JP3729329B2 - 移動通信システムにおける移動局のセルサーチ方法および移動通信システムにおける移動局 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動通信システムにおけるセルサーチ方法に関し、より詳細には、３段階セルサーチ法において第１段階を第２段階または第３段階と併行にかつ連続して行うＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）移動通信システムにおける移動局のセルサーチ方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤＭＡ方式における移動通信システムにおいて、移動局がある基地局と通信する場合、またはある基地局に対して受信電力の測定などを行う場合、その基地局からの下り信号のフレーム境界およびスクランブル符号を検出しなければならない。これをセルサーチと呼んでいる。
【０００３】
セルサーチの方法は、基本的には可能性のあるすべてのタイミングにおいて、可能性のあるすべてのスクランブル符号でデスクランブルを行う。そして、使用されている拡散符号で逆拡散を行った結果の相関値が、最大となるようなタイミングおよびスクランブル符号を選択することで、その基地局のフレーム境界およびスクランブル符号を検出することができる。しかし、この方法では、セルサーチに多大な時間を要する。そこで、これを高速化するために、基地局からスロット毎にＰＳＣＨ(Primary Synchronisation CHannel)とＳＳＣＨ（Secondary Synchronisation CHannel）という２つの同期チャネルを送信する方法が用いられる（3GPP Technical Specification 25.211参照）。
【０００４】
図１は、セルサーチに関係する下りチャネルの構成を示す概略図であり、ＣＤＭＡ移動通信方式の代表例であるＷ−ＣＤＭＡ方式（3GPP Technical Specification 25.211参照）におけるセルサーチに関係する下りチャネルを示したものである。ＰＳＣＨは、全セル全スロット共通の拡散符号ＰＳＣ（Primary Synchronisation Code）が用いられ、スロット周期で送信される。ＳＳＣＨは、スロット毎に異なる拡散符号ＳＳＣ0〜ＳＳＣn-1（Secondary Synchronisation Code）が用いられ、１フレームで拡散符号系列を構成し、これがフレーム周期で繰り返し送信される。この拡散符号系列はセル毎に異なる系列が用いられ、かつこの系列には当該基地局が使用するスクランブル符号が属するスクランブル符号グループが対応づけられている。
【０００５】
図２は従来の３段階セルサーチ方法を示す図である。
まず、スロット境界の検出を行う（ステップＳ２０１）。ＰＳＣＨでは、全セル全スロット共通の拡散符号（ＰＳＣ）が用いられる。移動局は、受信信号をこの拡散符号に対応したマッチトフィルタに入力し、雑音や干渉の影響を軽減するために複数スロットにわたって平均化を行った後、最も平均相関値が大きいタイミングを選択することで、スロット境界の検出を行う。以後、ここまでの動作を第１段階と呼ぶ。
【０００６】
次に、フレーム境界およびスクランブル符号グループの検出を行う（ステップＳ２０３）。ＳＳＣＨでは、スロット毎に異なる拡散符号が用いられ、１フレームである拡散符号系列が構成される。これらの拡散符号系列はフレーム周期で繰り返され、かつ、セル毎に異なる拡散符号系列が用いられる。これらの拡散符号系列には、それぞれスクランブル符号のグループが対応づけられており、後に行うスクランブル符号の検出を容易にしている。第１段階でスロット境界が検出されているため、移動局はＳＳＣＨの送信タイミングを計算できる。
【０００７】
移動局は、計算されたタイミングで受信信号をＳＳＣＨの拡散符号（ＳＳＣ）で逆拡散する。そして、考えられるすべてのフレーム境界およびＳＳＣ符号系列に合わせて相関値を平均化し、最も平均相関値が大きくなるタイミングおよびＳＳＣ拡散符号系列を選択する。これにより、移動局はフレーム境界およびスクランブル符号グループを検出する。以後、この動作を第２段階と呼ぶ。
【０００８】
さらに、スクランブル符号の検出を行う（ステップＳ２０５）。第２段階までにフレーム境界およびスクランブル符号グループを検出した移動局は、セル毎に異なるスクランブル符号がかけられている共通パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ; Common PIlot CHannel）を最後に受信して、検出されたスクランブル符号グループの中のどのスクランブル符号が用いられているかを検出する。既にフレーム境界が検出されていることから、スクランブル符号の位相は計算可能である。
【０００９】
ＣＰＩＣＨの拡散符号は全セル共通であるので、基本的にはグループ内のすべてのスクランブル符号でデスクランブルした上で、ＣＰＩＣＨの拡散符号で逆拡散し、これを複数シンボルにわたって平均化した後に平均相関値が最も大きくなるようなスクランブル符号を選択すればよい。以後、この動作を第３段階とよぶ。
【００１０】
そして、検出されたフレーム境界およびスクランブル符号が正しいかどうかの検出結果判定を行い（ステップＳ２０７）、正しいと判断した場合にはそこでセルサーチを終了し、そうでない場合は第１段階からセルサーチをやり直す。フレーム境界およびスクランブル符号が正しいかどうかの判定は、たとえばこれらの値と基準値とをそれぞれ比較することにより行う。
【００１１】
従来から行われている３段階セルサーチ法では、上述した第１段階、第２段階および第３段階のプロセスをシリアルに実行して、検出されたフレーム境界およびスクランブル符号が正しいかどうかの検出結果判定を行う。そして、検出結果が正しいと判定されなかった場合には、各段階のメモリを初期化した上で再び第１段階からセルサーチをやり直し、フレーム境界及びスクランブル符号が検出されるまでこの動作を繰り返し行う。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
移動局の消費電力は、移動局のセルサーチ時間が短いほど小さくすることができる。また、移動局のセルサーチ時間が短かければハンドオーバーも高速に実行できるため、より円滑で安定した通信が可能となる。さらに、適切なセルを高速かつ正確に選択することにより、必要最小限の送信電力で通信を行うことができ、結果として移動局の通信中の消費電力を低減し、またシステム容量を増大することができる。
【００１３】
しかしながら、従来から用いられている３段階セルサーチ法では、上述した第１段階から第３段階までの動作をシリアルに実行し、検出結果の判定のみによってセルサーチのやり直しを決定していた。このため、やり直しが必要であると判断されるタイミングが遅くなる傾向があるという問題があった。
【００１４】
特に、雑音や干渉が大きい場合には第１段階におけるスロット境界検出に失敗する確率が高くなる。そして、第１段階で失敗すると、そのセルサーチにおける第２段階、第３段階の動作は誤ったスロット境界に基づいて動作してしまうため、全く無駄な動作となってしまう。このため、セルサーチの所要時間が長くなってしまうという問題があった。
【００１５】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、３段階セルサーチ法において、第２段階および第３段階の実行時にも第１段階のＰＳＣＨ受信および第１次平均化処理を継続して行い、更には以前の第１段階の結果も用いて第２次平均化を行うことによって、検出精度を向上させ、移動局の消費電力を低減し、円滑で安定した通信を提供し、また、システム容量の増大を図ることができる移動通信システムにおける移動局のセルサーチ方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、移動通信システムにおける移動局のセルサーチ方法であって、受信信号を全てのスロットに共通の拡散符号で逆拡散し、第１平均化時間毎に算出した第１平均相関値に基いて第１スロット境界を検出する第１ステップと、該第１ステップにおいて検出した前記第１スロット境界に基づいて、前記スロット毎に異なる個別拡散符号で前記受信信号を逆拡散し、第２平均相関値に基いてフレーム境界およびスクランブル符号グループを検出する第２ステップと、該第２ステップにおいて検出した前記フレーム境界および前記スクランブル符号に基いて、共通パイロット信号をデスクランブルし、第３平均相関値に基いてスクランブル符号を検出する第３ステップと、前記第２ステップまたは前記第３ステップと併行して、第２平均化時間毎の第１次平均化により算出した第４平均相関値に基いて第２スロット境界を検出する第４ステップと、前記第２ステップにおいて検出された前記フレーム境界および前記第３ステップにおいて検出された前記スクランブル符号が正しいか否かを判定する第５ステップとを備え、該第５ステップにおいて前記フレーム境界または前記スクランブル符号が正しくないと判定された場合、前記第１スロット境界に代えて、前記第２スロット境界に基いて前記第２ステップから繰り返すことによりセルサーチを行うことを特徴とする。
【００１７】
この方法によれば、３段階セルサーチ法において検出結果の判定で再サーチが必要と判定された場合、第１段階ではなく第２段階からサーチを行えば良いので、従来の方式より短いサーチ時間でより精度の高いサーチを行うことができる。
【００１８】
また、請求項２に記載の発明は、移動通信システムにおける移動局のセルサーチ方法であって、受信信号を全てのスロットに共通の拡散符号で逆拡散し、第１平均化時間毎に算出した第１平均相関値に基いて第１スロット境界を検出する第１ステップと、該第１ステップにおいて検出した前記第１スロット境界に基づいて、前記スロット毎に異なる個別拡散符号で前記受信信号を逆拡散し、第２平均相関値に基いてフレーム境界およびスクランブル符号グループを検出する第２ステップと、該第２ステップにおいて検出した前記フレーム境界および前記スクランブル符号に基いて、共通パイロット信号をデスクランブルし、第３平均相関値に基いてスクランブル符号を検出する第３ステップと、前記第２ステップまたは前記第３ステップと併行して、第２平均化時間毎の第１次平均化により算出した第４平均相関値に基いて第２スロット境界を検出する第４ステップと、該４ステップにおいて検出された前記第２スロット境界が、前記第１スロット境界または前回の前記第４ステップにおいて検出された前記第２スロット境界と異なっている場合、前記第２ステップまたは前記第３ステップを中止し、前記第１スロット境界または前回の前記第４ステップにおいて検出された前記第２スロット境界に代えて、今回の前記第４ステップにおいて検出された前記第２スロット境界に基づいて前記第２ステップから繰り返すことによりセルサーチを行う第５ステップとを備えたことを特徴とする。
【００１９】
この方法によれば、第１段階で検出されたスロット境界が前回までの結果と異なる場合には、直ちにサーチをやり直すため、サーチ時間をさらに短縮できる。
【００２０】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のセルサーチ方法において、前記第２平均化時間は、前記第１平均化時間と異なることを特徴とする。
【００２１】
この方法によれば、第１段階における出力を安定化させることができるので、効果的なセルサーチを実現することができる。
【００２２】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のセルサーチ方法において、前記第１平均化時間は、前記第２平均化時間より大きいことを特徴とする。
【００２３】
この方法によれば、第１段階において検出されたスロット境界の変化に迅速に対応することができ、結果としてサーチ時間を短縮することができる。
