JP3836663B2 - 移動通信システムにおける移動局のセルサーチ方法 - 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移動局のセルサーチ方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式による移動通信システムにおいて、移動局は、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を行う場合などに、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する必要がある。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、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い、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。しかし、この方法では、セルサーチに多大な時間を要するため、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）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る。ＣＤＭＡ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 CHannel）が用いられ、１フレームで拡散符号系列を構成し、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る。ＰＳＣＨとＳＳＣＨには、スクランブル符号はかけられない。共通パイロットチャネル（CPICH ; Common PIlot CHannel）は、全セル共通の拡散符号およびシンボルパターンで、セル毎に異なるスクランブル符号がかけられて送信される。
【０００５】
図２は、従来のセルサーチ方法における第１段階の動作を説明するための図である。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ＰＳＣに対応したマッチトフィルタ２０１に入力し、複数スロット間平均化処理部２０２で、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う。ピーク検出器２０３において、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。ここまでの動作を第１段階と呼ぶ。
【０００６】
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することができる。
【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で逆拡散し、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出力値を平均化し、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。この動作を第２段階と呼ぶ。
【０００８】
図３は、従来のセルサーチ方法における第２段階の動作を説明するための図である。第１段階で検出されたスロット境界から、ＳＳＣＨが送信されているタイミングを計算し、そのタイミングでＳＳＣに対応した相関器３０１で相関をとる。これを複数スロットにわたって行い、その結果を考えられるタイミングおよびＳＳＣ拡散符号系列に対応させて、複数スロット間平均化処理部３０２で平均化する。ピーク検出器３０３において、平均相関値が最も大きいタイミングおよびＳＳＣ拡散符号系列を選択することですることで、フレーム境界とスクランブル符号グループを検出する。
【０００９】
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、最後にスクランブル符号がかけられているCPICHを受信して、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。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。この動作を第３段階とよぶ。
【００１０】
図４は、従来のセルサーチ方法における第３段階の動作を説明するための図である。相関器４０１において、第２段階で検出されたフレーム境界から、スクランブル符号の位相を計算し、第２段階で検出されたスクランブル符号グループのすべての符号でデスクランブルし、CPICHの拡散符号で逆拡散する。これを複数シンボルにわたって行い、複数シンボル間平均化処理部４０２で平均化する。ピーク検出器４０３において、平均相関値が最も大きいスクランブル符号を選択し、当該基地局で使われている下りスクランブル符号を検出する。
【００１１】
第１段階から第３段階までを１サーチとすると、移動局は１サーチ終了後に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かったかどうかを判定し、誤っていると判断した場合には、各段階のメモリを初期化した上で、再び第１段階からサーチをやり直し、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るまでこれを繰り返して行う。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
