JP5067484B2 - 移動端末局、同期制御方法および同期制御プログラム - Google Patents

Description

この発明は、移動体通信における同期を制御する移動端末局、同期制御方法および同期制御プログラムに関する。同期制御の例として初期同期制御が挙げられる。

近年の移動体通信においては、従来の携帯電話での音声通話主体の通信に代わり、インターネットアクセス、ストリーミング放送、音楽、映像などのリッチコンテンツの配布などが増加し、データ通信用途が拡大している。

このような要求に対応するため、例えばＭｏｂｉｌｅＷｉＭＡＸにおいてはＴＤＤ通信方式が採用されている。

また、移動通信において、移動通信に使用する移動端末局（以下、端末局と呼ぶ）は、無線基地局から受信する受信電力のダイナミックレンジが広いため、受信増幅器の利得を制御する処理を行なって、受信電力の変化に対応する。

利得を制御する処理を自動的に行う機構として、ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ、自動利得制御）が知られている（例えば、特許文献１および２参照）。具体的には、ＡＧＣでは、受信電力が測定され、測定された受信電力に応じてゲインの調整が行われる。

特表２００７−５０１５４７号公報 特開２００３−１２４９０９号公報

ところで、ＴＤＤ通信では、無線フレームは無線基地局から端末局への通信に使用されるダウンリンク通信期間と、端末局から無線基地局への通信に使用されるアップリンク通信期間に時分割される。また、複数の端末局が一つの無線基地局と通信する多元接続が行われる場合、アップリンク通信期間内で複数の端末局が通信を行う（図１３および図１４参照）。

端末局が受信を行うためには、無線基地局が送信する電波の受信電力に対して利得を調整することとなるが、例えば、電源投入時などの初期同期時においては、受信タイミングが受信機で認識されていないので、正しい利得に調整するのが難しく、問題が生ずることがある。

例えば、初期同期を行う自端末局が無線基地局から遠距離にあり、自端末局の近傍に無線基地局と通信中の別の端末局が存在する場合、無線基地局からの受信電力は小さくなるため、受信信号を増幅する際の利得を高くする必要があるが、受信期間、送信期間が不明な場合、無線基地局からの信号を受信しようとしたところ、他端末局が無線基地局に対して送信する信号を大きな電力で受信してしまう場合があり、受信系の故障にもつながりかねない（図１５参照）。

ＭｏｂｉｌｅＷｉＭＡＸで使用される多元接続方式であるＳＯＦＤＭＡの場合には、ＯＦＤＭのサブキャリアをいくつかのグループに分割し、各グループを複数の端末局に割り当てることにより多元接続を実現している。

この場合に、複数の端末局から最大電力で送信された複数のサブキャリアグループが合成されて自端末局で受信されることにより、アップリンク通信がさらに大きな電力で受信されることにもなる。

そこで、この発明は、同期処理を円滑に行えるようにすることを目的とする。また、好ましくは、過大な電力の信号を受信してしまわないようにすることを目的とする。

この装置は、所定のゲイン値である固定ゲイン設定値を設定して同期信号パターンの検出を行う。そして、同期信号パターンの検出が成功した場合には、固定ゲイン設定値を自動利得制御の初期値として自動利得制御を行うように制御し、同期信号パターンの検出が失敗した場合には、固定ゲイン設定値を変更する。

同期処理を円滑に行える。また、好ましくは、過大な電力の信号を受信してしまわないようにすることができる。

図１は、実施例１に係る移動端末局の構成を示すブロック図である。 図２は、ゲイン設定値・同期検出時間保持部が保持するテーブルの一例を示す図である。 図３は、初期同期制御部の構成を示すブロック図である。 図４は、固定ゲイン設定値を変更する処理について説明するための図である。 図５は、実施例１に係る移動端末局の処理動作を示すフローチャートである。 図６は、実施例２に係る移動端末局の構成を示すブロック図である。 図７は、受信電力の分布について説明するための図である。 図８は、ゲイン設定値・同期検出時間保持部が保持するテーブルの一例を示す図である。 図９は、実施例２に係る移動端末局の処理動作を示すフローチャートである。 図１０は、実施例３に係る移動端末局の構成を示すブロック図である。 図１１は、実施例３に係る無線基地局の構成を示すブロック図である。 図１２は、同期制御プログラムを実行するコンピュータを示す図である。 図１３は、従来技術を説明するための図である。 図１４は、従来技術を説明するための図である。 図１５は、従来技術を説明するための図である。

符号の説明

１０、１０Ａ、１０Ｂ 移動端末局
１１ ＲＦ処理部
１２ ＶＧＡ
１３ 保護回路
１４ Ａ／Ｄ変換器
１５ 復調部
１６ データ再生部
１７ 電力測定部
１８ 同期信号検出部
１９ ゲイン設定部
２０、２０Ａ、２０Ｂ ゲイン設定値・同期検出時間保持部
２１、２１Ａ、２１Ｂ 初期同期制御部
２１ａ 固定ゲイン設定値制御部
２１ｂ 同期検出時間制御部
２２ 位置情報検出部
２３ 移動速度検出部
２４ 分布統計処理部
２４Ｂ 分布情報抽出部
３０ 無線端末局
３１ 分布情報生成部
３２ 制御情報生成部
３３ エンコード部
３４ 変調部
３５ ＲＦ処理部