【００２４】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１項に記載のセルサーチ方法において、前記セルサーチの開始から経過した時間と予め定められた上限値とを比較する第６ステップを備え、該第６ステップにおいて前記経過した時間が前記上限値を超えていると判断した場合には、前記セルサーチを終了することを特徴とする。
【００２５】
この方法によれば、適切なセルがないにもかかわらず無駄なセルサーチを繰り返し、結果としてセルサーチの時間が長くなるという従来の方式における不具合を回避することができる。
【００２６】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１項に記載のセルサーチ方法において、セルサーチの試行回数と予め定められた上限値とを比較する第７ステップを備え、該第７ステップにおいて前記試行回数が前記上限値を超えていると判断した場合には前記セルサーチを終了することを特徴とする。
【００２７】
この方法によれば、サーチ時間に上限を設けることができるので、時間的に一定した上限を設定することができる。また、長時間のセルサーチに伴い移動局の消費電力が大きくなることを回避できる。
【００２８】
また、請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれか１項に記載のセルサーチ方法において、前記第４ステップは、前記第１平均化相関値および既に算出した前記第４平均相関値に基いて第２次平均化を行うことにより第５平均相関値を算出し、該第５平均相関値に基いて第２のスロット境界を検出することを特徴とする。
【００２９】
この方法によれば、過去に検出された検出結果を有効に利用することができ、平均化の効果を高め、第１段階のスロット境界検出の精度を上げることができる。
【００３０】
また、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載のセルサーチ方法において、前記第２次平均化は、前記第１平均化相関値および既に算出した前記第４平均相関値の各々について重み付けを行った後に平均化を行うことを特徴とする。
【００３１】
この方法によれば、フェージング等による受信電力の変動の影響を軽減し、より効果的にスロット境界を検出することができる。
【００３２】
また、請求項９に記載の発明は、請求項８に記載のセルサーチ方法において、前記重み付けの値は、適応的に変化させることを特徴とする。
【００３３】
この方法によれば、フェージング等による受信電力の変動の影響を軽減することができ、第１段階の平均化を行う際に高い平均化効果を得ることができる。
【００３４】
また、請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載のセルサーチ方法において、前記第２次平均化を行う時刻を基点として、より過去に算出された前記第１平均相関値に対応する前記重み付けの値を小さくすることを特徴とする。
【００３５】
この方法によれば、時間的に過去の平均化結果ほど重み係数を小さくすることができ、受信電力の変動の影響を軽減することができる。
【００３６】
また、請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載のセルサーチ方法において、前記重み付けの値を小さくする割合を、前記移動局の移動速度が大きいほど相対的に大きくすることを特徴とする。
【００３７】
この方法によれば、移動局の移動速度に従って重み係数をさせることができるので、受信電力の変動の影響を軽減し、スロット境界の検出を柔軟に行うことができる。
【００３８】
また、請求項１２に記載の発明は、請求項７に記載のセルサーチ方法において、前記第２次平均化は、前記第１平均化相関値および既に算出した前記第４平均相関値の各々について忘却係数を掛けた後に平均化を行うことを特徴とする。
【００３９】
この方法によれば、移動通信システムの適用領域を考慮して忘却係数の値を選ぶことにより、効果的な平均化を行った上でスロット境界を検出できる。
【００４０】
また、請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載のセルサーチ方法において、前記忘却係数の値は、適応的に変化させることを特徴とする。
【００４１】
この方法によれば、セルサーチを行う移動局や移動通信システムの環境等の条件に応じて最適な平均化を行うことができる。
【００４２】
また、請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載のセルサーチ方法において、前記忘却係数の値は、前記移動局の移動速度が大きいほど小さくすることを特徴とする。
【００４３】
この方法によれば、セルサーチを行う移動局の移動速度に応じて最適な平均化を行った上で、スロット境界を検出することができるので、フェージング等による受信電力の変動の影響を回避できる。
【００４４】
また、請求項１５に記載の発明は、請求項１ないし１４のいずれか１項に記載のセルサーチ方法において、前記移動局の状態を判定する第８ステップを備え、前記第５ステップは、前記第８ステップにおいて通話中であると判断した場合に行われることを特徴とする。
【００４５】
このような構成をとることにより、移動通信システムにおけるセルサーチの検出精度を向上させ、移動局の消費電力を低減し、円滑で安定した通信を提供し、また、システム容量の増大を図ることができる。
【００４６】
また、請求項１６に記載の発明は、移動通信システムにおける移動局であって、受信信号を全てのスロットに共通の拡散符号で逆拡散し、第１平均化時間毎に算出した第１平均相関値に基いて第１スロット境界を検出する第１手段と、該第１手段により検出した前記第１スロット境界に基づいて、前記スロット毎に異なる個別拡散符号で前記受信信号を逆拡散し、第２平均相関値に基いてフレーム境界およびスクランブル符号グループを検出する第２手段と、該第２手段により検出した前記フレーム境界および前記スクランブル符号に基いて、共通パイロット信号をデスクランブルし、第３平均相関値に基いてスクランブル符号を検出する第３手段と、第２平均化時間毎の第１次平均化により算出した第４平均相関値に基いて第２スロット境界を検出する第４手段と、前記第２手段により検出された前記フレーム境界および前記第３手段により検出された前記スクランブル符号が正しいか否かを判定する第５手段と を備え、該第５手段により前記フレーム境界または前記スクランブル符号が正しくないと判定された場合、前記第２手段は、前記第１スロット境界に代えて、前記第２スロット境界に基いて前記フレーム境界および前記スクランブル符号グループを検出することによりセルサーチを行うことを特徴とする。
【００４７】
また、請求項１７に記載の発明は、移動通信システムにおける移動局であって、受信信号を全てのスロットに共通の拡散符号で逆拡散し、第１平均化時間毎に算出した第１平均相関値に基いて第１スロット境界を検出する第１手段と、該第１手段により検出した前記第１スロット境界に基づいて、前記スロット毎に異なる個別拡散符号で前記受信信号を逆拡散し、第２平均相関値に基いてフレーム境界およびスクランブル符号グループを検出する第２手段と、該第２手段により検出した前記フレーム境界および前記スクランブル符号に基いて、共通パイロット信号をデスクランブルし、第３平均相関値に基いてスクランブル符号を検出する第３手段と、第２平均化時間毎の第１次平均化により算出した第４平均相関値に基いて第２スロット境界を検出する第４手段と、該第４手段により検出された前記第２スロット境界が、前記第１スロット境界または前記第４手段により前回検出された前記第２スロット境界と異なっている場合、前記第２手段または前記第３手段による検出を中止し、前記第１スロット境界または前回検出された前記第２スロット境界に代えて、前記第４手段により今回検出された前記第２スロット境界に基づいて前記フレーム境界および前記スクランブル符号グループを検出することによりセルサーチを行う第５手段とを備えたことを特徴とする。
【００４８】
また、請求項１８に記載の発明は、請求項１６または１７に記載の移動局において、前記第２平均化時間は、前記第１平均化時間と異なることを特徴とする。
【００４９】
また、請求項１９に記載の発明は、請求項１８に記載の移動局において、前記第１平均化時間は、前記第２平均化時間より大きくすることを特徴とする。
【００５０】
また、請求項２０に記載の発明は、請求項１６ないし１９のいずれか１項に記載の移動局において、前記セルサーチの開始から経過した時間と予め定められた上限値とを比較する第６手段を備え、該第６手段において前記経過した時間が前記上限値を超えていると判断した場合には、前記セルサーチを終了することを特徴とする。
【００５１】
また、請求項２１に記載の発明は、請求項１６ないし１９のいずれか１項に記載の移動局において、セルサーチの試行回数と予め定められた上限値とを比較する第７手段を備え、該第７手段において前記試行回数が前記上限値を超えていると判断した場合には前記セルサーチを終了することを特徴とする。
【００５２】
また、請求項２２に記載の発明は、請求項１６ないし２１のいずれか１項に記載の移動局において、前記第４手段は、前記第１平均化相関値および既に算出した前記第４平均相関値に基いて第２次平均化を行うことにより第５平均相関値を算出し、該第５平均相関値に基いて第２のスロット境界を検出することを特徴とする。
【００５３】
また、請求項２３に記載の発明は、請求項２２に記載の移動局において、前記第２次平均化は、前記第１平均化相関値および既に算出した前記第４平均相関値の各々について重み付けを行った後に平均化を行うことを特徴とする。
【００５４】
また、請求項２４に記載の発明は、請求項８に記載の移動局において、前記重み付けの値は、適応的に変化させることを特徴とする。
【００５５】
また、請求項２５に記載の発明は、請求項２４に記載の移動局において、前記第２次平均化を行う時刻を基点として、より過去に算出された前記第１平均相関値に対応する前記重み付けの値を小さくすることを特徴とする。
【００５６】
また、請求項２６に記載の発明は、請求項２５に記載の移動局において、前記重み付けの値を小さくする割合を、前記移動局の移動速度が大きいほど相対的に大きくすることを特徴とする。
【００５７】
また、請求項２７に記載の発明は、請求項２２に記載の移動局において、前記第２次平均化は、前記第１平均化相関値および既に算出した前記第４平均相関値の各々について忘却係数を掛けた後に平均化を行うことを特徴とする。
【００５８】
また、請求項２８に記載の発明は、請求項２７に記載の移動局において、前記忘却係数の値は、適応的に変化させることを特徴とする。
【００５９】
また、請求項２９に記載の発明は、請求項２８に記載の移動局において、前記忘却係数の値は、前記移動局の移動速度が大きいほど小さくすることを特徴とする。
【００６０】
さらに、請求項３０に記載の発明は、請求項１６ないし２９のいずれか１項に記載の移動局において、前記移動局の状態を判定する第８手段を備え、前記第５手段は、前記第８手段において通話中であると判断した場合に前記スクランブル符号が正しいか否かを判定することを特徴とする。
【００６１】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照し、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００６２】
図３は、本実施形態に係るセルサーチ方法を示すフローチャートであり、第１段階を第２段階または第３段階と併行して行うセルサーチ法のアルゴリズムを示す。
【００６３】
