JP4892694B2 - 周波数走査方法、メモリ、及び、当該方法を実施するための端末 - Google Patents

Description

本発明は、周波数走査方法、メモリ、及び、当該方法を実施するための端末に関する。

周波数走査方法は、ＣＤＭＡ（符号分割多重アクセス）通信システムにおいて使用される。各ＣＤＭＡ通信システムは、所定の周波数空間内で動作する。一般に、周波数空間は、所定の帯域幅Ｗを有している。例えば、ＷＢ−ＣＤＭＡ（広帯域−ＣＤＭＡ）システムでは、帯域幅Ｗのうちの一つが６０ＭＨｚに等しい。周波数空間は、連続していてもしていなくてもよい。異なる世界領域で実施される異なるＣＤＭＡ通信システムは、異なる周波数空間を有している。例えば、ヨーロッパの周波数空間は、アメリカ合衆国における周波数空間と異なる。

移動体通信システムは、一般に複数の基地局を含む。ＣＤＭＡ通信システムにおいて、基地局は、それらの周波数及びスクランブルコードによって区別される。また、隣接する基地局は、多くの場合、異なる搬送周波数を利用する。一つの基地局が一つ以上の搬送周波数を使用する場合もある。

搬送周波数は、「セル周波数」又は「中心搬送周波数」とも称される。実際に、搬送周波数は、基地局の帯域幅の中央である。基地局の帯域幅は、チャンネル間隔Ｗｃに対応している。用語「チャンネル間隔」は、規格３ＧＰＰ（第三世代パートナーシッププロジェクト）文献Ｎｏ．２５．１０１等のＣＤＭＡ規格において規定される。簡単に言うと、チャンネル間隔Ｗｃは、ＣＤＭＡシステムにおいて基地局により使用される拡散コードの帯域幅に等しい。ＷＢ−ＣＤＭＡシステムでは、チャンネル間隔Ｗｃが例えば５ＭＨｚに等しい。

また、ＣＤＭＡ規格は、二つの可能な搬送周波数間の「ラスタチャンネル」と称される最小間隔Ｗｒも規定する。ＷＢ−ＣＤＭＡシステムでは、ラスタチャンネルが２００ｋＨＺに等しい。

定期的に、携帯電話等の移動ユーザ機器は、例えばスイッチオン時又は既に捕捉された基地局の境界の近傍を移動する際に、基地局を捕捉する必要がある。捕捉は、基地局によって使用される一つ以上の搬送周波数を探し当てることによって開始する。その後、任意の特定の基地局と通信するために、スクランブルコード及びその位相が識別されなければならない。ＩＳ−９５（規格「ＴＩＡ／ＥＩＡ−９５−Ｂ Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｔａｔｉｏｎ−Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ Ｓｔａｎｄａｒｄ ｆｏｒ Ｄｕａｌ−Ｍｏｄｅ Ｗｉｄｅｂａｎｄ Ｓｐｒｅａｄ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ Ｃｅｌｌｕｌａｒ Ｓｙｓｔｅｍ」で規定される）及びそれらの子孫に基づくシステムは、共通のスクランブルコードを使用する。基地局は、共通のスクランブルコードにおける固有のオフセットによって区別される。ＷＢ−ＣＤＭＡ（３ＧＰＰ協会によって規定される）等のシステムは、固有のスクランブルコードを用いて基地局を区別する。

所与の聴取周波数で基地局を捕捉するために、様々な周波数走査方法が当該分野で公知である。捕捉時間は、基地局の搬送周波数を探し当てるために必要な時間及び基地局のスクランブルコードを検索して捕捉するのに要する時間の関数である。

移動端末においては、可能な限り迅速に基地局のスクランブルコードを捕捉することが望ましい。

アマーガら（Ａｍａｒｇａ ｅｔ ａｌ．）の名義の米国特許出願公開公報第ＵＳ２００３／０２３１６０５号（特許文献１）は、基地局の搬送周波数を探し当てるための周波数走査方法を開示している。この既存の方法は、聴取周波数で受信される無線信号中の同期コードを識別することにより聴取周波数が基地局の搬送周波数であるかどかを決定するためのセル検出ステップを有している。