以下に添付図面を参照して、この発明に係る移動端末局、同期制御方法および同期制御プログラムの実施例を詳細に説明する。

以下の実施例では、実施例１に係る移動端末局の構成および処理の流れを順に説明し、最後に実施例１による効果を説明する。なお、以下で説明する構成は、通信方式としてＦＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＣＤＭＡ、ＯＦＤＭＡなどの各方式に適用することができる。また、ＣＤＭＡ方式における拡散・逆拡散、ＯＦＤＭＡ方式におけるＩＦＦＴ・ＦＦＴなどのブロックは装置構成により適宜挿入することができる。

［移動端末局の構成］
次に、図１を用いて、移動端末局１０の構成を説明する。図１は、実施例１に係る移動端末局１０の構成を示すブロック図である。図２は、ゲイン設定値・同期検出時間保持部が保持するテーブルの一例を示す図である。図３は、初期同期制御部２１の構成を示すブロック図である。図４は、固定ゲイン設定値を変更する処理について説明するための図である。

図１に示すように、この移動端末局１０は、ＲＦ処理部１１、ＶＧＡ（variable gain amplifier）１２、保護回路１３、Ａ／Ｄ変換部１４、復調部１５、データ再生部１６、電力測定部１７、同期信号検出部１８、ゲイン設定部１９、ゲイン設定値・同期検出時間保持部２０、初期同期制御部２１を備える。以下にこれらの各部の処理を説明する。

ＲＦ処理部１１は、ローノイズアンプ、周波数変換器、フィルタ、直交復調器などを有し、受信アンテナで受信した信号をアナログベースバンド受信信号に変換し、ＶＧＡ１２に出力する。

ＶＧＡ（可変ゲインアンプ）１２は、後述するゲイン設定部１９によって設定された固定ゲイン設定値に応じて、無線基地局から受信した受信信号を増幅する。具体的には、ＶＧＡ（可変ゲインアンプ）１２は、ＲＦ処理部１１からアナログベースバンド受信信号を受信すると、後述するゲイン設定部１９によって設定された固定ゲイン設定値に応じて、アナログベースバンド受信信号を増幅し、保護回路１３に出力する。

保護回路１３は、後述するＡ／Ｄ変換器１４への入力信号が所定の振幅を越えないように、ＶＧＡ１２から入力されたアナログベースバンド受信信号が所定の規定値を超えた場合には、規定値に収まるようにクリッピングを行って、Ａ／Ｄ変換器１４に出力する。

Ａ／Ｄ変換器１４は、保護回路１３から入力されたアナログベースバンド受信信号をデジタルベースバンド受信信号へ変換し、復調部１５、電力測定部１７および同期確立部１８に出力する。ここで、デジタルベースバンド受信信号は、Ａ／Ｄ変換器１４のビット数によりダイナミックレンジが制限されている。

復調部１５は、Ａ／Ｄ変換器１４から入力されたデジタルベースバンド受信信号に対してダウンリンク通信に対応した復調処理を行って、データ再生部１６に出力する。

データ再生部１６は、復調部１５によって復調されたデジタルベースバンド受信信号に対してダウンリンク通信に対応したデコード処理を行い、デコード処理された受信データを出力する。

電力測定部１７は、Ａ／Ｄ変換器１４から入力されたデジタルベースバンド受信信号の電力を測定し、測定された電力測定値をゲイン設定部１９に出力する。

同期信号検出部１８は、増幅された受信信号から同期信号パターンを検出する。具体的には、同期信号検出部１８は、初期同期制御部２１から同期検出時間内において、Ａ／Ｄ変換器１４によって入力されたデジタルベースバンド受信信号からダウンリンクの同期用信号を検出することにより、タイミング同期、周波数同期を確立する。そして、同期信号検出部１８は、同期信号パターンの検出が成功した場合には、その旨を初期同期制御部２１に通知する。

例えば、同期信号パターンの検出処理の一例として、ＭｏｂｉｌｅＷｉＭＡＸ規格において、無線フレームの先頭シンボルに挿入されるＰｒｅａｍｂｌｅ信号が使用される。同期信号検出部１８は、同期信号パターンの検出として、時間領域における時間相関計算によるＦｒａｍｅシンボルタイミングの検出と、ＦＦＴ処理を実行後の周波数領域におけるサブキャリア毎のＰｒｅａｍｂｌｅパターンのマッチングとを組み合わせて行う。これにより、アップリンク通信時間に非常に大きな電力の受信信号が存在しても、相関演算とパターンマッチングにより、ダウンリンク信号がダイナミックレンジに収まっているゲイン設定の時だけ、同期パターン検出が成功する。

ゲイン設定部１９は、初期同期時における所定のゲイン値である固定ゲイン設定値を設定する。具体的には、ゲイン設定部１９は、初期同期処理開始時には、通常の電力測定値に基づくゲイン設定値ではなく、初期同期制御部２４から通知される固定ゲイン設定値をＶＧＡ１２に設定する。この固定ゲイン設定値は、ゲイン設定値・同期検出時間保持部２２に保持されている固定ゲイン値から後述する初期同期制御部２１によって選択された固定ゲイン値である。例えば、最初に選択される固定ゲイン値として最小のゲイン値が設定される。