第１段階で平均化時間（第１平均化時間）Ｔ１内での平均化が行われた後、スロット境界の検出が行われる（ステップＳ３０１）。次に、従来例と同様に、第２段階、第３段階の動作がシリアルに行われるが（ステップＳ３０３およびステップＳ３０５）、この動作と併行して第１段階の平均化が引き続いて行われる（ステップＳ３０９）。以後、ステップＳ３０９における第１段階の平均化時間（第２平均化時間）をＴ１’とする。ステップＳ３０９における第１段階の平均化では、平均化時間Ｔ１’内のスロット間における相関値の平均化（第１次平均化）を行った後、既に算出された第１段階の平均相関値を使って更に平均化（第２次平均化）を行って、平均相関値を算出する。
【００６４】
この第２次平均化で使用される、既に算出された第１段階の平均相関値には、ステップＳ３０１において算出された平均相関値と、繰り返し行われるステップＳ３０９において既に算出された平均相関値とが含まれている。この第２次平均化によって、平均化の効果を高め、第１段階のスロット境界検出の精度を上げることができる。
【００６５】
Ｔ１’内の第１次平均化および第２次平均化が終了したら、最大平均相関値の選択を行い、スロット境界の検出を行う。第３段階が終了すると、検出結果の判定を行う（ステップＳ３０７）。ステップＳ３０７における判定では、第２段階で検出されたフレーム境界、および第３段階で検出されたスクランブル符号が正しいか否かを判定する。この判定において再セルサーチが必要と判定された場合には、第１段階まで戻るのではなく、スロット境界を一番最近検出された結果に更新し（ステップＳ３１３）、この結果を使用して第２段階からセルサーチを行う。
【００６６】
一方、併行して行われる第１段階の平均化は、ステップＳ３０７の検出結果判定において正しいフレーム境界および正しいスクランブル符号が検出されたと判定されるまで繰り返す（ステップＳ３１１）。以上の動作を、セルサーチが完了するまで繰り返す。
【００６７】
この動作により、再セルサーチを行う際に第１段階まで戻る必要がなくなる。また、第２次平均化を行うことにより、第１段階の平均化効果が大きくなる。したがって、従来方式よりも短時間で、かつ高精度なセルサーチが可能となる。
【００６８】
図４は、図３に示すアルゴリズムでセルサーチを行った場合の動作フローの例を示す図である。第１段階で平均化時間Ｔ１で平均化が行われ、スロット境界Ｂ１が検出されると第２段階の動作を始めるが、同時に第１段階の平均化を引き続き平均化時間Ｔ１’で行う。第２段階が終了すると第３段階に移り、その後検出結果の判定が行われる。
【００６９】
図４に示す例では、検出結果の判定において再セルサーチが必要であると判定されたため、再度第２段階からセルサーチを行っている。このとき、スロット境界は第３段階の実行中にＢ１からＢ２に変化したため、再度のセルサーチはスロット境界を最新の検出結果であるＢ２に更新して行われる。そして、第３段階を経た後、再度検出結果の判定が行われ、正しいフレーム境界およびスクランブル符号が検出されたと判定されたため、セルサーチが終了している。
【００７０】
図５は、本実施形態に係るセルサーチ方法の別の例を示すフローチャートであり、具体的には、第１段階を第２段階または第３段階と併行して行い、かつ第１段階で検出されたスロット境界が変わった場合には直ちに第２段階からセルサーチをやり直すセルサーチ法のアルゴリズムを示す。前例と同様に、第１段階終了後、第２段階に進むと同時に、第１段階も引き続き併行して行われる（ステップＳ５０１、ステップＳ５０３およびステップＳ５０９）。併行して行われる第１段階では、時間Ｔ１’毎にスロット境界の検出結果が更新されるが（ステップＳ５１３）、更新された結果が時間Ｔ１’前に検出された結果（すなわち前回のセルサーチにおける検出結果）と異なる場合には、直ちに第２段階または第３段階の動作を中止する（ステップＳ５１５）。そして第２段階に戻り、更新された最新のスロット境界の値に基いて再度セルサーチを行う。
【００７１】
第１段階の検出結果がＴ１’前の結果と同じである場合には、第２段階終了後第３段階に移り、スクランブル符号の検出を行ってから検出結果の判定を行う（ステップＳ５０７）。検出結果の判定で再セルサーチが必要と判断した場合は、再度第２段階からセルサーチを行う。このとき、スロット境界は前回のセルサーチで用いたものと同じ値を用いる。併行して行われる第１段階の平均化は、ステップＳ５０７の検出結果判定において正しいスクランブル符号が検出されたと判定されるまで繰り返す（ステップＳ５１７）。
【００７２】
これにより、第１段階で検出されたスロット境界が前回までの結果と異なる場合には直ちにセルサーチをやり直すため、セルサーチ時間を短縮できる。
【００７３】
図６は、図５のアルゴリズムでセルサーチを行った場合の動作フローの例を示す図である。第１段階において平均化時間Ｔ１で平均化が行われ、スロット境界が検出されると、第２段階の動作を始めると同時に平均化時間Ｔ１’で引き続き第１段階の平均化を行う。第３段階の途中で、第１段階で検出されたスロット境界が前回までのＢ１からＢ２に変わったため、直ちに第３段階を中止する。スロット境界を最新の値であるＢ２に更新した上で、第２段階に戻って再セルサーチを行う。ここで、中止された第３段階の動作は破線で示されている。
【００７４】
再セルサーチはその後、第２段階を経て、第３段階へ進むが、その間に併行して行われる第１段階の検出結果はＢ２のまま変化がないため、そのまま再セルサーチが進められる。そして、検出結果判定で正しいフレーム境界およびスクランブル符号が選択されたと判定されたため、セルサーチが終了している。ここで、ステップＳ５０１における第１平均化時間Ｔ１をステップＳ５０９における第２平均化時間Ｔ１’より大きくとることにより、初回の第１段階の出力が十分安定してから第２段階に入ることができる。また、第２平均化時間Ｔ１’を第１平均化時間Ｔ１に対して小さくとることにより、検出されたスロット境界の変化に素早く対応することができる。
【００７５】
図７は、図５のアルゴリズムでセルサーチを行った場合のセルサーチ時間特性を示すシミュレーション結果を示す図である。横軸はサーチ時間であり、縦軸はそのサーチ時間までに正しくサーチが完了した移動局の割合である。フェージングの最大ドップラー周波数（ｆＤ）は８０［Ｈｚ］で、当該基地局からの総受信電力と他セル干渉および熱雑音電力の和との比Stotal/Nは−９［ｄＢ］としている。実線で示される従来方式と比べて、破線で示される本実施形態のアルゴリズムによるセルサーチ法の方が、セルサーチ時間を大幅に短縮できることがわかる。
【００７６】
図８は、図５のアルゴリズムに従ってセルサーチを行った場合の９５％サーチ時間特性を示す図であり、横軸にStotal/N、縦軸に９５％のユーザが正しくセルサーチを完了するのに要する時間を示したグラフである。Stotal/Nが小さいほど、すなわち干渉や雑音が大きくセルサーチが困難な状況ほど本実施形態のアルゴリズムによるサーチ時間の改善度が大きいことがわかる。
【００７７】
図９は、本実施形態に係る図３のアルゴリズムに対してセルサーチの試行回数に上限を設けるセルサーチ方法の一例を示すフローチャートである。基本的なアルゴリズムは図３のものと同じであるが、１回のセルサーチが終了し、ステップＳ９０７の検出結果判定で再セルサーチが必要と判定された場合には、セルサーチの試行回数Nsearchをインクリメントして（ステップＳ９０９）、予め定められた上限値Nsearch_maxと比較処理を行なう（ステップＳ９１１）。
【００７８】
NsearchがNsearch_max以上の場合にはセルサーチを終了するが、このとき移動局は適切なセルが見つからなかったと判断し、周波数などの条件を変えて再度セルサーチを行ったり、サービスエリア外であると判断したりする。この動作により、適切なセルがないにもかかわらず無駄なセルサーチを繰り返してセルサーチ時間が長くなったり、長時間のセルサーチに伴い移動局の消費電力が大きくなったりすることを回避できる。
【００７９】
図１０は、図５のアルゴリズムでセルサーチを行った場合のセルサーチ回数に上限を設ける方法の例を示すフローチャートである。第１段階終了後、第２段階に進むと同時に、第１段階も引き続き併行して行われる（ステップＳ１００１、ステップＳ１００７およびステップＳ１０１３）。併行して行われる第１段階では、時間Ｔ１’毎にスロット境界の検出結果が更新されるが（ステップＳ１０１７）、更新された結果が時間Ｔ１’前に検出された結果と異なる場合には、スロット境界を最新の値に更新してから直ちに第２段階または第３段階の動作を中止する（ステップＳ１０１９）。そして第２段階に戻り、更新されたスロット境界に基いて再度セルサーチを行う。
【００８０】
ステップＳ１０１３における第１段階の検出結果が時間Ｔ１’前の検出結果と同じである場合には、第２段階終了後第３段階に移り、スクランブル符号の検出を行ってから検出結果の判定を行う（ステップＳ１０１１）。検出結果判定で再セルサーチが必要と判定された場合は、再度第２段階からセルサーチを行う。このときスロット境界は前回のセルサーチで用いたものと同じ値を用いる。
【００８１】
このアルゴリズムでは、第２段階や第３段階の途中でセルサーチを中止し、第２段階から再セルサーチを行う場合もあるため、第２段階の動作を行う前にセルサーチの試行回数Nsearchのインクリメントを行い（ステップＳ１００３）、予め定められた上限Nsearch_maxとの比較を行っている（ステップＳ１００５）。この判断処理において、試行回数Nsearchが上限値Nsearch_maxを超えていると判断した場合にはセルサーチを終了する。ステップＳ１０１３において併行して行われる第１段階の平均化は、ステップＳ１０１１の検出結果判定において正しいスクランブル符号が検出されたか、またはNsearchがNsearch_maxを超えていると判定されるまで繰り返す（ステップＳ１０２１）。
【００８２】
図１１は、図５のアルゴリズムでセルサーチを行った場合のセルサーチ時間に上限を設ける方法の例を示すフローチャートである。ここでは、セルサーチの回数ではなく、セルサーチの時間に予め定められた上限を設けている。図５のアルゴリズムでは、第２段階や第３段階の途中でセルサーチを中止し、第２段階から再セルサーチを行う場合があるため（図５のステップＳ５１５）、セルサーチの回数は必ずしもセルサーチ時間に比例しない。そこで、予め定められた上限Tsearch_maxを設けておく。そして、セルサーチ時間tを測定し、測定された時間tとTsearch_maxとの比較を行っている（ステップＳ１１０３）。この判断処理において、時間ｔが上限値Tsearch_max以上であると判断した場合にはセルサーチを終了する。これにより、時間的に一定した上限を設定することができる。
【００８３】
図１２は、第１段階の第２次平均化の際に重み付けを行う方法を示すフローチャートである。図１２（ａ）に示すように、第１段階は、初回は平均化時間Ｔ１、２回目以降は平均化時間Ｔ１’で平均化が行われる（ステップＳ１２０１およびステップＳ１２０９）。ここで、ステップＳ１２０９で行われる動作が、図１２（ｂ）に示されている。
【００８４】
平均化時間Ｔ１’で繰り返し行われる第１段階の第１次平均化（ステップＳ１２１）により算出される平均相関値Ｃi0〜Ｃi3をそれぞれメモリＤに記憶しておく。そして、各回の平均相関値Ｃi0〜Ｃi3に対し重み係数Ｗ0〜Ｗ3を用いて重み付けを行い、それらを平均化装置１２５にて第２次平均化する。そして、第２次平均化が行われた結果のうち、最大平均相関値を与えるスロット境界を検出する（ステップＳ１２３）。これにより、高い平均化効果を得ることができる。その際、第２次平均化を行う時刻（例えば、最後の第１次平均化に用いられたスロットの終端に相当する時刻）を基点として、より過去に算出された平均相関値に対応する重み付けの値を小さくすることにより、フェージング等による受信電力の変動の影響を軽減することができる。
【００８５】
