JP3525828B2 - 位置登録制御方法とそれを用いた移動局装置 - Google Patents
位置登録制御方法とそれを用いた移動局装置Info
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Description
分割多重(Code Division Multiple Access :CDM
A)方式を用いる移動体通信システムにおいて,移動局
装置が在圏するエリアの無線基地局に対し,位置登録処
理を行う際の移動局装置側の制御方法とそれを用いた移
動局装置に関し,特に移動局装置の省電力化に好適なも
のである。
基地局からの信号を受信する際,スペクトラム拡散され
た信号を逆拡散して元の信号を復調する。このため拡散
符号であるパイロット擬似雑音符号(以下PN(:Pseud
o Noise)符号)の位相を基地局側に一致させる同期処理
が必要となる。
同期保持の2段階に分けられる。捕捉は一般に相関演算
に基づくもので,レプリカPN符号を拡散チップ単位に
シフトさせつつ,受信信号との乗算を行ない,その積分
値がしきい値以上となるかを判定する処理となる。レプ
リカPN符号と基地局側のPN符号が同期していない場
合,前記積分値にピークが発生しないので,レプリカP
N符号の位相を換えて探索が継続される。代表的なCD
MA方式では,パイロットPN符号の符号長は2の15乗
で32768であり,この位相空間を探索するので,初
期捕捉の高速化が要求される。一方,同期保持は拡散チ
ップ同期を捕捉した後,チップ内位相での同期を維持す
る処理を指す。
はセクタは,各自の拡散符号の位相を,相互に異なるよ
うに選択して配置される。上記の代表例では64チップの
整数倍の関係で相互に離して配置している。移動局装置
は同期処理後,逆拡散の符号位相を調整して他のパイロ
ット信号の強度を調べ,より良好なパイロット信号に切
り替える(ハンドオフ)ことができる。待受け受信中に行
われるハンドオフはアイドルハンドオフと呼ばれる。
次に位置登録処理を行う。この位置登録処理は基地局と
のメッセージ交換によって達成する。これによって網が
移動局装置を呼び出すことが可能となる。位置登録処理
は送信を伴うため,頻繁に行うと網に対するトラフィッ
クが増大し,また移動局装置のバッテリを消費する。し
たがって,その実行は最少化する必要がある。
にパイロット信号に対する同期処理を行い,報知情報を
受信して自局の在圏するエリアが新規に位置登録処理が
必要かどうか判定する。移動局装置に記憶された(場合
によってはリスト化された)位置登録済みエリアに一致
する場合は,位置登録要求メッセージの送信は行なわれ
ない。
場合,次に進入するエリアの基地局にはハンドオフが行
われる。
装置はパイロット信号の捕捉および同期処理によって確
立したダウンリンク(下り信号)と,移動局装置が送信す
るアップリンク(上り信号)によってメッセージを交換し
ている。不都合なことに,地形状況等により,この上下
信号の到達範囲がアンバランスした環境が現れることが
ある。即ち,上り信号が到達しない基地局からの下り信
号が,移動局装置に継続的かつ有効に受信できることが
ある。特に受信レベルが低い状況では,上り信号が到達
しない基地局を捕捉したり,アイドルハンドオフで該基
地局に移行する確率が高くなる。
生すると,移動局装置の送信が到達しないため,位置登
録処理が失敗する。しかし有効な下り信号を受信してい
るので位置登録処理が継続し,バッテリを無駄に消費す
ることになる。
理を行うときの移動局装置の省電力化を図り、バッテリ
消費を低減できる位置登録制御方法およびそれを用いた
移動局装置を提供することにある。
め、本発明は、スペクトラム拡散された信号の送信また
は受信を行う送受信部と、前記送受信部に接続されて信
号のスペクトラム拡散による変調または逆拡散による復
調を行うCDMAモデム部と、前記送受信部及びCDM
Aモデム部を制御する制御部と、を備えており、前記送
受信部でセクタから送信されたスペクトラム拡散された
信号の受信を行い、前記CDMAモデム部で前記受信さ