移動通信の伝搬路は、干渉や雑音が存在するが、移動局におけるＰＳＣＨ、ＳＳＣＨ、CPICHなどの受信信号電力対雑音電力比（Ｓ／Ｎ）は、一般に非常に小さい。一方、セルサーチは、移動局が基地局からの受信信号に対し各種の測定を行う場合、通信を行う場合、あるいはハンドオーバーを行う場合などに必要な動作であり、移動局の消費電力の削減や円滑な通信を確保するためには高速かつ高精度でサーチを行う必要がある。セルサーチの高速化・高精度化を行うには、基地局からの総送信電力中に占めるセルサーチに関係する下りチャネルの送信電力の割合を大きくすればよいが、その反面システム容量が小さくなってしまうという問題があった。
【００１３】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、各サーチにおける各段階の相関検出動作を、当該サーチにおける平均相関値だけを用いて行うのではなく、過去のサーチにおける平均相関値も記憶しておき、当該サーチの平均相関値と過去のサーチの平均相関値の両方を用いて、平均化効果を高め、第１段階から第３段階まで各段階の検出精度を高め、サーチの所要時間および精度を改善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を提供することにある。
【００１４】
【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、受信信号を全てのスロットに共通の共通拡散符号で逆拡散し、第１平均相関値に基づいてスロット境界を検出する第１ステップと、該第１ステップで検出した前記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逆拡散し、第２平均相関値に基づ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ステップで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グループに基づいて、共通パイロット信号をデスクランブルし、第３平均相関値に基づいてスクランブル符号を検出する第３ステップとを備え、前記第１ステップ、前記第２ステップ、および前記第３ステップをｎ回（ｎ≧２）繰り返した後に、ｎ＋１回目の前記第１ステップは、ｎ回の前記第１ステップで得られた複数の前記第１平均相関値の平均値を用いてスロット境界の検出を行うことを特徴とする。
【００１５】
この方法によれば、複数サーチ間で平均化が行われるので、雑音や干渉の軽減効果が高まり、第１ステップの検出精度が改善される。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記第２ステップは、前記第１ステップで検出された前記スロット境界が等しい、複数の前記第２平均相関値を用いて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ことを特徴とする。
【００１７】
この方法によれば、同じスロット境界に基づいて計算された平均相関値どうしのみを平均化するので、雑音や干渉の軽減効果が高まり、第２ステップの検出精度が改善される。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、受信信号を全てのスロットに共通の共通拡散符号で逆拡散し、第１平均相関値に基づいてスロット境界を検出する第１ステップと、該第１ステップで検出した前記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逆拡散し、第２平均相関値に基づ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ステップで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グループに基づいて、共通パイロット信号をデスクランブルし、第３平均相関値に基づいてスクランブル符号を検出する第３ステップとを備え、前記第１ステップ、前記第２ステップ、および前記第３ステップをｎ回（ｎ≧２）繰り返した後に、ｎ＋１回目の前記第２ステップは、前記第１ステップで検出された前記スロット境界が等しい、ｎ回の前記第２ステップで得られた複数の前記第２平均相関値の平均値を用いて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ことを特徴とする。
【００１９】
この方法によれば、同じスロット境界に基づいて計算された平均相関値どうしのみを平均化するので、雑音や干渉の軽減効果が高まり、第２ステップの検出精度が改善される。
【００２０】
請求項４に記載の発明は、請求項１，２または３において、前記第３ステップは、前記第２ステップで検出された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が等しい、複数の前記第３平均相関値を用いてスクランブル符号の検出を行うことを特徴とする。
【００２１】
この方法によれば、同じフレーム境界やスクランブル符号グループに基づいて計算された平均相関値どうしのみを平均化するので、雑音や干渉の軽減効果が高まり、第３ステップの検出精度が改善される。
【００２２】
