JP4771648B2

JP4771648B2 - 携帯電話機

Info

Publication number: JP4771648B2
Application number: JP2003052483A
Authority: JP
Inventors: 昌英赤尾; 道行山岡; 昌佳益田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2003-02-28
Filing date: 2003-02-28
Publication date: 2011-09-14
Anticipated expiration: 2021-09-28
Also published as: JP2003244742A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＤＭＡ方式携帯電話システムのハンドオフに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤＭＡ方式の携帯電話機は、セル間の移動に伴って、通信中の基地局から他の基地局へと通信チャネルを切替えるハンドオフを実行する。ハンドオフには、通信中の基地局（旧基地局ともいう）との通信を終了する前に、同一周波数上で他の基地局（新基地局）との通信を開始するソフトハンドオフと、旧基地局との通信の切断後に異なる基地局グループ、異なる周波数割り当て又は異なるフレームオフセットの基地局との通信を開始するハードハンドオフとがある。
【０００３】
ソフトハンドオフは、携帯電話機が監視している周辺基地局のパイロット強度に基づいて実行される。ここでパイロット強度とは、各基地局が互いに拡散タイミングをずらして出力している、各基地局に共通のパイロット信号の電波強度のことである。このパイロット強度の測定によって、携帯電話機は各周辺基地局の拡散タイミング、すなわち同期タイミングを特定することができるので、基地局からソフトハンドオフの指示があると、すぐに指定された基地局に同期することができる。
【０００４】
一方、ハードハンドオフは、基地局グループ、周波数割当て又はフレームオフセットが異なる基地局間のハンドオフであるため、ハードウェア構成上の理由から、携帯電話機はハンドオフ前に新基地局のパイロット強度を測定することができない。よって携帯電話機は、基地局からのハードハンドオフの指示を受け付けてから新基地局のパイロット強度を測定し、この測定結果を基に新基地局の同期タイミングを特定する。新基地局のパイロット強度測定の際、携帯電話機は、旧基地局の同期タイミングに基づいて新基地局の同期タイミングを推定し、推定した同期タイミングに合わせてサーチ窓を設定し、サーチ窓が示す期間にパイロット強度を測定する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このようにハードハンドオフでは、上述のように旧基地局の同期タイミングを基準にサーチ窓を設定するので、新基地局からの電波が反射等により大幅に遅延した場合、新基地局のパイロット信号のピーク位置がサーチ窓の枠から外れ、新基地局の同期タイミングを捕捉することができず、ハンドオフに失敗して通信が途絶えることがある。
【０００６】
よって本発明は、ＣＤＭＡ方式携帯電話システムのハンドオフの成功率を向上させた携帯電話機を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため、本発明の携帯電話機は、ソフトハンドオフ指示及びハードハンドオフ指示に対応して移行先の基地局を探索する携帯電話機であって、基地局からソフトハンドオフ指示又はサーチ窓の幅の指定を含み得るハードハンドオフ指示を受け付ける受け付け手段と、ソフトハンドオフ指示を受け付けたとき、所定の幅のサーチ窓を用いて他の基地局からのパイロット信号を探索し、ハードハンドオフ指示を受け付けたとき、当該指示に含まれるサーチ窓の幅あるいはソフトハンドオフ指示に対して用いる前記所定のサーチ窓の幅より広い幅のサーチ窓を用いて他の基地局からのパイロット信号を探索する探索手段と、を備える。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本実施の形態における携帯電話機の構成を示すブロック図である。
同図において携帯電話機１００は、アンテナ１０、無線部２０、変復調部３０、音声処理部４０、マイク５０、スピーカ６０、サーチ部７０及び制御部８０から構成される。
【０００９】
無線部２０は、基地局−アンテナ１０間の無線区間と変復調部３０との間の周波数変換を行うもので、制御部８０の指示によりトラフィックチャネルの周波数割当てに応じた周波数変換を行うことができる。