図１３は第１段階の平均化の際に忘却係数を用いる方法を示すフローチャートである。図１３（ａ）に示すように、初回の第１段階は平均化時間Ｔ１で、２回目以降の第１段階は平均化時間Ｔ１’で平均化が行われる（ステップＳ１３０１、ステップＳ１３０９）。ここで、ステップＳ１３０９における動作が図１３（ｂ）に示されている。ステップＳ１３０９における第１段階の第１次平均化（ステップＳ１３１）では、Ｔ１’毎に繰り返し平均相関値が得られるが、その都度過去の平均相関値に忘却係数λ（0≦λ≦1）を掛けた値と現在の平均化結果を加算することで第２次平均化を行い、その結果最大平均相関値を与えるスロット境界を選択する（ステップＳ１３５）。
【００８６】
また、この平均相関値は再びメモリ１３３に格納され、次回のスロット境界検出時に利用される。λを大きくするほど、過去の平均化結果を利用するため、平均化効果は大きくなるが、あまり大きくするとフェージング等による受信電力変動の影響を受けやすくなる。そこで、移動通信システムの適用領域を考慮してλを選ぶことで、効果的な平均化を行った上でスロット境界の検出を行うことができる。
【００８７】
平均化におけるこれらの重み付けの値や忘却係数の値は、移動局の移動速度などによって最適値が異なる。そこで、例えば移動局の移動速度を検出し、移動速度が小さい場合には過去の平均化結果を多く使い、移動速度が大きい場合には過去の平均化結果を少な目に使う。すなわち、重み係数を小さくする割合を、移動局の移動速度が大きいほど相対的に大きくする。このように、重み付けの値や忘却係数を適応的に変化させることで、そのときの条件に合った最適な平均化を行うことができる。
【００８８】
図１４は、移動局の状態に応じてセルサーチ方法を使い分ける方法を示すフローチャートである。
セルサーチに関する移動局の状態は、大きく電源投入時、待ち受け中、通信中の３つの状態に分けることができる。電源投入時や待ち受け中は、移動局の電池の持続時間を延ばすために消費電力を極力小さくすることが要求される。第１段階の消費電力が相対的に大きい移動局では、セルサーチの間第１段階を連続的に行う方法は電池の持続時間にインパクトを与える場合がある。しかしながら、そのような移動局であっても通信中は電波の送信を行うことから、セルサーチに費やす消費電力は相対的に小さく、通信中は第１段階を連続的に行っても電池の持続時間にインパクトは与えない。
【００８９】
また、通信中はハンドオーバーを円滑に行うために高速かつ高精度のセルサーチが要求される。さらに、ハンドオーバー先のセルをセルサーチする際には通信中のセルからの信号が干渉として見えるために、非常に干渉電力が大きい環境でセルサーチを行わなければならない。このため、第１段階を連続的に行ってセルサーチの速度や精度を高めることの効果は非常に大きい。
【００９０】
そこで、通信中かどうかの判定を行い（ステップＳ１４０１）、通信中であると判定された場合に限って第１段階を連続的に動作させることにより（ステップＳ１４１１およびステップＳ１４１９）、トータルとしての移動局の消費電力の増加を抑えつつ、通信中のセルサーチの速度や精度を改善することができる。
【００９１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、３段階セルサーチ法において第１段階を第２段階または第３段階と併行して連続して行うので、検出結果の判定において再セルサーチが必要と判定された場合には第１段階ではなく第２段階からセルサーチ行えばよく、第１段階を連続的に動作させることから第１段階の平均化効果が大きくなる。結果として、従来のセルサーチ法よりも短いセルサーチ時間でより精度の高いセルサーチを行うことが可能となる。
【００９２】
また、本発明によれば、連続して動作する第１段階において、検出されたスロット境界が変化した場合には、より信頼性の高い最新の検出されたスロット境界に基づいて直ちに第２段階から再セルサーチを行うことができ、短いセルサーチ時間でより正確なセルサーチの動作を実現できる。
【００９３】
また、本発明によれば、セルサーチを繰り返す回数やセルサーチ時間に予め定められた上限を設けることによって、適切なセルがない状況における不必要なセルサーチの繰り返しを防止できる。結果としてセルサーチ時間を短縮し、移動局の消費電力を低減することができる。
【００９４】
また、本発明によれば、第１段階の平均化の際に重み付けを行ったり、忘却係数を用いたりすることによって、フェージング等による受信電力の変動の影響を抑えつつ高い平均化効果を得ることができる。更に、これら重み付けの値や忘却係数を移動局の移動速度等に応じて適応的に変化させることにより、瞬時瞬時の伝搬路の状況等に応じて最適な平均化を行うことができ、効果的なセルサーチが可能となる。
【００９５】
さらに本発明によれば、移動局が通信中である場合に限って第１段階を連続的に動作させるアルゴリズムを用いるので、移動局の電源投入時や待ち受け中における消費電力を抑え、かつ通信中は円滑で安定したハンドオーバーを行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】セルサーチに関係する下りチャネルの構成を示す概略図である。
【図２】従来の３段階セルサーチ法のアルゴリズムを示す図である。
【図３】本実施形態に係るセルサーチ方法を示すフローチャートである。
【図４】図３に示すアルゴリズムでセルサーチを行った場合の動作フローの例を示す図である。
【図５】本実施形態に係るセルサーチ方法の別の例を示すフローチャートである。
【図６】図５のアルゴリズムに従ってセルサーチを行った場合の動作フローの例を示す図である。
【図７】図５のアルゴリズムに従ってセルサーチを行った場合のセルサーチ時間特性を示す図である。
【図８】図５のアルゴリズムに従ってセルサーチを行った場合の９５％セルサーチ時間特性を示す図である。
【図９】セルサーチ回数に上限を設けるセルサーチ方法の一例を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の一実施形態に係る図５のアルゴリズムに対してセルサーチ回数に上限を設ける方法の一例を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の一実施形態に係る図５のアルゴリズムに対してセルサーチ時間に上限を設ける方法の一例を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の一実施形態に係る第１段階の平均化の際に重み付けを行う方法の例を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の一実施形態に係る第１段階の平均化の際に忘却係数を用いる方法の例を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の一実施形態に係る移動局が通信中である場合に限って第１段階を連続して動作させるアルゴリズムを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１２５ 平均化装置
Ｃij 平均相関値
Ｄ メモリ
Ｗj 重み係数
λ 忘却係数
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動通信システムにおけるセルサーチ方法に関し、より詳細には、３段階セルサーチ法において第１段階を第２段階または第３段階と併行にかつ連続して行うＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）移動通信システムにおける移動局のセルサーチ方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤＭＡ方式における移動通信システムにおいて、移動局がある基地局と通信する場合、またはある基地局に対して受信電力の測定などを行う場合、その基地局からの下り信号のフレーム境界およびスクランブル符号を検出しなければならない。これをセルサーチと呼んでいる。
【０００３】
セルサーチの方法は、基本的には可能性のあるすべてのタイミングにおいて、可能性のあるすべてのスクランブル符号でデスクランブルを行う。そして、使用されている拡散符号で逆拡散を行った結果の相関値が、最大となるようなタイミングおよびスクランブル符号を選択することで、その基地局のフレーム境界およびスクランブル符号を検出することができる。しかし、この方法では、セルサーチに多大な時間を要する。そこで、これを高速化するために、基地局からスロット毎にＰＳＣＨ(Primary Synchronisation CHannel)とＳＳＣＨ（Secondary Synchronisation CHannel）という２つの同期チャネルを送信する方法が用いられる（3GPP Technical Specification 25.211参照）。
【０００４】
図１は、セルサーチに関係する下りチャネルの構成を示す概略図であり、ＣＤＭＡ移動通信方式の代表例であるＷ−ＣＤＭＡ方式（3GPP Technical Specification 25.211参照）におけるセルサーチに関係する下りチャネルを示したものである。ＰＳＣＨは、全セル全スロット共通の拡散符号ＰＳＣ（Primary Synchronisation Code）が用いられ、スロット周期で送信される。ＳＳＣＨは、スロット毎に異なる拡散符号ＳＳＣ0〜ＳＳＣn-1（Secondary Synchronisation Code）が用いられ、１フレームで拡散符号系列を構成し、これがフレーム周期で繰り返し送信される。この拡散符号系列はセル毎に異なる系列が用いられ、かつこの系列には当該基地局が使用するスクランブル符号が属するスクランブル符号グループが対応づけられている。
【０００５】
図２は従来の３段階セルサーチ方法を示す図である。
まず、スロット境界の検出を行う（ステップＳ２０１）。ＰＳＣＨでは、全セル全スロット共通の拡散符号（ＰＳＣ）が用いられる。移動局は、受信信号をこの拡散符号に対応したマッチトフィルタに入力し、雑音や干渉の影響を軽減するために複数スロットにわたって平均化を行った後、最も平均相関値が大きいタイミングを選択することで、スロット境界の検出を行う。以後、ここまでの動作を第１段階と呼ぶ。
【０００６】
次に、フレーム境界およびスクランブル符号グループの検出を行う（ステップＳ２０３）。ＳＳＣＨでは、スロット毎に異なる拡散符号が用いられ、１フレームである拡散符号系列が構成される。これらの拡散符号系列はフレーム周期で繰り返され、かつ、セル毎に異なる拡散符号系列が用いられる。これらの拡散符号系列には、それぞれスクランブル符号のグループが対応づけられており、後に行うスクランブル符号の検出を容易にしている。第１段階でスロット境界が検出されているため、移動局はＳＳＣＨの送信タイミングを計算できる。
【０００７】
移動局は、計算されたタイミングで受信信号をＳＳＣＨの拡散符号（ＳＳＣ）で逆拡散する。そして、考えられるすべてのフレーム境界およびＳＳＣ符号系列に合わせて相関値を平均化し、最も平均相関値が大きくなるタイミングおよびＳＳＣ拡散符号系列を選択する。これにより、移動局はフレーム境界およびスクランブル符号グループを検出する。以後、この動作を第２段階と呼ぶ。
【０００８】
さらに、スクランブル符号の検出を行う（ステップＳ２０５）。第２段階までにフレーム境界およびスクランブル符号グループを検出した移動局は、セル毎に異なるスクランブル符号がかけられている共通パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ; Common PIlot CHannel）を最後に受信して、検出されたスクランブル符号グループの中のどのスクランブル符号が用いられているかを検出する。既にフレーム境界が検出されていることから、スクランブル符号の位相は計算可能である。
【０００９】
ＣＰＩＣＨの拡散符号は全セル共通であるので、基本的にはグループ内のすべてのスクランブル符号でデスクランブルした上で、ＣＰＩＣＨの拡散符号で逆拡散し、これを複数シンボルにわたって平均化した後に平均相関値が最も大きくなるようなスクランブル符号を選択すればよい。以後、この動作を第３段階とよぶ。
【００１０】