セル検出ステップは、２００ｋＨｚだけ間隔が離間している聴取周波数に関して行われる。いくつかの実施の形態では、搬送周波数が検出されると、本方法は、検出された反応周波数に対応する基地局帯域幅内の周波数をスキップする。しかしながら、基地局帯域幅内の周波数をスキップする場合であっても、その後、２００ｋＨｚの分解能をもって更なる周波数が走査される。

チャンネルラスタ、即ち、２００ｋＨｚに等しい分解能を有する想定し得る搬送周波数の走査は、長いプロセスであり、従って、基地局の捕捉を高速にするために可能な限り最小限に抑制されなければならない。

米国特許出願公開公報第ＵＳ２００３／０２３１６０５号（特許文献１）は、２００ｋＨｚの分解能をもって帯域幅Ｗを走査するための時間を最小限に抑制する他の方法を開示している。
米国特許出願公開公報第ＵＳ２００３／０２３１６０５号

従って、本発明の目的は、基地局の搬送周波数を探し当てるための、より高速な周波数走査方法を提供することである。

本発明は、セル検出ステップが、最初の搬送周波数を探し当てた後、最初の搬送周波数からチャンネル間隔の整数倍だけ間隔が離間している聴取周波数に関してのみ行われ、このチャンネル間隔は、ＣＤＭＡ通信システムにおいて基地局により使用される拡散コードの周波数帯域幅に等しい、周波数走査方法を提供する。

従って、米国特許出願公開公報第ＵＳ２００３／０２３１６０５号（特許文献１）の周波数走査方法とは異なり、最初の搬送周波数が探し当てられると、周波数走査がチャンネル間隔に等しいステップでのみインクリメントされる。そのため、最初の搬送周波数の検出後、チャンネルラスタに等しい走査分解能はもはや使用されない。その結果、ＣＤＭＡ通信システムによって使用される周波数空間全体を走査するために必要なステップの数が低減され、上記方法は、米国特許出願公開公報第ＵＳ２００３／０２３１６０５号（特許文献１）の方法よりも高速になる。

上記周波数走査方法の実施の形態は、以下の特徴のうちの一つ又は複数を含み得る。
−上記セル検出ステップは、周波数範囲［Ｆ_ｍｉｎ；Ｆ_ｍｉｎ＋Ｗｃ／２］及び／又は周波数範囲［Ｆ_ｍａｘ−Ｗｃ／２；Ｆ_ｍａｘ］内では行われず、ここで、
−Ｆ_ｍｉｎは、ＣＤＭＡ通信システムに対して割り当てられる周波数空間の最低周波数であり、
−Ｆ_ｍａｘは、上記周波数空間の最高周波数であり、
−Ｗｃは、チャンネル間隔である。
−移動端末のスイッチオフ時に、少なくともこれまでに使用された搬送周波数が不揮発性メモリに記憶され、移動端末のスイッチオン時に、上記セル検出ステップは、最初に、記憶された周波数に等しい聴取周波数又は記憶された周波数からチャンネル間隔の整数倍だけ間隔が離間している聴取周波数に関して行われる。

上記周波数走査方法の上記実施の形態は、以下の利点を与える。
−周波数範囲［Ｆ_ｍｉｎ；Ｆ_ｍｉｎ＋Ｗｃ／２］及び［Ｆ_ｍａｘ−Ｗｃ／２；Ｆ_ｍａｘ］をスキップするため、時間が節約されるとともに、周波数走査方法が高速となる。
−移動端末のスイッチオフ及びスイッチオンが同じＣＤＭＡ通信システムで起こる可能性があるため、移動端末のスイッチオフ前に使用された搬送周波数に関する情報を使用すると、時間が節約される。