変復調部３０は、主に、狭帯域変調及び拡散変調を行う変調部と逆拡散及び復調を行う復調部とを備え、データの変復調を行う。
【００１０】
音声処理部４０は、マイク５０及びスピーカ６０を介して入出力される音声のＣＯＤＥＣ処理を行う。
サーチ部７０は、マッチドフィルタ７１及びパイロット強度測定部７２等を備え、通信中における近隣の基地局やハードハンドオフ時の新基地局のパイロットサーチを行う。
【００１１】
パイロットサーチとは、サーチ窓を設定し、このサーチ窓内で、利用可能なパイロットチャネルのマルチパスコンポーネント（すなわち、対応する下りトラヒックチャネルを復調するために携帯電話機１００が使用できるマルチパスコンポーネント）をサーチする操作をいう。サーチ窓のサイズは基地局からの指示に基づく。パイロットチャネルは、各基地局が連続して送信する信号で、このパイロットチャネルにより携帯電話機は下りＣＤＭＡチャネルのタイミングを捕捉できる。異なる基地局同士は、異なるパイロットＰＮ系列オフセットにより識別される。つまり、各基地局は、周期が２の１５乗のＰＮ系列により、５１２種類の異なるタイミングでパイロットチャネルを拡散するので、携帯電話機はタイミングを特定することにより基地局を特定することができる。
【００１２】
携帯電話機１００は、近隣の基地局のパイロットサーチによって、現行のＣＤＭＡ周波数割り当て上でパイロットチャネルをサーチし、他の基地局のパイロットチャネルの存在を検出し、その強度を測定する。携帯電話機１００は、十分な強度を有する他の基地局のパイロットチャネルを検出した場合、通信中の基地局にパイロット強度測定メッセージを送信し、基地局はそれに応えてハンドオフの実行を指示する。
【００１３】
また携帯電話機１００は、ハードハンドオフ時の新基地局のパイロットサーチにより、新基地局の同期捕捉を行う。同期捕捉とは、受信側での拡散符号の発生タイミングを受信信号の拡散符号に合わせる操作をいう。
マッチドフィルタ７１は、窓制御部８３からのサーチ窓の期間を示す信号が入力されている間、受信信号とＰＮ系列との畳み込み積分によって相関検出を行う。
【００１４】
パイロット強度測定部７２は、マッチドフィルタ７１の相関検出の結果に基づいて、チップ当たりの受信パイロットエネルギーＥｃと各コンポーネントの総受信スペクトル密度（雑音とシグナル）Ｉｏとの比を加え合わせることにより、パイロットチャネルのパイロット強度を測定する。さらにパイロット強度測定部７２は、強度の測定によってピーク位置を特定し、パイロットチャネルのタイミングを検出する。
【００１５】
制御部８０は、図示しないＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭ等から構成され、ＣＰＵがＲＯＭに記録された各種プログラムを実行することにより携帯電話機１００の各種制御を行う。
機能的には、制御部８０は、ハンドオフ処理部８１、周波数設定部８２、窓制御部８３、サーチ窓メモリ８４及びサーチ窓テーブル８５から構成される。
【００１６】
ハンドオフ処理部８１は、基地局からハンドオフ指示メッセージを受け付けると、各構成要素を制御してハンドオフを遂行する。より詳しくは、ハンドオフ処理部８１は、まず、ハンドオフ指示メッセージを解析することにより、ハンドオフ種別、周波数割当て、パイロットＰＮ系列オフセットインデックス、サーチ窓サイズ情報等を特定する。ここでハンドオフ種別は、ソフトハンドオフとハードハンドオフとがある。周波数割当ては、新基地局のチャネルに割り当てられた周波数を示し、ハンドオフ種別がソフトハンドオフの場合は省略される。パイロットＰＮ系列オフセットインデックスは、新基地局についての、０オフセットパイロット系列に比例する１パイロット当たり６４ＰＮチップ単位のＰＮオフセットを示す。サーチ窓サイズは、パイロットサーチに用いるサーチ窓サイズを示し、場合によっては省略される。
【００１７】
次に、ハンドオフ処理部８１は、特定した周波数割当ての周波数に同調して周波数変換を行うよう無線部２０を制御する。
またハンドオフ処理部８１は、サーチ窓サイズ情報を用いてサーチ窓テーブル８５から対応するサーチ窓サイズを読み出し、サーチ窓メモリ８４に格納する。
さらにハンドオフ処理部８１は、窓制御部８３にパイロットＰＮ系列オフセットインデックスとハンドオフ種別とを通知する。
【００１８】
周波数設定部８２は、ハンドオフ処理部８１が解析したハンドオフ指示に示されている新基地局の周波数割当てに応じて、無線部２０の周波数切替え制御を行う。