そして、検出されたフレーム境界およびスクランブル符号が正しいかどうかの検出結果判定を行い（ステップＳ２０７）、正しいと判断した場合にはそこでセルサーチを終了し、そうでない場合は第１段階からセルサーチをやり直す。フレーム境界およびスクランブル符号が正しいかどうかの判定は、たとえばこれらの値と基準値とをそれぞれ比較することにより行う。
【００１１】
従来から行われている３段階セルサーチ法では、上述した第１段階、第２段階および第３段階のプロセスをシリアルに実行して、検出されたフレーム境界およびスクランブル符号が正しいかどうかの検出結果判定を行う。そして、検出結果が正しいと判定されなかった場合には、各段階のメモリを初期化した上で再び第１段階からセルサーチをやり直し、フレーム境界及びスクランブル符号が検出されるまでこの動作を繰り返し行う。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
移動局の消費電力は、移動局のセルサーチ時間が短いほど小さくすることができる。また、移動局のセルサーチ時間が短かければハンドオーバーも高速に実行できるため、より円滑で安定した通信が可能となる。さらに、適切なセルを高速かつ正確に選択することにより、必要最小限の送信電力で通信を行うことができ、結果として移動局の通信中の消費電力を低減し、またシステム容量を増大することができる。
【００１３】
しかしながら、従来から用いられている３段階セルサーチ法では、上述した第１段階から第３段階までの動作をシリアルに実行し、検出結果の判定のみによってセルサーチのやり直しを決定していた。このため、やり直しが必要であると判断されるタイミングが遅くなる傾向があるという問題があった。
【００１４】
特に、雑音や干渉が大きい場合には第１段階におけるスロット境界検出に失敗する確率が高くなる。そして、第１段階で失敗すると、そのセルサーチにおける第２段階、第３段階の動作は誤ったスロット境界に基づいて動作してしまうため、全く無駄な動作となってしまう。このため、セルサーチの所要時間が長くなってしまうという問題があった。
【００１５】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、３段階セルサーチ法において、第２段階および第３段階の実行時にも第１段階のＰＳＣＨ受信および第１次平均化処理を継続して行い、更には以前の第１段階の結果も用いて第２次平均化を行うことによって、検出精度を向上させ、移動局の消費電力を低減し、円滑で安定した通信を提供し、また、システム容量の増大を図ることができる移動通信システムにおける移動局のセルサーチ方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、移動通信システムにおける移動局のセルサーチ方法であって、受信信号を全てのスロットに共通の拡散符号で逆拡散し、第１平均化時間毎に算出した第１平均相関値に基いて第１スロット境界を検出する第１ステップと、該第１ステップにおいて検出した前記第１スロット境界に基づいて、前記スロット毎に異なる個別拡散符号で前記受信信号を逆拡散し、第２平均相関値に基いてフレーム境界およびスクランブル符号グループを検出する第２ステップと、該第２ステップにおいて検出した前記フレーム境界および前記スクランブル符号に基いて、共通パイロット信号をデスクランブルし、第３平均相関値に基いてスクランブル符号を検出する第３ステップと、前記第２ステップまたは前記第３ステップと併行して、第２平均化時間毎の第１次平均化により算出した第４平均相関値に基いて第２スロット境界を検出する第４ステップと、前記第２ステップにおいて検出された前記フレーム境界および前記第３ステップにおいて検出された前記スクランブル符号が正しいか否かを判定する第５ステップとを備え、該第５ステップにおいて前記フレーム境界または前記スクランブル符号が正しくないと判定された場合、前記第１スロット境界に代えて、前記第２スロット境界に基いて前記第２ステップから繰り返すことによりセルサーチを行うことを特徴とする。
【００１７】
この方法によれば、３段階セルサーチ法において検出結果の判定で再サーチが必要と判定された場合、第１段階ではなく第２段階からサーチを行えば良いので、従来の方式より短いサーチ時間でより精度の高いサーチを行うことができる。
【００１８】
また、請求項２に記載の発明は、移動通信システムにおける移動局のセルサーチ方法であって、受信信号を全てのスロットに共通の拡散符号で逆拡散し、第１平均化時間毎に算出した第１平均相関値に基いて第１スロット境界を検出する第１ステップと、該第１ステップにおいて検出した前記第１スロット境界に基づいて、前記スロット毎に異なる個別拡散符号で前記受信信号を逆拡散し、第２平均相関値に基いてフレーム境界およびスクランブル符号グループを検出する第２ステップと、該第２ステップにおいて検出した前記フレーム境界および前記スクランブル符号に基いて、共通パイロット信号をデスクランブルし、第３平均相関値に基いてスクランブル符号を検出する第３ステップと、前記第２ステップまたは前記第３ステップと併行して、第２平均化時間毎の第１次平均化により算出した第４平均相関値に基いて第２スロット境界を検出する第４ステップと、該４ステップにおいて検出された前記第２スロット境界が、前記第１スロット境界または前回の前記第４ステップにおいて検出された前記第２スロット境界と異なっている場合、前記第２ステップまたは前記第３ステップを中止し、前記第１スロット境界または前回の前記第４ステップにおいて検出された前記第２スロット境界に代えて、今回の前記第４ステップにおいて検出された前記第２スロット境界に基づいて前記第２ステップから繰り返すことによりセルサーチを行う第５ステップとを備えたことを特徴とする。
【００１９】
この方法によれば、第１段階で検出されたスロット境界が前回までの結果と異なる場合には、直ちにサーチをやり直すため、サーチ時間をさらに短縮できる。
【００２０】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のセルサーチ方法において、前記第２平均化時間は、前記第１平均化時間と異なることを特徴とする。
【００２１】
この方法によれば、第１段階における出力を安定化させることができるので、効果的なセルサーチを実現することができる。
【００２２】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のセルサーチ方法において、前記第１平均化時間は、前記第２平均化時間より大きいことを特徴とする。
【００２３】
この方法によれば、第１段階において検出されたスロット境界の変化に迅速に対応することができ、結果としてサーチ時間を短縮することができる。
【００２４】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１項に記載のセルサーチ方法において、前記セルサーチの開始から経過した時間と予め定められた上限値とを比較する第６ステップを備え、該第６ステップにおいて前記経過した時間が前記上限値を超えていると判断した場合には、前記セルサーチを終了することを特徴とする。
【００２５】
この方法によれば、適切なセルがないにもかかわらず無駄なセルサーチを繰り返し、結果としてセルサーチの時間が長くなるという従来の方式における不具合を回避することができる。
【００２６】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１項に記載のセルサーチ方法において、セルサーチの試行回数と予め定められた上限値とを比較する第７ステップを備え、該第７ステップにおいて前記試行回数が前記上限値を超えていると判断した場合には前記セルサーチを終了することを特徴とする。
【００２７】
この方法によれば、サーチ時間に上限を設けることができるので、時間的に一定した上限を設定することができる。また、長時間のセルサーチに伴い移動局の消費電力が大きくなることを回避できる。
【００２８】
また、請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれか１項に記載のセルサーチ方法において、前記第４ステップは、前記第１平均化相関値および既に算出した前記第４平均相関値に基いて第２次平均化を行うことにより第５平均相関値を算出し、該第５平均相関値に基いて第２のスロット境界を検出することを特徴とする。
【００２９】
この方法によれば、過去に検出された検出結果を有効に利用することができ、平均化の効果を高め、第１段階のスロット境界検出の精度を上げることができる。
【００３０】
また、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載のセルサーチ方法において、前記第２次平均化は、前記第１平均化相関値および既に算出した前記第４平均相関値の各々について重み付けを行った後に平均化を行うことを特徴とする。
【００３１】
この方法によれば、フェージング等による受信電力の変動の影響を軽減し、より効果的にスロット境界を検出することができる。
【００３２】
また、請求項９に記載の発明は、請求項８に記載のセルサーチ方法において、前記重み付けの値は、適応的に変化させることを特徴とする。
【００３３】
この方法によれば、フェージング等による受信電力の変動の影響を軽減することができ、第１段階の平均化を行う際に高い平均化効果を得ることができる。
【００３４】
また、請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載のセルサーチ方法において、前記第２次平均化を行う時刻を基点として、より過去に算出された前記第１平均相関値に対応する前記重み付けの値を小さくすることを特徴とする。
【００３５】
この方法によれば、時間的に過去の平均化結果ほど重み係数を小さくすることができ、受信電力の変動の影響を軽減することができる。
【００３６】
また、請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載のセルサーチ方法において、前記重み付けの値を小さくする割合を、前記移動局の移動速度が大きいほど相対的に大きくすることを特徴とする。
【００３７】
この方法によれば、移動局の移動速度に従って重み係数をさせることができるので、受信電力の変動の影響を軽減し、スロット境界の検出を柔軟に行うことができる。
【００３８】
また、請求項１２に記載の発明は、請求項７に記載のセルサーチ方法において、前記第２次平均化は、前記第１平均化相関値および既に算出した前記第４平均相関値の各々について忘却係数を掛けた後に平均化を行うことを特徴とする。
【００３９】
この方法によれば、移動通信システムの適用領域を考慮して忘却係数の値を選ぶことにより、効果的な平均化を行った上でスロット境界を検出できる。
【００４０】
また、請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載のセルサーチ方法において、前記忘却係数の値は、適応的に変化させることを特徴とする。
【００４１】
この方法によれば、セルサーチを行う移動局や移動通信システムの環境等の条件に応じて最適な平均化を行うことができる。
【００４２】
また、請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載のセルサーチ方法において、前記忘却係数の値は、前記移動局の移動速度が大きいほど小さくすることを特徴とする。
【００４３】
この方法によれば、セルサーチを行う移動局の移動速度に応じて最適な平均化を行った上で、スロット境界を検出することができるので、フェージング等による受信電力の変動の影響を回避できる。
【００４４】
また、請求項１５に記載の発明は、請求項１ないし１４のいずれか１項に記載のセルサーチ方法において、前記移動局の状態を判定する第８ステップを備え、前記第５ステップは、前記第８ステップにおいて通話中であると判断した場合に行われることを特徴とする。
【００４５】