請求項５に記載の発明は、受信信号を全てのスロットに共通の共通拡散符号で逆拡散し、第１平均相関値に基づいてスロット境界を検出する第１ステップと、該第１ステップで検出した前記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逆拡散し、第２平均相関値に基づ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ステップで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グループに基づいて、共通パイロット信号をデスクランブルし、第３平均相関値に基づいてスクランブル符号を検出する第３ステップとを備え、前記第１ステップ、前記第２ステップ、および前記第３ステップをｎ回（ｎ≧２）繰り返した後に、ｎ＋１回目の前記第３ステップは、前記第２ステップで検出された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が等しい、ｎ回の前記第２ステップで得られた複数の前記第３平均相関値の平均値を用いてスクランブル符号の検出を行うことを特徴とする。
【００２３】
この方法によれば、同じフレーム境界やスクランブル符号グループに基づいて計算された平均相関値どうしのみを平均化するので、雑音や干渉の軽減効果が高まり、第３ステップの検出精度が改善される。
【００２４】
請求項６に記載の発明は、請求項１，２または４において、前記第１ステップは、複数の前記第１平均相関値を所定の平均化区間で平均化して第４平均相関値を算出し、該第４平均相関値が最大となるタイミングで前記スロット境界の検出を行うことを特徴とする。
【００２５】
この方法によれば、所定の平均化区間で平均化し、平均相関値が最も大きいタイミングを選択するので、スロット境界をより高精度に検出することができる。
【００２６】
請求項７に記載の発明は、請求項６において、複数の前記第１平均相関値に重み付けを行うことを特徴とする。
【００２７】
この方法によれば、平均化に際して、現在からの時間的な距離に応じて重み付けを行うことで、より柔軟に過去のサーチの結果を利用することができる。
【００２８】
請求項８に記載の発明は、請求項６において、複数の前記第１平均相関値に忘却係数を乗算した値を加算することにより前記第４平均相関値を算出することを特徴とする。
【００２９】
この方法によれば、メモリのサイズが小さい場合でも、より以前の平均相関値を用いて平均化を行うことができる。
【００３０】
請求項９に記載の発明は、請求項２，３または４において、前記第２ステップは、前記第１ステップで検出された前記スロット境界が等しい、複数の前記第２平均相関値を所定の平均化区間で平均化して第５平均相関値を算出し、該第５平均相関値が最大となるタイミングで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の検出を行うことを特徴とする。
【００３１】
この方法によれば、所定の平均化区間で平均化し、平均相関値が最も大きいタイミングを選択するので、フレーム境界およびスクランブル符号グループをより高精度に検出することができる。
【００３２】
請求項１０に記載の発明は、請求項９において、複数の前記第２平均相関値に重み付けを行うことを特徴とする。
【００３３】
この方法によれば、平均化に際して、現在からの時間的な距離に応じて重み付けを行うことで、より柔軟に過去のサーチの結果を利用することができる。
【００３４】
請求項１１に記載の発明は、請求項９において、前記第１ステップで検出された前記スロット境界が等しい場合には、複数の前記第２平均相関値を所定の平均化区間で平均化した第６平均相関値に忘却係数を乗算した値を加算し、前記第１ステップで検出された前記スロット境界が異なる場合には、前記第２平均相関値を加算した結果を、前記第５平均相関値とすることを特徴とする。
【００３５】
この方法によれば、メモリのサイズが小さい場合でも、より以前の平均相関値を用いて平均化を行うことができる。
【００３６】
請求項１２に記載の発明は、請求項４または５において、前記第３ステップは、前記第２ステップで検出された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が等しい、複数の前記第３平均相関値を所定の平均化区間で平均化して第７平均相関値を算出し、該第７平均相関値を用いて前記スクランブル符号の検出を行うことを特徴とする。
【００３７】
この方法によれば、所定の平均化区間で平均化し、平均相関値が最も大きいタイミングを選択するので、平均相関値が最も大きいスクランブル符号を選択することで、スクランブル符号をより高精度に検出することができる。
【００３８】
請求項１３に記載の発明は、請求項１２において、複数の前記第３平均相関値に重み付けを行うことを特徴とする。
【００３９】
この方法によれば、平均化に際して、現在からの時間的な距離に応じて重み付けを行うことで、より柔軟に過去のサーチの結果を利用することができる。
【００４０】
請求項１４に記載の発明は、請求項１２において、前記第２ステップで検出された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が等しい場合には、複数の前記第３平均相関値を所定の平均化区間で平均化した第８平均相関値に忘却係数を乗算した値を加算し、前記第２ステップで検出された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が異なる場合には、前記第３平均相関値を加算した結果を、前記第７平均相関値とすることを特徴とする。