また、ゲイン設定部１９は、通常通信時には、電力測定部１７によって測定された電力測定値を基に、Ａ／Ｄ変換器１４の入力レンジに受信レベルが調整されるようにＶＧＡ１２のゲイン設定を行う。

ゲイン設定値・同期検出時間保持部２０は、初期同期時における所定のゲイン値である固定ゲイン設定値と同期検出時間を対応付けて保持する。具体的には、ゲイン設定値・同期検出時間保持部２０は、図２に例示するように、固定ゲイン設定値および同期検出時間を対応付けて記憶するテーブルを保持し、後述する初期同期制御部２１によって固定ゲイン設定値および同期検出時間が読み出される。

また、ゲイン設定値・同期検出時間保持部２０では、例えば所要着信電力範囲を設定回数（図２の例では、「３」回）で等分した値に等しいゲインずつ変更（図２では、Ｓ［ｄＢ］ずつ変更）したものを固定ゲイン設定値として、予め記憶される。

また、ゲイン設定値・同期検出時間保持部２０では、例えば初期同期処理に許される期間を設定回数（図２の例では、「３」回）で等分した時間を同期検出時間として、予め記憶される。ゲイン設定値・同期検出時間保持部２０が保持する同期検出時間は、後述する初期同期制御部２１によって同期信号パターンを検出するまでに掛かった時間と、同期信号パターンが検出される検出確率とに応じて、更新される。

初期同期制御部２１は、初期同期に関する各部の動作を制御し、また固定ゲイン設定値、同期検出情報、位置情報、移動速度情報の入出力を行う。初期同期制御部２１は、特に図３に示すように、固定ゲイン設定値２１ａおよび同期検出時間制御部２１ｂを有する。

固定ゲイン設定値制御部２１ａは、同期信号パターンの検出が成功した場合には、固定ゲイン設定値を自動利得制御（ＡＧＣ）の初期値として自動利得制御を行うように制御する。また、固定ゲイン設定値制御部２１ａは、同期信号パターンの検出が失敗した場合には、固定ゲイン設定値を他の固定ゲイン設定値に変更するように制御する。

具体的には、固定ゲイン設定値２１ａは、初期同期時に固定ゲイン設定値をゲイン設定値・同期検出時間保持部２０から読み出し、読み出された固定ゲイン設定値をゲイン設定部１９に通知する。例えば、固定ゲイン設定値２１ａは、最初に読み出される固定ゲイン値として最小のゲイン値（図２の例では、「Ｇ_０＝０［ｄＢ］）を読み出して、通知する。

そして、固定ゲイン設定値制御部２１ａは、同期検出時間制御部２１ｂに設定された同期検出時間内に同期信号検出部１８から同期信号パターンの検出が成功した旨の通知を受信しなかった場合には、同期信号パターンの検出が失敗したとして、固定ゲイン設定値を変更し、同期検出処理を再実行する。

また、固定ゲイン設定値制御部２１ａは、同期検出時間制御部２１ｂによって設定された同期検出時間内に同期信号検出部１８から同期信号パターンの検出が成功した旨の通知を受信した場合には、同期信号パターンの検出が成功したとして、その固定ゲイン設定値を自動利得制御（ＡＧＣ）の初期値として自動利得制御を行って通信を開始する。

ここで、固定ゲイン設定値を変更する処理について図４を用いて説明する。図４の例では、３回の固定ゲイン設定値により、所要受信電力範囲すべて（図４の例では、受信電力レンジ「Ｘ［ｄＢ］」）を、Ａ／Ｄ変換器１４の同期可能範囲（図４の例では、３Ｓ[ｄＢ]）に含めることができる場合を示している。なお、ここで、同期可能範囲とは、Ａ／Ｄ変換器１４のダイナミックレンジ内の同期が成功すると規定する範囲をいう。

まず、移動端末局１０は、初期ゲインとして最小の固定ゲイン設定値を設定し、同期パターン検出処理を行う。そして、移動端末局１０は、失敗した場合には、固定ゲイン設定値をＳ［ｄＢ］だけ増加させ、同様に同期信号パターン検出を行う。これを繰り返し、同期信号がＡ／Ｄ変換器１４の同期可能範囲に入って同期処理が成功した場合には、成功したときの固定ゲイン設定値を通常のＡＧＣ制御の初期ゲイン値とする。

その後、移動端末局１０は、同期処理が成功した後は、フレームタイミングを認識でき、無線基地局が送信する信号のみを用いて電力測定を行うことができる。なお、初期同期処理全体の期間に設定されたタイムアウト時間を検出した場合には、リトライや上位レイヤへの通知、別周波数への切替などタイムアウト処理を行う。

つまり、電力測定を行わずに基地局が送信した信号の着信電力範囲にＡＧＣ初期ゲインを設定することができ、近傍で通信中の他端末局が存在しても、予め保持された固定ゲイン設定値を用いて初期同期処理を実現できる。

図１の説明に戻ると、同期検出時間制御部２１ｂは、同期信号パターンを検出するまでに掛かった時間と、同期信号パターンが検出される検出確率とに応じて、同期信号を検出する期間である同期検出時間を固定ゲイン設定値ごとに設定する。

具体的には、同期検出時間制御部２１ｂは、初期同期時に、固定ゲイン設定値制御部２１ａによって設定された固定ゲイン設定値に対応する同期検出時間をゲイン設定値・同期検出時間保持部２０から読み出し、タイムアウト値として設定するとともに、同期信号検出部１８に通知する。