れた信号の逆拡散による復調を行っている場合に、前記
制御部は、前記セクタへの位置登録処理に成功したと
き、前記送受信部を間欠受信させ、前記セクタへの位置
登録のアクセスシーケンスを複数回行い前記セクタから
所定の応答を受信できないことを位置登録の失敗とし、
この位置登録処理の失敗が複数回になったとき、前記送
受信部を所定時間にわたり休止させるよう制御すること
を特徴とする移動局装置である。
ペクトラム拡散された信号を受信し、前記受信された信
号を逆拡散による復調を行い、前記復調を行っている場
合に、前記セクタへの位置登録処理に成功したとき、移
動局装置を間欠受信状態にし、前記セクタへの位置登録
のアクセスシーケンスを複数回行い前記セクタから所定
の応答を受信できないことを位置登録の失敗とし、この
位置登録処理の失敗が複数回になったとき、移動局装置
の送信動作及び受信動作を所定時間にわたり休止するこ
とを特徴とする位置登録制御方法である。
用いて説明する。図3は本発明の第1の実施の形態にお
ける移動局装置の構成の一例を示した図である。同図に
おいて31は無線信号の送信および受信を行う送受信部
である。32は逆拡散により復調を行い,また拡散変調
を行うCDMAモデム部であり,基地局同期処理のため
ローカルなPN符号発生器321を内蔵している。33
はユーザへの表示,ユーザ操作の入力,受話信号の出
力,および送話信号の入力等を行う電話機部である。3
0は上記送受信部31,CDMAモデム部32,電話機
部33の動作を制御する制御部である。さらに,34は
前記制御部30の動作の活性状態と休止状態を制御する
スリープタイマである。
りCDMAモデム部32へディジタルデータの形式で入
力する。同部32は入力された送信メッセージをもとに
無線区間のフレームを構成し,さらに該フレームを拡散
変調したベースバンド信号を生成する。前記ベースバン
ド信号は,送受信部31へ入力し,ここでキャリア変調
と増幅を行い無線区間へ出力する。
1で同調,検波されCDMAモデム部32へ入力する。
そして,同部32で逆拡散同期処理等を行いディジタル
データの形式で制御部30へ入力する。制御部30は該
受信メッセージに従い,ユーザの操作に連動して移動局
装置の動作を制御する。前記制御には,各部の動作の停
止,再開が含まれる。
制御部30に入力する。制御部30はマイクロコンピュ
ータ(図示せず)で実現し,本発明の位置登録制御方法は
該マイクロコンピュータへの組み込みプログラムで実現
する。
位置登録動作のフローチャートである。移動局装置の電
源投入後のフローチャートを示している。なお,アイド
ルハンドオフ後の位置登録処理は同図のステップS10
3から,開始すれば良い。
パイロット信号の捕捉を行い,その成否を判定する(ス
テップS101,S102)。捕捉に失敗した場合は圏
外状態(ST00)に移行して位置登録処理を抜ける。捕
捉に成功した場合,報知されているエリア情報をもと
に,新規に位置登録が必要か判定し(ステップS10
3),必要なときは位置登録を行う(ステップS10
4)。このとき既に位置登録が済んでいるエリアである
と判定した場合は,そのまま通常の待受け状態である間
欠受信状態(ST20)に移行して位置登録処理を抜け
る。
(ステップS105),成功した場合は前記間欠受信状態
ST20にする。ここで前記ステップS104の処理の
失敗による完了は,基地局より指示されたランダムアク
セスのシーケンスの繰返し数を満了まで行ない,所定の
応答が受信できない場合とする。ステップS105で失
敗を判定したときは,この失敗によるステップS104
の完了が所定回数nに達したかを判定し(ステップS1
06),未達の場合は前記ステップS104へ復帰し位
置登録を繰り返す。
号の受信は有効であるが,移動局装置の送信が基地局に
到達しない状態と判断する。この状態のとき,位置登録
処理が継続してバッテリの消費が増大することを防ぐた
め,本実施例は以下の処理を実施する。先ず移動局装置
が自局のアイドルハンドオフを禁止し(この理由は後述
する),電話機部33の圏外表示を点灯する(ステップ
S107)。次にスリープタイマ34に休止期間を計時