本発明はまた、無線ＣＤＭＡ通信システムにおいて基地局の搬送周波数を探し当てるために周波数走査を行うように設計されている端末であって、聴取周波数で受信される無線信号中の同期コードを識別することにより聴取周波数が基地局の搬送周波数であるかどうかを決定するためのセル検出ステップを行うことができ、最初に探し当てられる搬送周波数が探し当てられると、最初に探し当てられた搬送周波数からチャンネル間隔の整数倍だけ間隔が離間している聴取周波数に関してのみ前記セル検出ステップを行うように設計されており、前記チャンネル間隔は、ＣＤＭＡ通信システムにおいて基地局により使用される拡散コードの周波数帯域幅に等しい、端末にも関する。

上記端末の実施の形態は、以下の特徴のうちの一つ又は複数を含み得る。
−周波数範囲［Ｆ_ｍｉｎ＋Ｗｃ／２；Ｆ_ｍａｘ−Ｗｃ／２］内でのみセル検出ステップを行うように設計されており、ここで、
−Ｆ_ｍｉｎは、ＣＤＭＡ通信システムに対して割り当てられる周波数空間の最低周波数であり、
−Ｆ_ｍａｘは、上記周波数空間の最高周波数であり、
−Ｗｃは、チャンネル間隔である。
−端末のスイッチオフ時に、これまでに使用された搬送周波数を不揮発性メモリに記憶することができ、
−端末のスイッチオン時に、最初に、記憶された周波数に等しい聴取周波数又は記憶された周波数からチャンネル間隔の整数倍だけ間隔が離間している聴取周波数に関して上記セル検出ステップを行うことができる。

本発明はまた、上記周波数走査方法の実行のための命令が電子計算器によって実行されるときに、上記命令を有するメモリにも関する。

本発明のこれらの態様及び他の態様は、以下の説明、図面、特許請求の範囲から明確に理解できるであろう。

図１は、無線ＷＢ−ＣＤＭＡ通信システム２の一部を示している。例えば、システム２は、ＵＭＴＳ（ユニバーサル・モバイル・テレコミュニケーション・システム）規格に準拠している。

図１は、本発明を理解するために必要な詳細だけを示している。

以下の説明では、当業者に公知の機能及び構造については詳細には説明しない。

システム２は、多くの基地局と移動端末とを有している。簡単にするため、一つの基地局４及び一つの移動端末６だけが示されている。

基地局４と端末６とは、無線信号８を介して通信する。

端末６の実施の形態は、例えば米国特許出願公開公報第ＵＳ２００３／０２３１６０５号（特許文献１）の図２に開示されたものと同様である。端末６は、例えば携帯電話である。

簡単に言うと、端末６は、無線信号８を受信するためのアンテナ１０を有している。アンテナ１０は、無線信号８をベースバンド信号へダウンコンバートする調整可能な無線周波数ダウンコンバータ１２に接続されている。

端末６は、コンバータ１２によって生成されたベースバンド信号中のスクランブルコード及び／又はオフセットを検出するためのサーチャ１６を有している。

復調器２０は、コンバータ１２からサンプルを受け取って、復調データを生成する。

サーチャ１６及び復調器２０は、ベースバンドプロセッサ１８内に設けられている。

プロセッサ１８は、図２の周波数走査方法を実施するように設計されている。例えば、プロセッサ１８は、メモリ２２内に記録された命令を実行できるプログラム可能電子計算機を含む。この目的のため、メモリ２２は、図２の方法を実行するための命令を記録する。

また、プロセッサ１８は、これまでに探し当てられた搬送周波数のリスト２８とＣＤＭＡシステム周波数空間のリスト３０とを記憶する不揮発性メモリ２４に接続されている。

リスト２８は、基地局４と通信するために必要なこれまでに使用された搬送周波数を少なくとも含む。また、リスト２８は、隣接する基地局の検出された搬送周波数を含んでいてもよい。