そして、同期検出時間制御部２１ｂは、同期信号検出部１８から通知される同期信号パターンの検出が成功した旨の通知から、同期信号パターンを検出するまでに掛かった時間と、同期信号パターンが検出される検出確率とを固定ゲイン設定値ごとに算出する。

同期検出時間制御部２１ｂは、算出された同期信号パターンを検出するまでに掛かった時間と、同期信号パターンが検出される検出確率とに応じて、ゲイン設定値・同期検出時間保持部２０の同期検出時間を更新する。

つまり、この同期に要する時間は、受信電力、ＳＮＲ、Ａ／Ｄコンバータのダイナミックレンジ内で同期検出が成功すると規定する範囲に応じて異なる。例えば、受信電力が高い場合や、ＳＮＲが高い場合には同期に要する時間が短いので、ゲイン設定値・同期検出時間保持部２０の同期検出時間を短くするように更新してもよい。

また、Ａ／Ｄコンバータのダイナミックレンジ内をより広く使用すると、受信信号のレベル変動に対するマージンが少なくなり、信号消失・クリッピングが発生し、これにより同期検出の所要時間が長くなるので、同期検出時間を長くするように更新してもよい。このように、同期検出時間を更新して、同期検出確率を最適化しながら、初期同期検出時間を短縮することができる。

［移動端末局による処理］
次に、図５を用いて、実施例１に係る移動端末局１０による処理を説明する。図５は、実施例１に係る移動端末局１０の処理動作を示すフローチャートである。

同図に示すように、移動端末局１０は、初期同期時における所定のゲイン値である固定ゲイン設定値を設定する（ステップＳ１０１）。そして、移動端末局１０は、設定された固定ゲイン設定値に対応する同期検出時間をゲイン設定値・同期検出時間保持部２０から読み出し、タイムアウト時間として設定する（ステップＳ１０２）。

続いて、移動端末局１０は、Ａ／Ｄ変換器１４から出力された受信信号からダウンリンクの同期用信号を検出する（ステップＳ１０３）。その後、移動端末局１０は、初期同期の期間に設定されたタイムアウト時間を検出したか判定する（ステップＳ１０４）。その結果、移動端末局１０は、タイムアウト時間を検出した場合には（ステップＳ１０４肯定）、別周波数への切替などタイムアウト処理を行った後（ステップＳ１０５）、リトライを実行するか判定する（ステップＳ１０６）。

その結果、移動端末局１０は、リトライを実行する場合には（ステップＳ１０６肯定）、リトライ処理を行い、また、リトライを実行しない場合には（ステップＳ１０６否定）、初期同期処理を終了する。
１０３〜１０６

また、移動端末局１０は、タイムアウト時間を検出していない場合には（ステップＳ１０４否定）、設定された同期検出時間内に同期信号パターンが検出されたか否か判定する（ステップＳ１０７）。その結果、移動端末局１０は、設定された同期検出時間内に同期信号パターンが検出されなかった場合には（ステップＳ１０７否定）、固定ゲイン設定値を変更し（ステップＳ１０８）、同期検出処理を再実行する（ステップＳ１０２〜１０７）。

そして、移動端末局１０は、設定された同期検出時間内に同期信号パターンを検出した場合には（ステップＳ１０７肯定）、固定ゲイン設定値を自動利得制御の初期値として自動利得制御を開始し（ステップＳ１０９）、通信を行う（ステップＳ１１０）。

[実施例１の効果]
上述してきたように、移動端末局１０は、初期同期時における所定のゲイン値である固定ゲイン設定値を設定し、設定された固定ゲイン設定値に応じて、基地局から受信した受信信号を増幅する。そして、移動端末局１０は、増幅された受信信号から同期信号パターンを検出し、同期信号パターンの検出が成功した場合には、固定ゲイン設定値を自動利得制御の初期値として自動利得制御を行うように制御し、同期信号パターンの検出が失敗した場合には、固定ゲイン設定値を変更する。このため、電力測定を行わずに基地局が送信した信号の着信電力範囲にＡＧＣ初期ゲインを設定することができ、近傍で通信中の他端末局が存在しても、予め保持された固定ゲイン設定値を用いて初期同期処理をすることが可能である。

また、実施例１によれば、移動端末局１０は、同期信号パターンを検出するまでに掛かった時間と、同期信号パターンが検出される検出確率とに応じて、同期信号を検出する期間である同期検出時間を固定ゲイン設定値ごとに設定する。そして、移動端末局１０は、設定された同期検出時間内において、同期信号パターンの検出が失敗した場合には、固定ゲイン設定値を変更するように制御する。このため、同期検出時間を更新して、同期検出確率を最適化しながら、初期同期検出時間を短縮することが可能である。

ところで、移動端末局は、自端末局の移動状態に関する情報や自端末局の位置における受信電力の分布に応じて、固定ゲイン設定値および同期検出時間を変更するようにしてもよい。

そこで、以下の実施例２では、自端末局の移動状態に関する情報や自端末局の位置における受信電力の分布に応じて、固定ゲイン設定値および同期検出時間を変更する場合として、図６〜図９を用いて、実施例２における移動端末局１０Ａの構成と処理について説明する。図６は、実施例２に係る移動端末局１０Ａの構成を示すブロック図である。図７は、受信電力の分布について説明するための図である。図８は、ゲイン設定値・同期検出時間保持部が保持するテーブルの一例を示す図である。図９は、実施例２に係る移動端末局１０Ａの処理動作を示すフローチャートである。