するように設定し,移動局装置の送信および受信動作を
停止した後,制御部30はスリープ状態に遷移する。送
信および受信の停止は送受信部31,CDMAモデム部
32を停止させることで行う。制御部30のスリープは
マイクロコンピュータに備えている一般のスリープ機能
を用いる。このスリープ状態は前記スリープタイマ34
の満了時に,自動的に解除するものとする。本実施例で
は,このスリープ状態を位置登録待ちスリープ状態(S
T10)と呼ぶことにする。
いて説明する。図2は第1の実施の形態の位置登録待ち
スリープ状態で起動される位置登録動作のフローチャー
トである。
した制御部30は送受信部31,CDMAモデム部32
を活性化させ,現在の受信レベルを取得する(ステップ
S201)。そして取得した受信レベルが所定のしきい
値以上か判定し(ステップS202),受信レベルが低い
場合は,再びスリープタイマ34を設定して(ステップ
S208),位置登録待ちスリープ状態(ST10)に移
行する。受信レベルがしきい値以上の場合,上り下りの
無線信号の到達エリアがアンバランスした状況に変化が
あったと判定し,再び位置登録動作を開始する。即ち,
新規にパイロット捕捉を行ない,該捕捉の成否を判定
(ステップS203,S204)する。捕捉に失敗した場
合は,アイドルハンドオフの禁止を解除し(ステップS
209),圏外状態(ST00)に移行する。
を行い(ステップS205),不要な場合,アイドルハン
ドオフの禁止を解除するとともに圏外表示を消灯して
(ステップS210),間欠受信状態(ST20)に移行す
る。位置登録が必要なエリアを捕捉した場合は,位置登
録を実施する(S206)。次に,その成否を判定して
(ステップS207),成功時は前記ステップS210を
経由し間欠受信状態(ST20)へ移行する。
S208を経由して,再び位置登録待ちスリープ状態に
移行する。以上の図1および図2で示した制御方法によ
り,位置登録処理の継続時に比べ,スリープしている期
間のバッテリの消費が低減される。
ープ状態への初回の移行時にアイドルハンドオフを禁止
しているが,これは次の理由による。
階から,常時他の基地局(代表的なシステムでは他のセ
クタ)のパイロット強度を測定する。そして,より良好
な基地局(セクタ)へハンドオフを行うように設計され
ている。移動局装置が位置登録処理を上下回線の到達距
離のアンバランスに原因して失敗した状況下では,他の
基地局に比べ失敗した基地局へハンドオフする確率が高
いことになる。アイドルハンドオフを禁止しない場合,
図2のステップS102で新規のパイロットを捕捉して
も,ステップS104で位置登録を行う以前にハンドオ
フが発生し,結果的に失敗する基地局へ位置登録を継続
する確率が高い。したがって,一度位置登録処理の失敗
を認定した段階で,非正常処理としてアイドルハンドオ
フを禁止し,再失敗しないように他の基地局への位置登
録が発生する確率を高めている。
態を次に示す。図4は第2の実施の形態における位置登
録動作のフローチャートである。ただし,電源投入され
パイロット信号の捕捉を完了した段階,あるいはアイド
ルハンドオフ後の状態から記述してある。また本実施の
形態を実装する移動局装置の構成は図3で示したものと
同等とする。本実施形態では先ず新規に位置登録が必要
か判定し,必要な場合に位置登録を行い,その位置登録
の成否を判定する(ステップS401,S402,S4
03)。位置登録が不要な場合や,位置登録を成功した
場合は間欠受信状態(ST20)に移行する。さてステッ
プS403で位置登録処理に失敗したと判定した場合,
本実施形態では,直ちにアイドルハンドオフを禁止し,
圏外表示の点灯を行う(ステップS405)。
部32に対して,逆拡散符号同期のためのローカルなP
N符号発生器321の状態値を,所定時間経過後の状態
値に変更して,発生するPN符号位相を強制的にシフト
する(ステップS406)。さらに,シフトした位相位置
から新規のパイロット信号を位相進み方向(一方向)に探
索を行なう(ステップS407)。図5は前記ステップS