サーチ窓テーブル８５は、図２に示すサーチ窓テーブルを記憶する。同図に示すように、サーチ窓テーブルは、左欄に示すサーチ窓情報と右欄に示す窓サイズパラメータとから構成される。窓サイズパラメータが示す値は、パイロットチャネルをサーチする際に用いるサーチ窓のＰＮチップ数に対応する。
【００１９】
サーチ窓メモリ８４は、ハンドオフ処理部８１によりサーチ窓テーブル８５から読み出されたサーチ窓情報及び窓サイズパラメータを記憶する。
窓制御部８３は、ハンドオフ種別、パイロットＰＮ系列オフセット、サーチ窓メモリ８４に記憶されるサーチ窓情報及び窓サイズパラメータとに基づいて、マッチドフィルタ７１にパイロットサーチの際のサーチ窓のタイミングを通知する。
窓制御部８３は、通信中においては、サーチ窓メモリに示される窓サイズパラメータの幅のサーチ窓の中心を、各近隣基地局のパイロットＰＮ系列オフセットに設定してパイロットサーチを行う。
【００２０】
窓制御部８３は、ハンドオフ種別がハードハンドオフの場合、サーチ窓メモリ８４に記憶されるサーチ窓情報を読み出し、サーチ窓情報の値を１つ増やし、増やした値のサーチ窓情報に対応する窓サイズパラメータをサーチ窓テーブル８５から読み出す。続いて窓制御部８３は、読み出した窓サイズパラメータの幅のサーチ窓の中心を、新基地局のパイロットＰＮ系列オフセットに設定して新基地局のパイロットサーチを行う。
【００２１】
すなわちこの構成により携帯電話機１００は、ハードハンドオフの際には、サーチ窓メモリに記憶されている窓サイズパラメータが示すサーチ窓サイズより広いサイズのサーチ窓で新基地局のパイロットサーチを行う。これによりハードハンドオフ時は、ソフトハンドオフのためのパイロットサーチに用いるサーチ窓サイズ、又は、基地局から指示されたサーチ窓サイズよりも広い窓によりパイロットサーチが行われることになる。
【００２２】
図３（ａ）は、通常のハードハンドオフポイントを示し、図３（ｂ）は、異常なハードハンドオフポイントを示す。
図３（ａ）、（ｂ）において、携帯電話機が基地局Ａから基地局Ｂにハードハンドオフする場合、携帯電話機は、基地局Ａの電波を基準にして、基地局Ｂのパイロットサーチのサーチ窓を設定する。すなわち、サーチ窓のタイミングは、基地局Ａからの電波の遅延時間に基づいて決定される。
【００２３】
図３（ａ）においては、携帯電話機（図中、移動機）は、基地局Ａと基地局Ｂと中間の距離に位置するので、基地局Ａからの電波の遅延時間α１と基地局Ｂからの電波の遅延時間α２の時間差はさほど大きくない。よって、時間差は、ハードハンドオフの際に基地局から指示されたサーチ窓サイズ又は前回のパイロットサーチの際に使用したサーチ窓サイズにより吸収される。
【００２４】
ところが図３（ｂ）のように、携帯電話機が（図中、移動機）基地局Ａに近く、基地局Ｂに遠いところに位置する場合、基地局Ｂからの電波は建造物等の反射が多くなる分、遅延時間が長くなる。このため、基地局Ａからの電波の遅延時間β１と基地局Ｂからの電波の遅延時間β２との時間差は図３（ａ）の場合より大きく、基地局から指示されたサーチ窓サイズ又は前回のパイロットサーチの際にしようしたサーチ窓サイズでは吸収できないことがある。吸収できない場合、携帯電話機は、基地局Ｂのパイロット信号を捉えることができず、その結果、ハードハンドオフに失敗し、通話がドロップすることになる。
【００２５】
ソフトハンドオフでは、ソフトハンドオフに先立って、近隣基地局のパイロットサーチを行い、パイロットチャネルのタイミングを捕らえてからソフトハンドオフを行うのでこのような問題はおこらない。一方、ハードハンドオフでは、ハンドオフ前に移行先のパイロットサーチを行わないため、このような問題が起こりやすい。よって本発明は、ハードハンドオフの場合には、旧基地局と新基地局とからの電波の遅延時間の時間差が大きい場合であっても、サーチ窓を広くすることにより時間差を吸収できるようにし、ハンドオフの失敗を防止する。
【００２６】
図４は、図３（ｂ）の基地局Ａ、Ｂの各チャネルの電波強度とサーチ窓との関係を示す。
同図は左から右の方向に時間の流れを示す。ＰＮ１００は、基地局ＡのパイロットＰＮオフセットインデックス、ＰＮ２００は、基地局ＢのパイロットＰＮオフセットインデックスを示す。携帯電話機１００は、基地局Ａ（周波数割当て２５ｃｈ）との通信中に、基地局Ａの信号の電波強度から電波のピーク位置を検出し、当該検出位置とＰＮ１００の基準時刻とから遅延時間β１を求めて記憶している。基地局Ｂ（周波数割当て５０ｃｈ）へのハードハンドオフ指示があると、窓制御部８３は、ＰＮ１００の基準時刻と遅延時間β１とに基づいて、ＰＮ２００のタイミングとＰＮ２００から遅延時間β１分遅れたタイミングとを推定する。そして窓制御部８３は、ＰＮ２００から遅延時間β１分遅れたタイミングを基準に、基地局より指示されているサーチ窓サイズ（又は前もって記憶しているサーチ窓サイズ）より広いサイズのサーチ窓サイズを開く。基地局Ｂの信号の電波のピーク位置は、ＰＮ２００の位置より遅延時間β２分送れているが、サーチ窓サイズが広いことにより、サーチ窓内でピークが検出される。