図６に示すように、移動端末局１０Ａは、図１に示した移動端末局１０と比較して、位置情報検出部２２、移動速度検出部２３、分布統計処理部２４を新たに備える点が相違する。以下にこれらの各部の処理を説明する。

位置情報検出部２２は、自移動端末局の現在位置を検出する。具体的には、位置情報検出部２２は、自移動端末局の現在位置を定期的に検出して初期同期制御部２１Ａに出力する。現在位置を検出する方法としては、例えばＧＰＳ等のシステムを用いる方法がある。

移動速度検出部２３は、自端末局の移動状態に関する情報を検出する。具体的には、移動速度検出部２３は、自端末局の移動速度を定期的に検出して初期同期制御部２１Ａに出力する。移動速度を検出する方法として、例えば、位置情報の変位を検出する方法、車両搭載時などに移動体の速度センサから情報を取得する方法、受信する信号のドップラー変動を検出する方法などがある。

分布統計処理部２４は、同期信号パターンの検出が成功した場合における固定ゲイン設定値、同期検出時間、自端末局の位置情報を統計処理して受信電力の分布を作成する。

具体的には、分布統計処理部２４は、初期同期処理での同期検出が成功した場合における固定ゲイン値、同期検出時間、位置情報を初期同期制御部２１Ａから取得し、統計処理することにより受信電力の分布を作成し、初期同期制御部２１Ａに通知する。後述する初期同期制御部２１Ａでは、作成された受信電力の分布に応じて、固定ゲイン設定値および同期検出時間をゲイン設定値・同期検出時間保持部２０Ａに記憶させる。

ここで、受信電力の分布について図７を用いて具体的に説明する。図７は、受信電力レンジに対応する受信電力に対するユーザー分布の例を示す。同図に示すように、一般に規定の受信電力内にユーザーは一様に分布せず、確率の高い受信電力範囲と低い受信電力範囲が存在する。

この分布は移動体通信システムにより、セル半径・アンテナ高・送信電力・セル設置環境・時間帯など、様々な要因により異なる。図７において実線の分布は比較的広いセル半径を持つシステムの分布例である。この場合、基地局近傍で非常に高い受信電力となるユーザーの比率が少なくなる。

一方、点線の分布はホットスポットなど比較的狭いセル半径を持つシステムの分布例である。初期同期処理を行う端末局での基地局からの信号の受信電力は、平均してこのセル内の分布と近くなる。後述する初期同期制御部２１Ａでは、初期同期時にこの分布を考慮して設定する固定ゲイン値と、同期パターン検出待ち時間を決定する。

ゲイン設定値・同期検出時間保持部２０Ａは、位置情報とともに、固定ゲイン設定値と同期検出時間とを対応付けて保持する。具体的には、ゲイン設定値・同期検出時間保持部２０Ａは、図８に例示するように、各位置情報（例えば、ａ地点、ｂ地点、ｃ地点）とともに、その位置における受信電力の分布に応じた適切な固定ゲイン設定値および同期検出時間がそれぞれ記憶されている。

初期同期制御部２１Ａは、実施例１における初期同期制御部２１と同様に、固定ゲイン設定値２１ａおよび同期検出時間制御部２１ｂを有する。固定ゲイン設定値２１ａは、作成された受信電力の分布に応じて、固定ゲイン設定値を設定する。具体的には、固定ゲイン設定値２１ａは、分布統計処理部２４から通知された受信電力の分布に応じて、現在の位置情報に対応する固定ゲイン設定値をゲイン設定値・同期検出時間保持部２０Ａに記憶させる。

また、固定ゲイン設定値２１ａは、初期同期時において、位置情報検出部２２から入力された現在の位置情報に対応する固定ゲイン設定値をゲイン設定値・同期検出時間保持部２０から読み出す。そして、固定ゲイン設定値２１ａは、読み出された固定ゲイン設定値をゲイン設定部１９に通知する。例えば、固定ゲイン設定値２１ａは、現在の位置が「ａ地点」である場合には、最初に読み出される固定ゲイン値として、ａ地点に対応するテーブルにおける最小のゲイン値（図８の例では、「Ｇ_０＝０［ｄＢ］）を読み出して、固定ゲイン設定値をゲイン設定部１９に通知する。

そして、固定ゲイン設定値制御部２１ａは、実施例１と同様に、同期検出時間制御部２１ｂに設定された同期検出時間内に同期信号検出部１８から同期信号パターンの検出が成功した旨の通知を受信しなかった場合には、同期信号パターンの検出が失敗したとして、固定ゲイン設定値を変更し、同期検出処理を再実行する。

また、固定ゲイン設定値制御部２１ａは、実施例１と同様に、同期検出時間制御部２１ｂによって設定された同期検出時間内に同期信号検出部１８から同期信号パターンの検出が成功した旨の通知を受信した場合には、同期信号パターンの検出が成功したとして、その固定ゲイン設定値を自動利得制御（ＡＧＣ）の初期値として自動利得制御を行って通信を開始する。

