング・コード・グループとの間での一致数を決定し、（ｂ）前記スクランブリング・コード・グループセットの少なくとも一つのスクランブリング・コード・グループにおける前記決定一致数が所定値を上回る場合、前記少なくとも一つのスクランブリング・コード・グループを、フレーム同期を得る際に使用される前記スクランブリング・コード・グループとして選択する、請求項１０記載のユニバーサル移動体通信システム（ＵＭＴＳ）装置。
13. 前記プロセッサは、少なくとも一つのスクランブリング・コード・グループでの前記決定一致数が前記所定値を上回る場合、前記受信無線信号内の受信フレームの更なる処理を停止する、請求項１２記載のユニバーサル移動体通信システム（ＵＭＴＳ）装置。
14. 前記スクランブリング・コード・グループ・セットの二つ以上のスクランブリング・コード・グループが前記決定一致数を上回る場合、前記プロセッサは、最大一致数を有する前記スクランブリング・コード・グループを選択する、請求項１２記載のユニバーサル移動体通信システム（ＵＭＴＳ）装置。

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