このような構成をとることにより、移動通信システムにおけるセルサーチの検出精度を向上させ、移動局の消費電力を低減し、円滑で安定した通信を提供し、また、システム容量の増大を図ることができる。
【００４６】
また、請求項１６に記載の発明は、移動通信システムにおける移動局であって、受信信号を全てのスロットに共通の拡散符号で逆拡散し、第１平均化時間毎に算出した第１平均相関値に基いて第１スロット境界を検出する第１手段と、該第１手段により検出した前記第１スロット境界に基づいて、前記スロット毎に異なる個別拡散符号で前記受信信号を逆拡散し、第２平均相関値に基いてフレーム境界およびスクランブル符号グループを検出する第２手段と、該第２手段により検出した前記フレーム境界および前記スクランブル符号に基いて、共通パイロット信号をデスクランブルし、第３平均相関値に基いてスクランブル符号を検出する第３手段と、第２平均化時間毎の第１次平均化により算出した第４平均相関値に基いて第２スロット境界を検出する第４手段と、前記第２手段により検出された前記フレーム境界および前記第３手段により検出された前記スクランブル符号が正しいか否かを判定する第５手段と を備え、該第５手段により前記フレーム境界または前記スクランブル符号が正しくないと判定された場合、前記第２手段は、前記第１スロット境界に代えて、前記第２スロット境界に基いて前記フレーム境界および前記スクランブル符号グループを検出することによりセルサーチを行うことを特徴とする。
【００４７】
また、請求項１７に記載の発明は、移動通信システムにおける移動局であって、受信信号を全てのスロットに共通の拡散符号で逆拡散し、第１平均化時間毎に算出した第１平均相関値に基いて第１スロット境界を検出する第１手段と、該第１手段により検出した前記第１スロット境界に基づいて、前記スロット毎に異なる個別拡散符号で前記受信信号を逆拡散し、第２平均相関値に基いてフレーム境界およびスクランブル符号グループを検出する第２手段と、該第２手段により検出した前記フレーム境界および前記スクランブル符号に基いて、共通パイロット信号をデスクランブルし、第３平均相関値に基いてスクランブル符号を検出する第３手段と、第２平均化時間毎の第１次平均化により算出した第４平均相関値に基いて第２スロット境界を検出する第４手段と、該第４手段により検出された前記第２スロット境界が、前記第１スロット境界または前記第４手段により前回検出された前記第２スロット境界と異なっている場合、前記第２手段または前記第３手段による検出を中止し、前記第１スロット境界または前回検出された前記第２スロット境界に代えて、前記第４手段により今回検出された前記第２スロット境界に基づいて前記フレーム境界および前記スクランブル符号グループを検出することによりセルサーチを行う第５手段とを備えたことを特徴とする。
【００４８】
また、請求項１８に記載の発明は、請求項１６または１７に記載の移動局において、前記第２平均化時間は、前記第１平均化時間と異なることを特徴とする。
【００４９】
また、請求項１９に記載の発明は、請求項１８に記載の移動局において、前記第１平均化時間は、前記第２平均化時間より大きくすることを特徴とする。
【００５０】
また、請求項２０に記載の発明は、請求項１６ないし１９のいずれか１項に記載の移動局において、前記セルサーチの開始から経過した時間と予め定められた上限値とを比較する第６手段を備え、該第６手段において前記経過した時間が前記上限値を超えていると判断した場合には、前記セルサーチを終了することを特徴とする。
【００５１】
また、請求項２１に記載の発明は、請求項１６ないし１９のいずれか１項に記載の移動局において、セルサーチの試行回数と予め定められた上限値とを比較する第７手段を備え、該第７手段において前記試行回数が前記上限値を超えていると判断した場合には前記セルサーチを終了することを特徴とする。
【００５２】
また、請求項２２に記載の発明は、請求項１６ないし２１のいずれか１項に記載の移動局において、前記第４手段は、前記第１平均化相関値および既に算出した前記第４平均相関値に基いて第２次平均化を行うことにより第５平均相関値を算出し、該第５平均相関値に基いて第２のスロット境界を検出することを特徴とする。
【００５３】
また、請求項２３に記載の発明は、請求項２２に記載の移動局において、前記第２次平均化は、前記第１平均化相関値および既に算出した前記第４平均相関値の各々について重み付けを行った後に平均化を行うことを特徴とする。
【００５４】
また、請求項２４に記載の発明は、請求項８に記載の移動局において、前記重み付けの値は、適応的に変化させることを特徴とする。
【００５５】
また、請求項２５に記載の発明は、請求項２４に記載の移動局において、前記第２次平均化を行う時刻を基点として、より過去に算出された前記第１平均相関値に対応する前記重み付けの値を小さくすることを特徴とする。
【００５６】
また、請求項２６に記載の発明は、請求項２５に記載の移動局において、前記重み付けの値を小さくする割合を、前記移動局の移動速度が大きいほど相対的に大きくすることを特徴とする。
【００５７】
また、請求項２７に記載の発明は、請求項２２に記載の移動局において、前記第２次平均化は、前記第１平均化相関値および既に算出した前記第４平均相関値の各々について忘却係数を掛けた後に平均化を行うことを特徴とする。
【００５８】
また、請求項２８に記載の発明は、請求項２７に記載の移動局において、前記忘却係数の値は、適応的に変化させることを特徴とする。
【００５９】
また、請求項２９に記載の発明は、請求項２８に記載の移動局において、前記忘却係数の値は、前記移動局の移動速度が大きいほど小さくすることを特徴とする。
【００６０】
さらに、請求項３０に記載の発明は、請求項１６ないし２９のいずれか１項に記載の移動局において、前記移動局の状態を判定する第８手段を備え、前記第５手段は、前記第８手段において通話中であると判断した場合に前記スクランブル符号が正しいか否かを判定することを特徴とする。
【００６１】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照し、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００６２】
図３は、本実施形態に係るセルサーチ方法を示すフローチャートであり、第１段階を第２段階または第３段階と併行して行うセルサーチ法のアルゴリズムを示す。
【００６３】
第１段階で平均化時間（第１平均化時間）Ｔ１内での平均化が行われた後、スロット境界の検出が行われる（ステップＳ３０１）。次に、従来例と同様に、第２段階、第３段階の動作がシリアルに行われるが（ステップＳ３０３およびステップＳ３０５）、この動作と併行して第１段階の平均化が引き続いて行われる（ステップＳ３０９）。以後、ステップＳ３０９における第１段階の平均化時間（第２平均化時間）をＴ１’とする。ステップＳ３０９における第１段階の平均化では、平均化時間Ｔ１’内のスロット間における相関値の平均化（第１次平均化）を行った後、既に算出された第１段階の平均相関値を使って更に平均化（第２次平均化）を行って、平均相関値を算出する。
【００６４】
この第２次平均化で使用される、既に算出された第１段階の平均相関値には、ステップＳ３０１において算出された平均相関値と、繰り返し行われるステップＳ３０９において既に算出された平均相関値とが含まれている。この第２次平均化によって、平均化の効果を高め、第１段階のスロット境界検出の精度を上げることができる。
【００６５】
Ｔ１’内の第１次平均化および第２次平均化が終了したら、最大平均相関値の選択を行い、スロット境界の検出を行う。第３段階が終了すると、検出結果の判定を行う（ステップＳ３０７）。ステップＳ３０７における判定では、第２段階で検出されたフレーム境界、および第３段階で検出されたスクランブル符号が正しいか否かを判定する。この判定において再セルサーチが必要と判定された場合には、第１段階まで戻るのではなく、スロット境界を一番最近検出された結果に更新し（ステップＳ３１３）、この結果を使用して第２段階からセルサーチを行う。
【００６６】
一方、併行して行われる第１段階の平均化は、ステップＳ３０７の検出結果判定において正しいフレーム境界および正しいスクランブル符号が検出されたと判定されるまで繰り返す（ステップＳ３１１）。以上の動作を、セルサーチが完了するまで繰り返す。
【００６７】
この動作により、再セルサーチを行う際に第１段階まで戻る必要がなくなる。また、第２次平均化を行うことにより、第１段階の平均化効果が大きくなる。したがって、従来方式よりも短時間で、かつ高精度なセルサーチが可能となる。
【００６８】
図４は、図３に示すアルゴリズムでセルサーチを行った場合の動作フローの例を示す図である。第１段階で平均化時間Ｔ１で平均化が行われ、スロット境界Ｂ１が検出されると第２段階の動作を始めるが、同時に第１段階の平均化を引き続き平均化時間Ｔ１’で行う。第２段階が終了すると第３段階に移り、その後検出結果の判定が行われる。
【００６９】
図４に示す例では、検出結果の判定において再セルサーチが必要であると判定されたため、再度第２段階からセルサーチを行っている。このとき、スロット境界は第３段階の実行中にＢ１からＢ２に変化したため、再度のセルサーチはスロット境界を最新の検出結果であるＢ２に更新して行われる。そして、第３段階を経た後、再度検出結果の判定が行われ、正しいフレーム境界およびスクランブル符号が検出されたと判定されたため、セルサーチが終了している。
【００７０】
図５は、本実施形態に係るセルサーチ方法の別の例を示すフローチャートであり、具体的には、第１段階を第２段階または第３段階と併行して行い、かつ第１段階で検出されたスロット境界が変わった場合には直ちに第２段階からセルサーチをやり直すセルサーチ法のアルゴリズムを示す。前例と同様に、第１段階終了後、第２段階に進むと同時に、第１段階も引き続き併行して行われる（ステップＳ５０１、ステップＳ５０３およびステップＳ５０９）。併行して行われる第１段階では、時間Ｔ１’毎にスロット境界の検出結果が更新されるが（ステップＳ５１３）、更新された結果が時間Ｔ１’前に検出された結果（すなわち前回のセルサーチにおける検出結果）と異なる場合には、直ちに第２段階または第３段階の動作を中止する（ステップＳ５１５）。そして第２段階に戻り、更新された最新のスロット境界の値に基いて再度セルサーチを行う。
【００７１】
第１段階の検出結果がＴ１’前の結果と同じである場合には、第２段階終了後第３段階に移り、スクランブル符号の検出を行ってから検出結果の判定を行う（ステップＳ５０７）。検出結果の判定で再セルサーチが必要と判断した場合は、再度第２段階からセルサーチを行う。このとき、スロット境界は前回のセルサーチで用いたものと同じ値を用いる。併行して行われる第１段階の平均化は、ステップＳ５０７の検出結果判定において正しいスクランブル符号が検出されたと判定されるまで繰り返す（ステップＳ５１７）。
【００７２】
これにより、第１段階で検出されたスロット境界が前回までの結果と異なる場合には直ちにセルサーチをやり直すため、セルサーチ時間を短縮できる。
【００７３】
図６は、図５のアルゴリズムでセルサーチを行った場合の動作フローの例を示す図である。第１段階において平均化時間Ｔ１で平均化が行われ、スロット境界が検出されると、第２段階の動作を始めると同時に平均化時間Ｔ１’で引き続き第１段階の平均化を行う。第３段階の途中で、第１段階で検出されたスロット境界が前回までのＢ１からＢ２に変わったため、直ちに第３段階を中止する。スロット境界を最新の値であるＢ２に更新した上で、第２段階に戻って再セルサーチを行う。ここで、中止された第３段階の動作は破線で示されている。
【００７４】