同期検出時間制御部２１ｂは、作成された受信電力の分布および端末移動速度に応じて、同期検出時間を設定する。具体的には、同期検出時間制御部２１ｂは、分布統計処理部２４から通知された受信電力の分布と、移動速度検出部２３から入力された自端末の移動速度とに応じて、現在の位置情報に対応する同期検出時間を決定し、ゲイン設定値・同期検出時間保持部２０Ａに記憶させる。

また、同期検出時間制御部２１ｂは、実施例１と同様に、初期同期時に、固定ゲイン設定値制御部２１ａによって設定された固定ゲイン設定値に対応する同期検出時間をゲイン設定値・同期検出時間保持部２０から読み出し、タイムアウト値として設定するとともに、同期信号検出部１８に通知する。

なお、固定ゲイン設定値および同期検出時間は、移動速度・端末位置情報や、過去の同じ位置での初期同期処理の有無により異なる。例えば、端末の移動速度が静止に近い場合には、短い時間で広いダイナミックレンジの同期確立が可能となるため、固定ゲイン設定値の変化ステップを大きくしたり、同期検出時間を短く設定することができ、所要受信電力範囲全域の処理を短くすることができる。一方、高速移動しているには場合、同期信号が確実に行われるような固定ゲイン設定値と同期検出時間を設定してもよい。

また、平均的な同期確立に要する時間を短くすることに重点を置き、例えば同期確立が８０％となる同期検出時間で処理を打ち切り、次の固定ゲイン設定値に変更を行うような最適化も可能である。

次に、実施例２にかかる移動端末局１０Ａの処理について説明する。実施例２の移動端末局１０Ａの処理は、図５に示した実施例１にかかる移動端末局１０の処理と比較して、自端末局の移動状態および位置情報の検出を新たに行う点が相違する。

すなわち、図９に示すように、移動端末局１０Ａは、自端末局の移動状態および位置情報を検出し（ステップＳ２０１）、検出された位置情報に対応する受信電力の分布に応じて、固定ゲイン設定値を設定する（ステップＳ２０２）。

そして、移動端末局１０Ａは、検出された移動状態と、検出された位置情報に対応する受信電力の分布とに応じて、同期検出時間を設定する（ステップＳ２０３）。以後の処理（ステップＳ２０４〜Ｓ２１１）は、実施例１と同様である。

このように実施例２によれば、移動端末局１０Ａは、自端末局の移動状態に関する情報を検出し、検出された移動状態に関する情報に応じて、固定ゲイン設定値ごとに同期信号を検出する期間である同期検出時間を設定する。そして、移動端末局１０Ａは、設定された同期検出時間内において、同期信号パターンの検出が失敗した場合には、固定ゲイン設定値を変更するように制御する。このため、端末局の移動状態に対して最適な同期検出時間が設定でき、初期同期処理の所要時間を短縮することが可能である。

また、移動端末局１０Ａは、自端末局の位置における受信電力の分布に応じて、固定ゲイン設定値を設定するように制御し、受信電力の分布に応じて、同期検出時間を設定する。このため、分布確率が高い着信電力範囲を考慮して初期同期処理を行うことができる結果、短時間で初期同期時間が完了する確率を上げることが可能である。

また、移動端末局１０Ａは、同期信号パターンの検出が成功した場合における固定ゲイン設定値、同期検出時間、自端末局の位置情報を統計処理して受信電力の分布を作成し、作成された受信電力の分布に応じて、固定ゲイン設定値を設定するように制御する。

そして、移動端末局１０Ａは、作成された受信電力の分布に応じて、同期検出時間を設定する。このため、受信電力の分布を考慮して初期同期処理を行うことができる結果、初期同期処理を高速化することが可能である。

ところで、上記の実施例２では、移動端末局１０Ａは、受信電力の分布を作成しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、受信電力の分布に関する情報を基地局から受信するようにしてもよい。

そこで、以下の実施例３では、受信電力の分布に関する情報を基地局から報知情報として受信する場合として、図１０および図１１を用いて、実施例３における移動端末局１０Ｂおよび無線基地局３０の構成について説明する。図１０は、実施例３に係る移動端末局１０Ｂの構成を示すブロック図である。図１１は、実施例３に係る無線基地局３０の構成を示すブロック図である。

図１０に示すように、移動端末局１０Ｂは、図６に示した移動端末局１０Ａと比較して、分布統計処理部２４が分布情報抽出部２４Ｂに代わっている点が相違する。以下にこれらの各部の処理を説明する。

分布情報抽出部２４Ｂは、受信電力の分布に関する情報を受信信号から抽出する。具体的には、分布情報抽出部２４Ｂは、データ再生部１６Ｂから受信データを受信し、受信データからセルの受信分布情報を抽出し、初期同期制御部２１Ｂに通知する。

初期同期制御部２１Ｂは、実施例２と同様に、分布統計処理部２４から通知された受信電力の分布に応じて、現在の位置情報に対応する固定ゲイン設定値をゲイン設定値・同期検出時間保持部２０Ｂに記憶させる。

次に、実施例３にかかる無線基地局３０の構成について図１１を用いて説明する。同図に示すように、無線基地局３０は、分布情報生成部３１、制御情報生成部３２、エンコード部３３、変調部３４およびＲＦ処理部３５を備える。以下にこれらの各部の処理を説明する。なお、図１１では、本発明に関係する受信電力の分布情報の送信に関連する要素のみを示している。