406,S407の動作を説明する模式図である。PN
符号の位相を点線で示した円周50の位置で表わす。初
回に捕捉したセクタを51とすると,ステップS406
のPN符号の位相の強制シフトは52の矢印のように行
う。そしてステップS407の一方向の探索は53の矢
印のように行い,図示した54のような別のセクタを捕
捉する。上記一連の動作は,51のセクタへ移動局装置
の送信が届かない場合,本セクタへのアイドルハンドオ
フを禁止するとともに,別のセクタを新規捕捉するよう
に動作させるものである。強制シフトする位相幅は,別
のセクタを捕捉する確率と,バッテリの消費量とのトレ
ードオフ関係にあり,最適化する必要がある。なお,ス
テップS407で新規パイロット信号の捕捉に失敗した
場合,図4では省略しているが,アイドルハンドオフの
禁止を解除し,圏外状態へ移行するものとする(図2の
ステップS203,S204,S209,状態ST00
の経路と同等)。さて,新規のパイロットを捕捉した場
合,位置登録処理の必要性を判定して,不要な場合アイ
ドルハンドオフの禁止を解除し,圏外表示を消灯し,間
欠受信状態へ移行する(ステップS408,S413,
状態ST20)。
判定された場合,位置登録を実施し,その成否を判定す
る(ステップS409,S410)。ステップS410で
位置登録に成功判定した場合はアイドルハンドオフの禁
止を解除し,圏外表示を消灯の後,間欠受信状態へ移行
する。
および捕捉範囲が,図5の50に示したPN符号の位相
を表わす円周上を1巡したか,否かの判定を行う(ステ
ップS411)。1巡回していなかった場合,ステップ
S406へ復帰し,強制的な位相シフトに続く処理を繰
り返す。1巡回した後は,スリープタイマ34に休止時
間を設定して,送受信部31,CDMAモデム部32の
動作を停止させ,制御部30はスリープ状態(ST10)
に移行する(ステップS412)。本実施の形態では,ス
リープ状態に移行する以前の制御方法がやや複雑になる
が,位置登録を失敗した基地局(セクタ)とは別の基地局
(セクタ)を捕捉する確率を向上することができる。な
お,位置登録待ちスリープ状態ST10からの復帰処理
は第1の実施の形態と同等である。即ち,復帰後の位置
登録は受信レベルが所定のしきい値以上の基地局に対し
て行われる。明らかに,前記しきい値を高めに設定すれ
ば,バッテリの消費が減少するが,位置登録の機会も減
少する。このしきい値は状況に応じて最適化されること
が望ましい。この点を考慮した,実施の形態を次に説明
する。
成の一例を示す図である。前述図3の構成に,送受信部
31からの受信レベルを入力するしきい値演算部301
を追加した。また前記しきい値演算部301に接続する
オフセットテーブル302を追加した。同図6の制御部
30に実装する制御方法は,しきい値を状況に応じて変
更する点に特徴がある。図7は第3の実施の形態におけ
る位置登録動作のフローチャートである。同図7におい
て前記第1の実施形態と異なる点はステップS107と
ステップS108の間に挿入されたステップS600で
ある。ステップS600では,スリープ状態(ST10)
に移行する以前にスリープ状態から復帰した際に使用す
るしきい値を,現在の受信レベルをもとに更新してい
る。更新値は現在の受信レベルに所定のオフセット値を
加算することで求める。この処理は図6のしきい値演算
部301において実施する。しきい値演算部301は受
信レベルをもとに,オフセットテーブル302を参照し
て加算すべきオフセット値を決定する。オフセットテー
ブルの内容は,例えば次のようである。図8は横軸71
を受信レベル,縦軸70をオフセット値にとったグラフ
で,第3の実施の形態のステップS600のオフセット
値の例を説明する図である。例えば,しきい値が固定の
場合のオフセット値は,点線72のように格納してい
る。点線72は受信レベルがβ以下の領域では傾き−1
の直線で,受信レベルがβのときオフセット値が零,β
を超える場合に負の無限大としている。即ち復帰時の受
信レベルがβ以上のときは常時位置登録動作を開始す
る。次に,テーブルの内容が実線73のような場合は,