リスト３０は、端末６が動作可能な各ＣＤＭＡシステムの周波数空間帯域幅Ｗの定義を含む。例えば、リスト３０は、連続する各周波数空間ごとに、周波数空間の最低周波数Ｆ_ｍｉｎと最高周波数Ｆ_ｍａｘとを記憶する。周波数範囲［Ｆ_ｍｉｎ；Ｆ_ｍａｘ］の幅は、連続する周波数空間における帯域幅Ｗに等しい。帯域幅Ｗは、例えば６０ＭＨｚに等しい。

プロセッサ１８によって使用される他の変数は、メモリ２４に記憶することができる。

プロセッサ１８は、コンバータ１２によって生成された周波数を調整することができるチューナ３４を制御する。

ここで、図２を参照して、基地局４のスクランブルコードを捕捉するための端末６の動作について説明する。

ステップ４０において、端末６のスイッチをオフにすると、これまでに探し当てられた搬送周波数のリスト２８がメモリ２４内に記憶される。

その後、端末６のスイッチをオンにすると、第１の走査段階４２が実行される。

段階（フェーズ：ｐｈａｓｅ）４２の始めに、ステップ４４において、プロセッサ１８は、周波数の第１のグループを聴取するために一つの周波数を選択する。第１のグループは、リスト２８内に記憶されたこれまでに使用された搬送周波数と、記憶されたこれまでに使用された搬送周波数からＷｃの整数倍だけ間隔が離間している周波数とを含む。Ｗｃは、ＷＢ−ＣＤＭＡシステムに関連する規格によって定義されるチャンネル間隔である。

その後、ステップ４６において、チューナ３４は、ステップ４４で選択された周波数を聴取するためにコンバータ１２を調整する。

その後、ステップ４８において、端末６は、聴取周波数が搬送周波数であるかどうかを検出する。

より正確には、ステップ４８では、演算５０中に、コンバータ１２が、聴取周波数で受信される無線信号８をベースバンド信号へ変換する。その後、演算５２において、サーチャ１６は、ベースバンド信号を一次同期コードと関連付ける。一次同期コードは、ＵＭＴＳ規格のようなＣＤＭＡシステムに関連する規格で規定される。より正確には、これはＵＭＴＳ規格では、Ｐ−ＳＣＨ（一次同期チャンネル）検出として知られている。

演算５４では、例えば、端末６を基地局４と同期させるために、演算５２で計算された相関関係における最大ピークが使用される。

その後、演算５６では、ベースバンド信号が二次同期コードと関連付けられる。これはＵＭＴＳ規格では、Ｓ−ＳＣＨ（二次同期チャンネル）検出として知られている。

演算５８では、一次スクランブルコードが検出される。一次スクランブルコード（Ｐ−ＣＰＩＣＨ）は、ＵＭＴＳ規格で規定される。

ステップ６０において、一次スクランブルコードが演算５８で正しく検出された場合、このことは、聴取周波数が基地局の搬送周波数であることを意味している。従って、ステップ６２において、聴取周波数がリスト２８に記憶される。

これに対し、一次スクランブルコードが検出されなかった場合、方法は、ステップ６２を実行することなく、ステップ６０から直接にステップ６４へと移行する。ステップ６４において、プロセッサ１８は、未だ聴取したことがない周波数が第１のグループ内に存在するかどうかをチェックする。存在する場合には、方法は、ステップ４４に戻る。存在しない場合には、方法は、ステップ６６へ移行する。

ステップ６６において、プロセッサ１８は、リスト２８が空であるかどうかをチェックする。空でない場合には、少なくとも一つの搬送周波数が探し当てられており、方法は、ステップ６８で終了する。

空である場合、このことは、端末６が第１のＣＤＭＡ通信システムに対応する世界領域でオフに切り換えられ且つ第１のシステムの周波数空間とは異なる周波数空間を使用した第２のＣＤＭＡ通信システムに対応する他の世界領域でオンに切り換えられた可能性があることを意味する。