分布情報生成部３１は、自無線基地局の設置される環境・アンテナ高や送信電力などの特性などから、想定されるセル内の受信電力分布情報を作成し、制御情報制御部３２に入力する。

制御情報生成部３２は、移動端末局１０Ｂに通知する受信電力分布情報を含む報知情報を他の通信パラメータと共に生成し、エンコード部３３に入力する。エンコード部３４は、ユーザーデータと制御情報をエンコードし、変調部３４に入力する。

変調部３４は、指定された変調方法によりエンコードされたデータを変調する。ＲＦ処理部３５は、変調されたデジタルベースバンド信号をＲＦ周波数にアップコンバートし、送信アンテナから送信する。

このように実施例３によれば、上述してきたように、移動端末局１０Ｂは、受信電力の分布に関する情報を無線基地局３０によって送信された受信信号から抽出し、抽出された受信電力の分布に応じて、固定ゲイン設定値を設定するように制御する。そして、移動端末局１０Ｂは、抽出された受信電力の分布に応じて、同期検出時間を設定する。これにより、受信電力の分布を考慮して初期同期処理を行うことができる結果、初期同期処理が高速化することが可能である。

さて、これまで本発明の実施例について説明したが、本発明は上述した実施例以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。そこで、以下では実施例４として本発明に含まれる他の実施例を説明する。

（１）システム構成等
また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。例えば固定ゲイン設定値２１ａと同期検出時間制御部２１ｂを統合してもよい。さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵおよび当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。

また、本実施例において説明した各処理のうち、自動的におこなわれるものとして説明した処理の全部または一部を手動的におこなうこともでき、あるいは、手動的におこなわれるものとして説明した処理の全部または一部を公知の方法で自動的におこなうこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。例えば、定ゲイン設定値および同期検出時間を任意に変更するようにしてもよい。

（２）プログラム
ところで、上記の実施例で説明した各種の処理は、あらかじめ用意されたプログラムをコンピュータで実行することによって実現することができる。そこで、以下では、図１２を用いて、上記の実施例と同様の機能を有するプログラムを実行するコンピュータの一例を説明する。図１２は、同期制御プログラムを実行するコンピュータを示す図である。

同図に示すように、移動端末局としてのコンピュータ６００は、ＨＤＤ６１０、ＲＡＭ６２０、ＲＯＭ６３０およびＣＰＵ６４０をバス６５０で接続して構成される。

そして、ＲＯＭ６３０には、上記の実施例と同様の機能を発揮する同期制御プログラム、つまり、図１２に示すように、ゲイン設定プログラム６３１、受信信号増幅プログラム６３２、同期信号検出プログラム６３３、初期同期制御プログラム６３４が予め記憶されている。なお、プログラム６３１〜６３４については、図１に示した移動端末機１０の各構成要素と同様、適宜統合または分散してもよい。

そして、ＣＰＵ６４０が、これらのプログラム６３１〜６３４をＲＯＭ６３０から読み出して実行することで、図１２に示すように、各プログラム６３１〜６３４は、ゲイン設定プロセス６４１、受信信号増幅プロセス６４２、同期信号検出プロセス６４３、初期同期制御プロセス６４４として機能するようになる。各プロセス６４１〜６４４は、図１に示したゲイン設定部１９、ＶＧＡ１２、同期信号検出部１８、初期同期制御部２１にそれぞれ対応する。

また、ＨＤＤ６１０には、図１２に示すように、ゲイン設定値・同期検出時間テーブル６１１が設けられる。なお、ゲイン設定値・同期検出時間テーブル６１１は、図１に示したゲイン設定値・同期検出時間保持部２０に対応する。そして、ＣＰＵ６４０は、ゲイン設定値・同期検出時間テーブル６１１に対してデータを登録するとともに、ゲイン設定値・同期検出時間テーブル６１１からゲイン設定値・同期検出時間データ６２１を読み出してＲＡＭ６２０に格納し、ＲＡＭ６２０に格納されたゲイン設定値・同期検出時間データ６２１に基づいて情報を管理する処理を実行する。

Claims (10)