受信レベルが低い領域(γ以下)では位置登録失敗した
ときに比べα[dB]改善したときのみ,位置登録を行うよ
うになる。バッテリ消費の削減効果を向上するために
は,βやγの値をある程度高めに設定することが有効で
ある。しかし,位置登録の機会を見失わないためには,
実線73のように,周囲状況の変化により敏感に反応す
るしくみが必要となる。またスリープ状態から復帰した
際の位置登録失敗で再びしきい値を更新するため,復帰
処理は図9に示すようになる。図9は第3の実施の形態
の位置登録待ちスリープ状態で起動される位置登録動作
のフローチャートで,第1,第2の実施の形態に比べス
テップS900を追加している。以上第3の実施の形態
によれば,位置登録を再開するしきい値を受信レベルの
状況により可変にすることができ,最適化に有利であ
る。
置登録処理を失敗したと認定した場合は,移動局装置の
アイドルハンドオフを禁止するステップにより,再び失
敗する可能性が高い基地局(あるいはセクタ)で位置登録
を行う確率を低減することができる。このアイドルハン
ドオフが禁止された状態において,位置登録を失敗する
と,移動局装置の送信および受信動作を所定の間隔で休
止させるステップと,休止状態の満了時に,所定の基準
により位置登録処理を再開するステップを含むため,位
置登録回数を抑制することができ,また,前記再開時は
新規にパイロット信号を捕捉するステップを含むため,
先に失敗した基地局(セクタ)とは別の基地局(セクタ)を
捕捉し,該別の基地局(セクタ)に対して位置登録を行う
確率を向上している。
リの消費を低減し,移動局装置の省電力化が行える効果
がある。
処理を行うときの移動局装置の省電力化を図り、バッテ
リ消費を低減できる位置登録制御方法およびそれを用い
た移動局装置を得ることができる。
ーチャートである。
で起動される位置登録動作のフローチャートである。
一例である。
ーチャートである。
る図である。
一例である。
ーチャートである。
ット値の例を説明する図である。
で起動される位置登録動作のフローチャートである。
Claims (10)
- 【請求項1】スペクトラム拡散された信号の送信または
受信を行う送受信部と、 前記送受信部に接続されて信号のスペクトラム拡散によ
る変調または逆拡散による復調を行うCDMAモデム部
と、 前記送受信部及びCDMAモデム部を制御する制御部
と、を備えており、 前記送受信部でセクタから送信されたスペクトラム拡散
された信号の受信を行い、前記CDMAモデム部で前記
受信された信号の逆拡散による復調を行っている場合
に、前記制御部は、前記セクタへの位置登録処理に成功
したとき、前記送受信部を間欠受信させ、前記セクタへ
の位置登録のアクセスシーケンスを複数回行い前記セク
タから所定の応答を受信できないことを位置登録の失敗
とし、この位置登録処理の失敗が複数回になったとき、
前記送受信部を所定時間にわたり休止させるよう制御す
ることを特徴とする移動局装置。 - 【請求項2】スペクトラム拡散された信号の送信または
受信を行う送受信部と、 前記送受信部に接続されて信号のスペクトラム拡散によ
る変調または逆拡散による復調を行うCDMAモデム部
と、 前記送受信部及びCDMAモデム部を制御する制御部
と、を備えており、 前記送受信部でセクタから送信されたスペクトラム拡散
された信号の受信を行い、前記CDMAモデム部で前記
受信された信号の逆拡散による復調を行っている場合
に、前記制御部は、前記セクタへの位置登録処理に成功
したとき、間欠受信し、前記セクタへの位置登録のアク
セスシーケンスを複数回行い前記セクタから所定の応答
を受信できないことを位置登録の失敗とし、この位置登
録処理の失敗が複数回になったとき、所定時間にわたり
休止することを特徴とする移動局装置。 - 【請求項3】パイロット信号を含むスペクトラム拡散さ
れた信号の送信または受信を行う送受信部と、 前記送受信部に接続されて信号のスペクトラム拡散によ
る変調または逆拡散による復調を行うCDMAモデム部
と、 前記送受信部及びCDMAモデム部を制御する制御部