この状況において、端末６は、ステップ６６から、第２の走査段階７０へ移行する。

段階７０の始めに、ステップ７２では、聴取されるべき周波数Ｆが選択され、可変ステップがＷｒ、即ち、ラスタチャンネルに設定される。聴取されるべき周波数Ｆは、以下の関係に従って選択される。
Ｆ＝Ｆ_ｍｉｎ＋Ｗｃ／２ （１）
ここで、
−Ｆは、聴取されるべき周波数であり、
−Ｆ_ｍｉｎは、リスト３０で定義される周波数空間のうちの一つの最低周波数であり、
−Ｗｃは、チャンネル間隔である。

ステップ７２において、選択される周波数空間の定義は、端末６のスイッチをオフする前に使用された定義とは異なる。

その後、ステップ７４において、コンバータ１２は、ステップ７２で選択された聴取周波数Ｆに調整される。

その後、ステップ７６において、セル検出ステップが行われる。例えば、ステップ７６は、ステップ４８と同一である。

ステップ７６の最後に、ステップ７８において、一次スクランブルコードがステップ７６中に正しく検出されたかどうかがチェックされる。検出された場合には、ステップ８０において、これまでに聴取された周波数がリスト２８に記憶され、また、ステップ８２において、可変ステップが５ＭＨｚ、即ち、チャンネル間隔に設定される。

ステップ８２の最後に、又は、一次スクランブルコードが正しく検出されなかった場合には、聴取されるべき周波数が、ステップ８４における可変ステップの値だけインクリメントされる。

ステップ８６では、聴取されるべきインクリメントされた周波数が以下の条件を満たしているかどうかがチェックされる。
Ｆ≦Ｆ_ｍａｘ−Ｗｃ／２ （２）
ここで、
−Ｆ_ｍａｘは、選択された周波数空間の最高周波数であり、
−Ｗｃは、チャンネル間隔である。

関係（２）が満たされる場合には、方法は、ステップ７４へ戻る。

満たされない場合には、第２の走査段階７０が終了する。

その後、スイテップ８８において、リスト２８が未だ空であるかどうかが検査される。空でない場合には、方法は、ステップ９０で終了する。

空である場合には、方法は、第３の走査段階９２へ移行する。段階９２の間に、端末６がオフに切り換えられたシステムの周波数空間が、段階７０と同様に走査される。従って、段階９２は、ステップ７２の間に、選択された周波数空間が、端末６がオフに切り換えられた場所に対応する周波数空間である点を除き、段階７０に関して規定されたステップと同様のステップを含む。

多くの更なる実施の形態が可能である。例えば、図２の方法は、不連続な周波数空間に適合されてもよい。このことは、周波数空間が少なくとも二つの隣り合わないサブ空間Ｗ_１、Ｗ_２から形成されることを意味する。サブ空間Ｗ_１、Ｗ_２の周波数の定義は、例えばリスト３０に記憶される。

第１の搬送周波数を探し当てるために、多くの他の方法を使用することができる。例えば、この目的のために米国特許出願公開公報第ＵＳ２００３／０２３１６０５号（特許文献１）に開示された方法を使用することができる。

また、最高周波数Ｆ_ｍａｘから最低周波数Ｆ_ｍｉｎまで周波数空間を走査することもできる。

無線ＣＤＭＡ通信システムの一部の構造の概略図である。 図１のシステムの基地局の搬送周波数を探し当てるための周波数走査方法のフローチャートである。

Claims (7)