【００４１】
この方法によれば、メモリのサイズが小さい場合でも、より以前の平均相関値を用いて平均化を行うことができる。
【００４２】
請求項１５に記載の発明は、請求項６，９または１２において、前記所定の平均化区間を前記移動局の状態に応じて適応的に変化させることを特徴とする。
【００４３】
この方法によれば、平均化区間の数が移動局の状態によって最適な値が異なるので、状態に応じてこれらの値を適応的に変化させることによって、より効果的にセルサーチを行うことができる。
【００４４】
請求項１６に記載の発明は、請求項７，１０または１３において、前記重み付けの値を前記移動局の状態に応じて適応的に変化させることを特徴とする。
【００４５】
この方法によれば、重み付けの値が移動局の状態によって最適な値が異なるので、状態に応じてこれらの値を適応的に変化させることによって、より効果的にセルサーチを行うことができる。
【００４６】
請求項１７に記載の発明は、請求項８，１１または１４において、前記忘却係数の値を前記移動局の状態に応じて適応的に変化させることを特徴とする。
【００４７】
この方法によれば、忘却係数の値が移動局の状態によって最適な値が異なるので、状態に応じてこれらの値を適応的に変化させることによって、より効果的にセルサーチを行うことができる。
【００４８】
請求項１８に記載の発明は、請求項１５，１６または１７において、前記移動局の状態は、電源投入直後の状態、待ち受け中の状態、または通信中の状態のいずれかであることを特徴とする。
【００４９】
この方法によれば、移動局の状態によって最適な値が異なるので、状態に応じてこれらの値を適応的に変化させることによって、より効果的にセルサーチを行うことができる。
【００５０】
請求項１９に記載の発明は、請求項１５ないし１８のいずれか１項において、前記移動局の状態は、前記移動局の移動速度によってあらかじめ定められた状態であることを特徴とする。
【００５１】
この方法によれば、移動局の状態によって最適な値が異なるので、状態に応じてこれらの値を適応的に変化させることによって、より効果的にセルサーチを行うことができる。
【００５２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００５３】
図５は、本発明にかかるセルサーチ方法における第１段階の動作を説明するための図である。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ＰＳＣに対応したマッチトフィルタ５０１に入力し、複数スロット間平均化処理部５０２で、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う。従来方式と異なり、複数スロット間での平均化が行われた後、複数サーチ間平均化処理部５０４で、さらに複数サーチ間での平均化が行われる。その後、ピーク検出器２０３において、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。複数サーチ間で平均化が行われるので、雑音や干渉の軽減効果が高まり、第１段階の検出精度が改善される。
【００５４】
図６は、本発明にかかるセルサーチ方法における第１段階の複数サーチ間平均化の方法を示す図である。移動局は、受信信号をＰＳＣに対応したマッチトフィルタ６０１に入力し、複数スロット間平均化処理部６０２で平均化を行う。複数スロット間で平均化された結果は、上書き型メモリ６０４1〜６０４N-1に蓄えられる。このようにして、過去のサーチ結果が記憶され、現在の結果とあわせてN個の結果を、平均値算出部６０５で平均化する。ピーク検出器６０３において、平均相関値が最も大きいタイミングを選択することで、スロット境界をより高精度に検出することができる。
【００５５】
スロット境界は、移動局の移動などによって時間的に変化するため、その変化が小さい範囲に限って、サーチ間の平均化が行われるようにNを適当に設定すればよい。また、平均化の際、現在からの時間的な距離に応じて重み付け（Ｗ0、Ｗ1〜ＷN-1）を行うことで、より柔軟に過去のサーチの結果を利用することができる。
【００５６】
図７は、第１段階の複数サーチ間平均化を忘却係数を用いて行う方法を示す図である。移動局は、受信信号をＰＳＣに対応したマッチトフィルタ７０１に入力し、複数スロット間平均化処理部７０２で平均化を行う。複数スロット間で平均化された結果は、忘却係数λ(0≦λ≦1)をかけられた上で加算型メモリ７０４に加算される。現在の結果と加算型メモリ７０４に記憶されている過去の結果とを、平均値算出部７０５で平均化する。ピーク検出器７０３において、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。複数サーチ間の平均化では、λを大きくするほど、より以前の結果まで用いて平均化を行うことができる。この方法によれば、メモリのサイズが小さくて済むという利点がある。
【００５７】