【００２７】
図５は、制御部８０を中心とする処理手順を示すフローチャートである。
ハンドオフ処理部８１は、通信中の基地局からハンドオフ指示メッセージを取得すると、ハンドオフ指示メッセージを解析することにより、ハンドオフ種別、新基地局のパイロットＰＮ系列オフセットインデックス、新基地局の周波数割当て、サーチ窓サイズ等を取得し、周波数設定部８２、窓制御部８３等に必要な情報を伝送する（ステップＳ４０１、ステップＳ４０２）。
【００２８】
窓制御部８３は、ハンドオフ指示メッセージのハンドオフ種別がハードハンドオフであるか否かを識別し、ハードハンドオフである場合には、ステップＳ４０４に進み、それ以外の場合にはステップＳ４０５に進む（ステップＳ４０３）。
窓制御部８３は、サーチ窓メモリ８４に記憶されている、又はハンドオフ指示メッセージに含まれているサーチ窓サイズより１つサイズが大きいサーチ窓サイズをサーチ窓テーブル８５から取得する（ステップＳ４０４）。続いて、図４で説明した方法により推定したタイミングで、ステップＳ４０４で取得したサーチ窓サイズのサーチ窓を開くようマッチドフィルタ７１を制御し、マッチドフィルタ７１及びパイロット強度測定部７２にパイロットサーチを行わせる（ステップＳ４０６）。
【００２９】
一方、窓制御部８３は、ハンドオフ種別がハードハンドオフでない場合には、サーチ窓メモリ８４に記憶されている、又はハンドオフ指示メッセージに含まれているサーチ窓サイズを用いて、マッチドフィルタ７１及びパイロット強度測定部７２にパイロットサーチを行わせる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の携帯電話機は、本発明の携帯電話機は、ソフトハンドオフ指示及びハードハンドオフ指示に対応して移行先の基地局を探索する携帯電話機であって、基地局からソフトハンドオフ指示又はサーチ窓の幅の指定を含み得るハードハンドオフ指示を受け付ける受け付け手段と、ハードハンドオフ指示を受け付けたとき、当該指示に含まれるサーチ窓の幅あるいはソフトハンドオフ指示に対して用いるサーチ窓の幅より広い幅のサーチ窓を用いて他の基地局からのパイロット信号を探索する探索手段とを備える。
【００３１】
ソフトハンドオフでは、ソフトハンドオフに先立って、近隣基地局のパイロットサーチを行い、パイロットチャネルのタイミングを捕らえてからソフトハンドオフを行うのでこのような問題はおこらない。一方、ハードハンドオフでは、ハンドオフ前に移行先のパイロットサーチを行わないため、このような問題が起こりやすい。このため本発明は、ハードハンドオフの場合には、旧基地局と新基地局とからの電波の遅延時間の時間差が大きい場合であっても、サーチ窓を広くすることにより時間差を吸収できるようにし、これによりハンドオフの失敗を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態における携帯電話機の構成を示すブロック図である。
【図２】サーチ窓テーブルを示す図である。
【図３】（ａ）は、通常のハードハンドオフポイントを示す。
（ｂ）は、異常なハードハンドオフポイントを示す。
【図４】基地局Ａ、Ｂの各チャネルの電波強度とサーチ窓との関係を示す。
【図５】制御部８０を中心とする処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０アンテナ
２０無線部
３０変復調部
４０音声処理部
５０マイク
６０スピーカ
７０サーチ部
７１マッチドフィルタ
７２パイロット強度測定部
８０制御部
８１ハンドオフ処理部
８２周波数設定部
８３窓制御部
８４サーチ窓メモリ
８５サーチ窓テーブル
１００携帯電話機

Claims

ソフトハンドオフ指示及びハードハンドオフ指示に対応して移行先の基地局を探索する携帯電話機であって、基地局からソフトハンドオフ指示又はサーチ窓の幅の指定を含み得るハードハンドオフ指示を受け付ける受け付け手段と、ソフトハンドオフ指示を受け付けたとき、所定の幅のサーチ窓を用いて他の基地局からのパイロット信号を探索し、ハードハンドオフ指示を受け付けたとき、当該指示に含まれるサーチ窓の幅あるいはソフトハンドオフ指示に対して用いる前記所定のサーチ窓の幅より広い幅のサーチ窓を用いて他の基地局からのパイロット信号を探索する探索手段と、を備えることを特徴とする携帯電話機。