1. ＣＤＭＡ（符号分割多重アクセス）通信システムにおいて基地局の搬送周波数を探し当てるための周波数走査方法であって、
   チャンネル間隔の整数倍だけ離隔された周波数を持つ第１グループの周波数の聴取周波数が基地局の搬送波周波数であるか否かを、前記聴取周波数で受信された無線信号内の同期コードを識別することにより決定する第１の検出セルを有し、前記チャンネル間隔はＣＤＭＡ通信システムにおける基地局により利用される拡散コードの周波数帯域幅に等しい第１のスキャニング段階と、
   前記チャンネル間隔の整数倍だけ離隔された周波数を持つ第２グループの周波数の聴取周波数が基地局の搬送波周波数であるか否かを、前記聴取周波数で受信される無線信号中の同期コードを識別することにより決定するためのセル検出ステップを有し、前記チャンネル間隔はラスターチャンネル幅に等しい第２のスキャニング段階と、含み、
   前記セル検出ステップは、前記第２のスキャニング段階の間に、最初の搬送周波数を探し当てた後、前記最初の搬送周波数からチャンネル間隔の整数倍だけ間隔が離間している聴取周波数に関してのみ行われ、このチャンネル間隔は、ＣＤＭＡ通信システムにおいて基地局により使用される拡散コードの周波数帯域幅に等しい、ことを特徴とする周波数走査方法。
2. 前記セル検出ステップは、周波数範囲［Ｆｍｉｎ；Ｆｍｉｎ＋Ｗｃ／２］及び／又は周波数範囲［Ｆｍａｘ−Ｗｃ／２；Ｆｍａｘ］内では行われず、ここで、 −Ｆｍｉｎは、ＣＤＭＡ通信システムに対して割り当てられる周波数空間の最低周波数であり、
   −Ｆｍａｘは、前記周波数空間の最高周波数であり、
   −Ｗｃは、チャンネル間隔である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 移動端末のスイッチオフ時に、少なくともこれまでに使用された搬送周波数が不揮発性メモリに記憶され、移動端末のスイッチオン時に、前記セル検出ステップは、最初に、記憶された周波数に等しい聴取周波数又は記憶された周波数からチャンネル間隔の整数倍だけ間隔が離間している聴取周波数に関して行われることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の周波数走査方法の実行のための命令が電子計算器によって実行されるときに、前記命令を含むことを特徴とするメモリ。
5. 無線ＣＤＭＡ通信システムにおいて基地局の搬送周波数を探し当てるために周波数走査を行うように設計されている端末であって、
   チャンネル間隔の整数倍だけ離隔された周波数を持つ第１グループの周波数の聴取周波数が基地局の搬送波周波数であるか否かを、前記聴取周波数で受信された無線信号内の同期コードを識別することにより決定する第１の検出セルを有し、前記チャンネル間隔はＣＤＭＡ通信システムにおける基地局により利用される拡散コードの周波数帯域幅に等しい第１のスキャニング段階と、
   前記チャンネル間隔の整数倍だけ離隔された周波数を持つ第２グループの周波数の聴取周波数が基地局の搬送波周波数であるか否かを、聴取周波数で受信される無線信号中の同期コードを識別することにより聴取周波数が基地局の搬送周波数であるかどうかを決定するためのセル検出ステップを有し、前記チャンネル間隔はラスターチャンネル幅に等しい第２のスキャニング段階と、を行うことができ、最初に探し当てられる搬送周波数が探し当てられると、最初に探し当てられた搬送周波数からチャンネル間隔の整数倍だけ間隔が離間している聴取周波数に関してのみ、前記第２のスキャニング段階の前記セル検出ステップを行うように設計されており、前記チャンネル間隔は、ＣＤＭＡ通信システムにおいて基地局により使用される拡散コードの周波数帯域幅に等しい、ことを特徴とする端末。
6. 周波数範囲［Ｆｍｉｎ＋Ｗｃ／２；Ｆｍａｘ−Ｗｃ／２］内でのみ前記セル検出ステップを行うように設計されており、ここで、
   −Ｆｍｉｎは、ＣＤＭＡ通信システムに対して割り当てられる周波数空間の最低周波数であり、
   −Ｆｍａｘは、前記周波数空間の最高周波数であり、
   −Ｗｃは、チャンネル間隔である、
   ことを特徴とする請求項５に記載の端末。
7. −端末のスイッチオフ時に、これまでに使用された搬送周波数を不揮発性メモリに記憶することができ、
   −端末のスイッチオン時に、最初に、記憶された周波数に等しい聴取周波数又は記憶された周波数からチャンネル間隔の整数倍だけ間隔が離間している聴取周波数に関して前記セル検出ステップを行うことができる、
   ことを特徴とする請求項５又は６に記載の端末。

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