1. 初期同期時における所定のゲイン値である固定ゲイン設定値を設定するゲイン設定手段と、
   同期信号を検出する期間である同期検出時間を前記固定ゲイン設定値ごとに設定する同期検出時間制御手段と、
   前記ゲイン設定手段によって設定された前記固定ゲイン設定値に応じて、基地局から受信した受信信号を増幅する受信信号増幅手段と、
   前記受信信号増幅手段によって増幅された前記受信信号から同期信号パターンを検出する同期信号検出手段と、
   前記同期検出時間制御手段によって設定された同期検出時間内において、前記同期信号検出手段によって前記同期信号パターンの検出が成功した場合には、前記固定ゲイン設定値を自動利得制御の初期値として自動利得制御を行うように制御し、前記同期検出時間内において、前記同期信号パターンの検出が失敗した場合には、前記ゲイン設定手段によって設定された固定ゲイン設定値を変更するように制御する固定ゲイン設定値制御手段と、
   を備えることを特徴とする移動端末局。
2. 前記同期検出時間制御手段は、前記同期信号検出手段によって前記同期信号パターンを検出するまでに掛かった時間と、前記同期信号パターンが検出される検出確率とに応じて、前記同期検出時間を設定し、
   前記固定ゲイン設定値制御手段は、前記同期検出時間制御手段によって設定された同期検出時間内において、前記同期信号パターンの検出が失敗した場合には、前記固定ゲイン設定値を変更するように制御することを特徴とする請求項１に記載の移動端末局。
3. 自端末局の移動状態に関する情報を検出する移動状態検出手段をさらに備え、
   前記同期検出時間制御手段は、前記移動状態検出手段によって検出された前記移動状態に関する情報に応じて、前記同期検出時間を設定し、
   前記固定ゲイン設定値制御手段は、前記同期検出時間制御手段によって設定された同期検出時間内において、前記同期信号パターンの検出が失敗した場合には、前記固定ゲイン設定値を変更するように制御することを特徴とする請求項１に記載の移動端末局。
4. 前記同期検出時間制御手段は、自端末局の位置における受信電力の分布に応じて、前記同期検出時間を設定し、
   前記固定ゲイン設定値制御手段は、前記同期検出時間制御手段によって設定された同期検出時間内において、前記同期信号パターンの検出が失敗した場合には、前記受信電力の分布に応じて、前記固定ゲイン設定値を変更するように制御することを特徴とする請求項１に記載の移動端末局。
5. 前記受信電力の分布に関する情報を前記受信信号から抽出する分布情報抽出手段をさらに備え、
   前記固定ゲイン設定値制御手段は、前記分布情報抽出手段によって抽出された前記受信電力の分布に応じて、前記固定ゲイン設定値を設定するように制御し、
   前記同期検出時間制御手段は、前記分布情報抽出手段によって抽出された前記受信電力の分布に応じて、前記同期検出時間を設定することを特徴とする請求項４に記載の移動端末局。
6. 前記同期検出時間制御手段によって前記同期信号パターンの検出が成功した場合における前記固定ゲイン設定値、前記同期検出時間、自端末局の位置情報を統計処理して受信電力の分布を作成する分布統計処理手段をさらに備え、
   前記固定ゲイン設定値制御手段は、前記分布統計処理手段によって作成された前記受信電力の分布に応じて、前記固定ゲイン設定値を設定するように制御し、
   前記同期検出時間制御手段は、前記分布統計処理手段によって作成された前記受信電力の分布に応じて、前記同期検出時間を設定することを特徴とする請求項４に記載の移動端末局。
7. 初期同期時における所定のゲイン値である固定ゲイン設定値を設定するゲイン設定ステップと、
   同期信号を検出する期間である同期検出時間を前記固定ゲイン設定値ごとに設定する同期検出時間制御ステップと、
   前記ゲイン設定ステップによって設定された前記固定ゲイン設定値に応じて、基地局から受信した受信信号を増幅する受信信号増幅ステップと、
   前記受信信号増幅ステップによって増幅された前記受信信号から同期信号パターンを検出する同期信号検出ステップと、
   前記同期検出時間制御ステップによって設定された同期検出時間内において、前記同期信号検出ステップによって前記同期信号パターンの検出が成功した場合には、前記固定ゲイン設定値を自動利得制御の初期値として自動利得制御を行うように制御し、前記同期検出時間内において、前記同期信号パターンの検出が失敗した場合には、前記ゲイン設定ステップによって設定された固定ゲイン設定値を変更するように制御する固定ゲイン設定値制御ステップと、
   を含んだことを特徴とする同期制御方法。
8. 同期検出時間制御ステップは、自端末局の位置における受信電力の分布に応じて、前記同期検出時間を設定し、
   前記固定ゲイン設定値制御ステップは、前記同期検出時間制御ステップによって設定された同期検出時間内において、前記同期信号パターンの検出が失敗した場合には、前記受信電力の分布に応じて、前記固定ゲイン設定値を変更するように制御することを特徴とする請求項７に記載の同期制御方法。
9. 初期同期時における所定のゲイン値である固定ゲイン設定値を設定するゲイン設定手順と、
   同期信号を検出する期間である同期検出時間を前記固定ゲイン設定値ごとに設定する同期検出時間制御手順と、
   前記ゲイン設定手順によって設定された前記固定ゲイン設定値に応じて、基地局から受信した受信信号を増幅する受信信号増幅手順と、
   前記受信信号増幅手順によって増幅された前記受信信号から同期信号パターンを検出する同期信号検出手順と、
   前記同期検出時間制御手順によって設定された同期検出時間内において、前記同期信号検出手順によって前記同期信号パターンの検出が成功した場合には、前記固定ゲイン設定値を自動利得制御の初期値として自動利得制御を行うように制御し、前記同期検出時間内において、前記同期信号パターンの検出が失敗した場合には、前記ゲイン設定手順によって設定された固定ゲイン設定値を変更するように制御する固定ゲイン設定値制御手順と、
   をコンピュータに実行させることを特徴とする同期制御プログラム。
10. 同期検出時間制御手順は、自端末局の位置における受信電力の分布に応じて、前記同期検出時間を設定し、
    前記固定ゲイン設定値制御手順は、前記同期検出時間制御手順によって設定された同期検出時間内において、前記同期信号パターンの検出が失敗した場合には、前記受信電力の分布に応じて、前記固定ゲイン設定値を変更するように制御することを特徴とする請求項９に記載の同期制御プログラム。

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