再セルサーチはその後、第２段階を経て、第３段階へ進むが、その間に併行して行われる第１段階の検出結果はＢ２のまま変化がないため、そのまま再セルサーチが進められる。そして、検出結果判定で正しいフレーム境界およびスクランブル符号が選択されたと判定されたため、セルサーチが終了している。ここで、ステップＳ５０１における第１平均化時間Ｔ１をステップＳ５０９における第２平均化時間Ｔ１’より大きくとることにより、初回の第１段階の出力が十分安定してから第２段階に入ることができる。また、第２平均化時間Ｔ１’を第１平均化時間Ｔ１に対して小さくとることにより、検出されたスロット境界の変化に素早く対応することができる。
【００７５】
図７は、図５のアルゴリズムでセルサーチを行った場合のセルサーチ時間特性を示すシミュレーション結果を示す図である。横軸はサーチ時間であり、縦軸はそのサーチ時間までに正しくサーチが完了した移動局の割合である。フェージングの最大ドップラー周波数（ｆＤ）は８０［Ｈｚ］で、当該基地局からの総受信電力と他セル干渉および熱雑音電力の和との比Stotal/Nは−９［ｄＢ］としている。実線で示される従来方式と比べて、破線で示される本実施形態のアルゴリズムによるセルサーチ法の方が、セルサーチ時間を大幅に短縮できることがわかる。
【００７６】
図８は、図５のアルゴリズムに従ってセルサーチを行った場合の９５％サーチ時間特性を示す図であり、横軸にStotal/N、縦軸に９５％のユーザが正しくセルサーチを完了するのに要する時間を示したグラフである。Stotal/Nが小さいほど、すなわち干渉や雑音が大きくセルサーチが困難な状況ほど本実施形態のアルゴリズムによるサーチ時間の改善度が大きいことがわかる。
【００７７】
図９は、本実施形態に係る図３のアルゴリズムに対してセルサーチの試行回数に上限を設けるセルサーチ方法の一例を示すフローチャートである。基本的なアルゴリズムは図３のものと同じであるが、１回のセルサーチが終了し、ステップＳ９０７の検出結果判定で再セルサーチが必要と判定された場合には、セルサーチの試行回数Nsearchをインクリメントして（ステップＳ９０９）、予め定められた上限値Nsearch_maxと比較処理を行なう（ステップＳ９１１）。
【００７８】
NsearchがNsearch_max以上の場合にはセルサーチを終了するが、このとき移動局は適切なセルが見つからなかったと判断し、周波数などの条件を変えて再度セルサーチを行ったり、サービスエリア外であると判断したりする。この動作により、適切なセルがないにもかかわらず無駄なセルサーチを繰り返してセルサーチ時間が長くなったり、長時間のセルサーチに伴い移動局の消費電力が大きくなったりすることを回避できる。
【００７９】
図１０は、図５のアルゴリズムでセルサーチを行った場合のセルサーチ回数に上限を設ける方法の例を示すフローチャートである。第１段階終了後、第２段階に進むと同時に、第１段階も引き続き併行して行われる（ステップＳ１００１、ステップＳ１００７およびステップＳ１０１３）。併行して行われる第１段階では、時間Ｔ１’毎にスロット境界の検出結果が更新されるが（ステップＳ１０１７）、更新された結果が時間Ｔ１’前に検出された結果と異なる場合には、スロット境界を最新の値に更新してから直ちに第２段階または第３段階の動作を中止する（ステップＳ１０１９）。そして第２段階に戻り、更新されたスロット境界に基いて再度セルサーチを行う。
【００８０】
ステップＳ１０１３における第１段階の検出結果が時間Ｔ１’前の検出結果と同じである場合には、第２段階終了後第３段階に移り、スクランブル符号の検出を行ってから検出結果の判定を行う（ステップＳ１０１１）。検出結果判定で再セルサーチが必要と判定された場合は、再度第２段階からセルサーチを行う。このときスロット境界は前回のセルサーチで用いたものと同じ値を用いる。
【００８１】
このアルゴリズムでは、第２段階や第３段階の途中でセルサーチを中止し、第２段階から再セルサーチを行う場合もあるため、第２段階の動作を行う前にセルサーチの試行回数Nsearchのインクリメントを行い（ステップＳ１００３）、予め定められた上限Nsearch_maxとの比較を行っている（ステップＳ１００５）。この判断処理において、試行回数Nsearchが上限値Nsearch_maxを超えていると判断した場合にはセルサーチを終了する。ステップＳ１０１３において併行して行われる第１段階の平均化は、ステップＳ１０１１の検出結果判定において正しいスクランブル符号が検出されたか、またはNsearchがNsearch_maxを超えていると判定されるまで繰り返す（ステップＳ１０２１）。
【００８２】
図１１は、図５のアルゴリズムでセルサーチを行った場合のセルサーチ時間に上限を設ける方法の例を示すフローチャートである。ここでは、セルサーチの回数ではなく、セルサーチの時間に予め定められた上限を設けている。図５のアルゴリズムでは、第２段階や第３段階の途中でセルサーチを中止し、第２段階から再セルサーチを行う場合があるため（図５のステップＳ５１５）、セルサーチの回数は必ずしもセルサーチ時間に比例しない。そこで、予め定められた上限Tsearch_maxを設けておく。そして、セルサーチ時間tを測定し、測定された時間tとTsearch_maxとの比較を行っている（ステップＳ１１０３）。この判断処理において、時間ｔが上限値Tsearch_max以上であると判断した場合にはセルサーチを終了する。これにより、時間的に一定した上限を設定することができる。
【００８３】
図１２は、第１段階の第２次平均化の際に重み付けを行う方法を示すフローチャートである。図１２（ａ）に示すように、第１段階は、初回は平均化時間Ｔ１、２回目以降は平均化時間Ｔ１’で平均化が行われる（ステップＳ１２０１およびステップＳ１２０９）。ここで、ステップＳ１２０９で行われる動作が、図１２（ｂ）に示されている。
【００８４】
平均化時間Ｔ１’で繰り返し行われる第１段階の第１次平均化（ステップＳ１２１）により算出される平均相関値Ｃi0〜Ｃi3をそれぞれメモリＤに記憶しておく。そして、各回の平均相関値Ｃi0〜Ｃi3に対し重み係数Ｗ0〜Ｗ3を用いて重み付けを行い、それらを平均化装置１２５にて第２次平均化する。そして、第２次平均化が行われた結果のうち、最大平均相関値を与えるスロット境界を検出する（ステップＳ１２３）。これにより、高い平均化効果を得ることができる。その際、第２次平均化を行う時刻（例えば、最後の第１次平均化に用いられたスロットの終端に相当する時刻）を基点として、より過去に算出された平均相関値に対応する重み付けの値を小さくすることにより、フェージング等による受信電力の変動の影響を軽減することができる。
【００８５】
図１３は第１段階の平均化の際に忘却係数を用いる方法を示すフローチャートである。図１３（ａ）に示すように、初回の第１段階は平均化時間Ｔ１で、２回目以降の第１段階は平均化時間Ｔ１’で平均化が行われる（ステップＳ１３０１、ステップＳ１３０９）。ここで、ステップＳ１３０９における動作が図１３（ｂ）に示されている。ステップＳ１３０９における第１段階の第１次平均化（ステップＳ１３１）では、Ｔ１’毎に繰り返し平均相関値が得られるが、その都度過去の平均相関値に忘却係数λ（0≦λ≦1）を掛けた値と現在の平均化結果を加算することで第２次平均化を行い、その結果最大平均相関値を与えるスロット境界を選択する（ステップＳ１３５）。
【００８６】
また、この平均相関値は再びメモリ１３３に格納され、次回のスロット境界検出時に利用される。λを大きくするほど、過去の平均化結果を利用するため、平均化効果は大きくなるが、あまり大きくするとフェージング等による受信電力変動の影響を受けやすくなる。そこで、移動通信システムの適用領域を考慮してλを選ぶことで、効果的な平均化を行った上でスロット境界の検出を行うことができる。
【００８７】
平均化におけるこれらの重み付けの値や忘却係数の値は、移動局の移動速度などによって最適値が異なる。そこで、例えば移動局の移動速度を検出し、移動速度が小さい場合には過去の平均化結果を多く使い、移動速度が大きい場合には過去の平均化結果を少な目に使う。すなわち、重み係数を小さくする割合を、移動局の移動速度が大きいほど相対的に大きくする。このように、重み付けの値や忘却係数を適応的に変化させることで、そのときの条件に合った最適な平均化を行うことができる。
【００８８】
図１４は、移動局の状態に応じてセルサーチ方法を使い分ける方法を示すフローチャートである。
セルサーチに関する移動局の状態は、大きく電源投入時、待ち受け中、通信中の３つの状態に分けることができる。電源投入時や待ち受け中は、移動局の電池の持続時間を延ばすために消費電力を極力小さくすることが要求される。第１段階の消費電力が相対的に大きい移動局では、セルサーチの間第１段階を連続的に行う方法は電池の持続時間にインパクトを与える場合がある。しかしながら、そのような移動局であっても通信中は電波の送信を行うことから、セルサーチに費やす消費電力は相対的に小さく、通信中は第１段階を連続的に行っても電池の持続時間にインパクトは与えない。
【００８９】
また、通信中はハンドオーバーを円滑に行うために高速かつ高精度のセルサーチが要求される。さらに、ハンドオーバー先のセルをセルサーチする際には通信中のセルからの信号が干渉として見えるために、非常に干渉電力が大きい環境でセルサーチを行わなければならない。このため、第１段階を連続的に行ってセルサーチの速度や精度を高めることの効果は非常に大きい。
【００９０】
そこで、通信中かどうかの判定を行い（ステップＳ１４０１）、通信中であると判定された場合に限って第１段階を連続的に動作させることにより（ステップＳ１４１１およびステップＳ１４１９）、トータルとしての移動局の消費電力の増加を抑えつつ、通信中のセルサーチの速度や精度を改善することができる。
【００９１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、３段階セルサーチ法において第１段階を第２段階または第３段階と併行して連続して行うので、検出結果の判定において再セルサーチが必要と判定された場合には第１段階ではなく第２段階からセルサーチ行えばよく、第１段階を連続的に動作させることから第１段階の平均化効果が大きくなる。結果として、従来のセルサーチ法よりも短いセルサーチ時間でより精度の高いセルサーチを行うことが可能となる。
【００９２】
また、本発明によれば、連続して動作する第１段階において、検出されたスロット境界が変化した場合には、より信頼性の高い最新の検出されたスロット境界に基づいて直ちに第２段階から再セルサーチを行うことができ、短いセルサーチ時間でより正確なセルサーチの動作を実現できる。
【００９３】
また、本発明によれば、セルサーチを繰り返す回数やセルサーチ時間に予め定められた上限を設けることによって、適切なセルがない状況における不必要なセルサーチの繰り返しを防止できる。結果としてセルサーチ時間を短縮し、移動局の消費電力を低減することができる。
【００９４】
また、本発明によれば、第１段階の平均化の際に重み付けを行ったり、忘却係数を用いたりすることによって、フェージング等による受信電力の変動の影響を抑えつつ高い平均化効果を得ることができる。更に、これら重み付けの値や忘却係数を移動局の移動速度等に応じて適応的に変化させることにより、瞬時瞬時の伝搬路の状況等に応じて最適な平均化を行うことができ、効果的なセルサーチが可能となる。
【００９５】
さらに本発明によれば、移動局が通信中である場合に限って第１段階を連続的に動作させるアルゴリズムを用いるので、移動局の電源投入時や待ち受け中における消費電力を抑え、かつ通信中は円滑で安定したハンドオーバーを行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】セルサーチに関係する下りチャネルの構成を示す概略図である。
【図２】従来の３段階セルサーチ法のアルゴリズムを示す図である。
【図３】本実施形態に係るセルサーチ方法を示すフローチャートである。
【図４】図３に示すアルゴリズムでセルサーチを行った場合の動作フローの例を示す図である。
【図５】本実施形態に係るセルサーチ方法の別の例を示すフローチャートである。
【図６】図５のアルゴリズムに従ってセルサーチを行った場合の動作フローの例を示す図である。