と、を備えており、 前記送受信部でセクタから送信されたスペクトラム拡散
された信号の受信を行い、前記CDMAモデム部で前記
受信された信号の逆拡散による復調を行っている場合
に、前記制御部は、前記セクタへの位置登録処理に成功
したとき、前記送受信部を間欠受信させ、前記セクタへ
の位置登録のアクセスシーケンスを複数回行い前記セク
タから所定の応答を受信できないことを位置登録の失敗
とし、この位置登録処理の失敗が複数回になったとき、
前記送受信部を所定時間にわたり休止させるよう制御
し、休止した後、前記送受信部による信号の受信レベル
がしきい値以上であり、かつ、新規にパイロット信号の
捕捉に成功した場合に、位置登録処理を再開することを
特徴とする移動局装置。 - 【請求項4】スペクトラム拡散された信号の送信または
受信を行う送受信部と、 前記送受信部に接続されて信号のスペクトラム拡散によ
る変調または逆拡散による復調を行うCDMAモデム部
と、 前記送受信部及びCDMAモデム部を制御する制御部
と、を備えており、 前記送受信部でセクタから送信されたスペクトラム拡散
された信号の受信を行い、前記CDMAモデム部で前記
受信された信号の逆拡散による復調を行っている場合
に、前記制御部は、前記セクタへの位置登録処理に成功
したとき、間欠受信し、前記セクタへの位置登録のアク
セスシーケンスを複数回行い前記セクタから所定の応答
を受信できないことを位置登録の失敗とし、この位置登
録処理の失敗が複数回になったとき、所定時間にわたり
休止し、休止した後、前記送受信部による信号の受信レ
ベルがしきい値以上であり、かつ、新規にパイロット信
号の捕捉に成功した場合に、位置登録処理を再開するこ
とを特徴とする移動局装置。 - 【請求項5】請求項3又は4に記載の移動局装置であっ
て、 前記しきい値は、位置登録処理できなかった際の受信レ
ベルと、この受信レベルに基づくオフセット値を加算し
た値であることを特徴とする移動局装置。 - 【請求項6】請求項1乃至5のいずれかに記載の移動局
装置であって、 画像を表示する表示部を有し、 前記制御部は、前記基地局への位置登録処理の失敗が複
数回になったとき、前記表示部に圏外であることを示す
表示を行うよう制御することを特徴とする移動局装置。 - 【請求項7】セクタから送信されたスペクトラム拡散さ
れた信号を受信し、 前記受信された信号を逆拡散による復調を行い、 前記復調を行っている場合に、前記セクタへの位置登録
処理に成功したとき、移動局装置を間欠受信状態にし、
前記セクタへの位置登録のアクセスシーケンスを複数回
行い前記セクタから所定の応答を受信できないことを位
置登録の失敗とし、この位置登録処理の失敗が複数回に
なったとき、移動局装置の送信動作及び受信動作を所定
時間にわたり休止することを特徴とする位置登録制御方
法。 - 【請求項8】セクタから送信されたパイロット信号を含
むスペクトラム拡散された信号を受信し、 前記受信された信号を逆拡散による復調を行い、 前記復調を行っている場合に、前記セクタへの位置登録
処理に成功したとき、移動局装置を間欠受信状態にし、
前記セクタへの位置登録のアクセスシーケンスを複数回
行い前記セクタから所定の応答を受信できないことを位
置登録の失敗とし、この位置登録処理の失敗が複数回に
なったとき、移動局装置の送信動作及び受信動作を所定
時間にわたり休止し、休止した後、受信レベルがしきい
値以上であり、かつ、新規にパイロット信号の捕捉に成
功した場合に、位置登録処理を再開することを特徴とす
る位置登録制御方法。 - 【請求項9】請求項8に記載の位置登録制御方法であっ
て、 前記しきい値は、位置登録できなかった際の受信レベル
と、この受信レベルに基づくオフセット値を加算した値
であることを特徴とする位置登録制御方法。 - 【請求項10】請求項7、8又は9に記載の位置登録制
御方法であって、 前記セクタへの位置登録処理の失敗が複数回になったと
き、圏外であることを示す表示を行うことを特徴とする
位置登録制御方法。
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