【図７】図５のアルゴリズムに従ってセルサーチを行った場合のセルサーチ時間特性を示す図である。
【図８】図５のアルゴリズムに従ってセルサーチを行った場合の９５％セルサーチ時間特性を示す図である。
【図９】セルサーチ回数に上限を設けるセルサーチ方法の一例を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の一実施形態に係る図５のアルゴリズムに対してセルサーチ回数に上限を設ける方法の一例を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の一実施形態に係る図５のアルゴリズムに対してセルサーチ時間に上限を設ける方法の一例を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の一実施形態に係る第１段階の平均化の際に重み付けを行う方法の例を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の一実施形態に係る第１段階の平均化の際に忘却係数を用いる方法の例を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の一実施形態に係る移動局が通信中である場合に限って第１段階を連続して動作させるアルゴリズムを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１２５ 平均化装置
Ｃij 平均相関値
Ｄ メモリ
Ｗj 重み係数
λ 忘却係数
Claims (30)
- 受信信号を全てのスロットに共通の拡散符号で逆拡散し、第１平均化時間毎に算出した第１平均相関値に基いて第１スロット境界を検出する第１ステップと、
該第１ステップにおいて検出した前記第１スロット境界に基づいて、前記スロット毎に異なる個別拡散符号で前記受信信号を逆拡散し、第２平均相関値に基いてフレーム境界およびスクランブル符号グループを検出する第２ステップと、
該第２ステップにおいて検出した前記フレーム境界および前記スクランブル符号に基いて、共通パイロット信号をデスクランブルし、第３平均相関値に基いてスクランブル符号を検出する第３ステップと、
前記第２ステップまたは前記第３ステップと併行して、第２平均化時間毎の第１次平均化により算出した第４平均相関値に基いて第２スロット境界を検出する第４ステップと、
前記第２ステップにおいて検出された前記フレーム境界および前記第３ステップにおいて検出された前記スクランブル符号が正しいか否かを判定する第５ステップと
を備え、該第５ステップにおいて前記フレーム境界または前記スクランブル符号が正しくないと判定された場合、前記第１スロット境界に代えて、前記第２スロット境界に基いて前記第２ステップから繰り返すことによりセルサーチを行うことを特徴とする移動通信システムにおける移動局のセルサーチ方法。 - 受信信号を全てのスロットに共通の拡散符号で逆拡散し、第１平均化時間毎に算出した第１平均相関値に基いて第１スロット境界を検出する第１ステップと、
該第１ステップにおいて検出した前記第１スロット境界に基づいて、前記スロット毎に異なる個別拡散符号で前記受信信号を逆拡散し、第２平均相関値に基いてフレーム境界およびスクランブル符号グループを検出する第２ステップと、
該第２ステップにおいて検出した前記フレーム境界および前記スクランブル符号に基いて、共通パイロット信号をデスクランブルし、第３平均相関値に基いてスクランブル符号を検出する第３ステップと、
前記第２ステップまたは前記第３ステップと併行して、第２平均化時間毎の第１次平均化により算出した第４平均相関値に基いて第２スロット境界を検出する第４ステップと、
該４ステップにおいて検出された前記第２スロット境界が、前記第１スロット境界または前回の前記第４ステップにおいて検出された前記第２スロット境界と異なっている場合、前記第２ステップまたは前記第３ステップを中止し、前記第１スロット境界または前回の前記第４ステップにおいて検出された前記第２スロット境界に代えて、今回の前記第４ステップにおいて検出された前記第２スロット境界に基づいて前記第２ステップから繰り返すことによりセルサーチを行う第５ステップと
を備えたことを特徴とする移動通信システムにおける移動局のセルサーチ方法。 - 前記第２平均化時間は、前記第１平均化時間と異なることを特徴とする請求項１または２に記載のセルサーチ方法。
- 前記第１平均化時間は、前記第２平均化時間より大きくすることを特徴とする請求項３に記載のセルサーチ方法。
- 前記セルサーチの開始から経過した時間と予め定められた上限値とを比較する第６ステップを備え、該第６ステップにおいて前記経過した時間が前記上限値を超えていると判断した場合には、前記セルサーチを終了することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のセルサーチ方法。
- セルサーチの試行回数と予め定められた上限値とを比較する第７ステップを備え、該第７ステップにおいて前記試行回数が前記上限値を超えていると判断した場合には前記セルサーチを終了することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のセルサーチ方法。
- 前記第４ステップは、前記第１平均化相関値および既に算出した前記第４平均相関値に基いて第２次平均化を行うことにより第５平均相関値を算出し、該第５平均相関値に基いて第２のスロット境界を検出することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載のセルサーチ方法。
- 前記第２次平均化は、前記第１平均化相関値および既に算出した前記第４平均相関値の各々について重み付けを行った後に平均化を行うことを特徴とする請求項７に記載のセルサーチ方法。
- 前記重み付けの値は、適応的に変化させることを特徴とする請求項８に記載のセルサーチ方法。
- 前記第２次平均化を行う時刻を基点として、より過去に算出された前記第１平均相関値に対応する前記重み付けの値を小さくすることを特徴とする請求項９に記載のセルサーチ方法。
- 前記重み付けの値を小さくする割合を、前記移動局の移動速度が大きいほど相対的に大きくすることを特徴とする請求項１０に記載のセルサーチ方法。
- 前記第２次平均化は、前記第１平均化相関値および既に算出した前記第４平均相関値の各々について忘却係数を掛けた後に平均化を行うことを特徴とする請求項７に記載のセルサーチ方法。
- 前記忘却係数の値は、適応的に変化させることを特徴とする請求項１２に記載のセルサーチ方法。
- 前記忘却係数の値は、前記移動局の移動速度が大きいほど小さくすることを特徴とする請求項１３に記載のセルサーチ方法。
- 前記移動局の状態を判定する第８ステップを備え、前記第５ステップは、前記第８ステップにおいて通話中であると判断した場合に行われることを特徴とする請求項１ないし１４のいずれか１項に記載のセルサーチ方法。
- 受信信号を全てのスロットに共通の拡散符号で逆拡散し、第１平均化時間毎に算出した第１平均相関値に基いて第１スロット境界を検出する第１手段と、
該第１手段により検出した前記第１スロット境界に基づいて、前記スロット毎に異なる個別拡散符号で前記受信信号を逆拡散し、第２平均相関値に基いてフレーム境界およびスクランブル符号グループを検出する第２手段と、
該第２手段により検出した前記フレーム境界および前記スクランブル符号に基いて、共通パイロット信号をデスクランブルし、第３平均相関値に基いてスクランブル符号を検出する第３手段と、
第２平均化時間毎の第１次平均化により算出した第４平均相関値に基いて第２スロット境界を検出する第４手段と、
前記第２手段により検出された前記フレーム境界および前記第３手段により検出された前記スクランブル符号が正しいか否かを判定する第５手段と
を備え、該第５手段により前記フレーム境界または前記スクランブル符号が正しくないと判定された場合、前記第２手段は、前記第１スロット境界に代えて、前記第２スロット境界に基いて前記フレーム境界および前記スクランブル符号グループを検出することによりセルサーチを行うことを特徴とする移動通信システムにおける移動局。 - 受信信号を全てのスロットに共通の拡散符号で逆拡散し、第１平均化時間毎に算出した第１平均相関値に基いて第１スロット境界を検出する第１手段と、
該第１手段により検出した前記第１スロット境界に基づいて、前記スロット毎に異なる個別拡散符号で前記受信信号を逆拡散し、第２平均相関値に基いてフレーム境界およびスクランブル符号グループを検出する第２手段と、
該第２手段により検出した前記フレーム境界および前記スクランブル符号に基いて、共通パイロット信号をデスクランブルし、第３平均相関値に基いてスクランブル符号を検出する第３手段と、
第２平均化時間毎の第１次平均化により算出した第４平均相関値に基いて第２スロット境界を検出する第４手段と、
該第４手段により検出された前記第２スロット境界が、前記第１スロット境界または前記第４手段により前回検出された前記第２スロット境界と異なっている場合、前記第２手段または前記第３手段による検出を中止し、前記第１スロット境界または前回検出された前記第２スロット境界に代えて、前記第４手段により今回検出された前記第２スロット境界に基づいて前記フレーム境界および前記スクランブル符号グループを検出することによりセルサーチを行う第５手段と
を備えたことを特徴とする移動通信システムにおける移動局。 - 前記第２平均化時間は、前記第１平均化時間と異なることを特徴とする請求項１６または１７に記載の移動局。
- 前記第１平均化時間は、前記第２平均化時間より大きくすることを特徴とする請求項１８に記載の移動局。
- 前記セルサーチの開始から経過した時間と予め定められた上限値とを比較する第６手段を備え、該第６手段において前記経過した時間が前記上限値を超えていると判断した場合には、前記セルサーチを終了することを特徴とする請求項１６ないし１９のいずれか１項に記載の移動局。
- セルサーチの試行回数と予め定められた上限値とを比較する第７手段を備え、該第７手段において前記試行回数が前記上限値を超えていると判断した場合には前記セルサーチを終了することを特徴とする請求項１６ないし１９のいずれか１項に記載の移動局。
- 前記第４手段は、前記第１平均化相関値および既に算出した前記第４平均相関値に基いて第２次平均化を行うことにより第５平均相関値を算出し、該第５平均相関値に基いて第２のスロット境界を検出することを特徴とする請求項１６ないし２１のいずれか１項に記載の移動局。
- 前記第２次平均化は、前記第１平均化相関値および既に算出した前記第４平均相関値の各々について重み付けを行った後に平均化を行うことを特徴とする請求項２２に記載の移動局。
- 前記重み付けの値は、適応的に変化させることを特徴とする請求項８に記載の移動局。
- 前記第２次平均化を行う時刻を基点として、より過去に算出された前記第１平均相関値に対応する前記重み付けの値を小さくすることを特徴とする請求項２４に記載の移動局。
- 前記重み付けの値を小さくする割合を、前記移動局の移動速度が大きいほど相対的に大きくすることを特徴とする請求項２５に記載の移動局。
- 前記第２次平均化は、前記第１平均化相関値および既に算出した前記第４平均相関値の各々について忘却係数を掛けた後に平均化を行うことを特徴とする請求項２２に記載の移動局。
- 前記忘却係数の値は、適応的に変化させることを特徴とする請求項２７に記載の移動局。
- 前記忘却係数の値は、前記移動局の移動速度が大きいほど小さくすることを特徴とする請求項２８に記載の移動局。
- 前記移動局の状態を判定する第８手段を備え、前記第５手段は、前記第８手段において通話中であると判断した場合に前記スクランブル符号が正しいか否かを判定することを特徴とする請求項１６ないし２９のいずれか１項に記載の移動局。
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