図８は、本発明にかかるセルサーチ方法における第２段階の動作を説明するための図である。第１段階で検出されたスロット境界から、ＳＳＣＨが送信されているタイミングを計算し、そのタイミングでＳＳＣに対応した相関器８０１で相関をとる。これを複数スロットにわたって行い、その結果を考えられるタイミングおよびＳＳＣ拡散符号系列に対応させて、複数スロット間平均化処理部８０２で平均化する。従来方式と異なり、現在のサーチにおける複数スロット間の平均化だけでなく、複数サーチ間平均化処理部８０４で、複数サーチ間の平均化も行い、ピーク検出器８０３において、最も平均相関値が大きいタイミングおよびＳＳＣ系列を選択することで、スロット境界の検出を行う。
【００５８】
ただし、サーチ間の平均化に用いるのは、現在のサーチの第１段階で検出されたスロット境界と、同じスロット境界が検出されたサーチにおける第２段階の平均相関値だけである。すなわち、異なるスロット境界に基づいて計算された平均相関値どうしは平均化しない。この方法によれば、雑音や干渉の軽減効果が高まり、第２段階の検出精度が改善される。
【００５９】
図９は、本発明にかかるセルサーチ方法における第２段階の複数サーチ間平均化の方法を示す図である。第１段階で検出されたスロット境界から、ＳＳＣＨが送信されているタイミングを計算し、そのタイミングでＳＳＣに対応した相関器９０１で相関をとる。これを複数スロットにわたって行い、その結果を考えられるタイミングおよびＳＳＣ拡散符号系列に対応させて、複数スロット間平均化処理部９０２で平均化する。複数スロット間で平均化された結果は、上書き型メモリ９０４1〜９０４N-1に蓄えられる。このようにして、過去のサーチ結果が記憶され、現在の結果とあわせて最大N個の結果を、平均値算出部９０５で平均化する。ピーク検出器９０３において、平均相関値が最も大きいタイミングおよびＳＳＣ系列を選択することで、フレーム境界およびスクランブル符号グループをより高精度に検出する。
【００６０】
フレーム境界は、移動局の移動などによって時間的に変化するため、その変化が小さい範囲に限って、サーチ間の平均化が行われるようにNを適当に設定すればよい。また、平均化の際、現在からの時間的な距離に応じて重み付け（Ｗ0、Ｗ1〜ＷN-1）を行うことで、より柔軟に過去のサーチの結果を利用することができる。
【００６１】
ただし、サーチ間の平均化に用いるのは、現在のサーチの第１段階で検出されたスロット境界と、同じスロット境界が検出されたサーチにおける第２段階の平均相関値だけである。図９では、制御部９０６が各サーチの第１段階で検出されたスロット境界を監視および記憶し、平均化に用いるべきものを選択している。あるいは、制御部９０６が重み付けの値（Ｗ0、Ｗ1〜ＷN-1）を制御することでも同様の効果が得られる。
【００６２】
図１０は、第２段階の複数サーチ間平均化を忘却係数を用いて行う方法を示す図である。第１段階で検出されたスロット境界から、ＳＳＣＨが送信されているタイミングを計算し、そのタイミングでＳＳＣに対応した相関器１００１で相関をとる。これを複数スロットにわたって行い、その結果を考えられるタイミングおよびＳＳＣ拡散符号系列に対応させて、複数スロット間平均化処理部１００２で平均化する。複数スロット間で平均化された結果は、忘却係数λ(0≦λ≦1)をかけられた上で加算型メモリ１００４に加算される。現在の結果と加算型メモリ１００４に記憶されている過去の結果とを、平均値算出部１００５で平均化する。ピーク検出器１００３において、最も平均相関値が大きいタイミングおよびＳＳＣ系列を選択することで、スロット境界の検出を行う。
【００６３】
複数サーチ間の平均化では、λを大きくするほど、より以前の結果まで用いて平均化を行うことになる。この方法によれば、メモリのサイズが小さくて済むという利点がある。また、第１段階で検出されたスロット境界が、直前のサーチにおいて検出されたスロット境界と異なった場合には、制御部１００６は、メモリの内容をリセットし、これにより異なるタイミングの第２段階平均相関値を平均化してしまうことを避けることができる。
【００６４】
図１１は、本発明にかかるセルサーチ方法における第３段階の動作を説明するための図である。相関器１１０１において、第２段階で検出されたフレーム境界から、スクランブル符号の位相を計算し、第２段階で検出されたスクランブル符号グループのすべての符号でデスクランブルし、CPICHの拡散符号で逆拡散する。これを複数シンボルにわたって行い、複数シンボル間平均化処理部１１０２で平均化する。従来方式と異なり、現在のサーチにおける複数シンボル間の平均化だけでなく、複数サーチ間平均化処理部１１０４で、複数サーチ間の平均化も行う。ピーク検出器４０３において、平均相関値が最も大きいスクランブル符号を選択し、当該基地局で使われている下りスクランブル符号を検出する。
【００６５】
ただし、サーチ間の平均化に用いるのは、現在のサーチの第２段階で検出されたフレーム境界とスクランブル符号グループが同じであったサーチにおける第３段階の平均相関値だけである。すなわち、異なるフレーム境界やスクランブル符号グループに基づいて計算された平均相関値どうしは平均化しない。この方法によれば、雑音や干渉の軽減効果が高まり、第３段階の検出精度が改善される。
【００６６】
図１２は、本発明にかかるセルサーチ方法における第３段階の複数サーチ間平均化の方法を示す図である。相関器１２０１において、第２段階で検出されたフレーム境界から、スクランブル符号の位相を計算し、第２段階で検出されたスクランブル符号グループのすべての符号でデスクランブルし、CPICHの拡散符号で逆拡散する。これを複数シンボルにわたって行い、複数シンボル間平均化処理部１２０２で平均化する。複数シンボル間で平均化された結果は、上書き型メモリ１２０４1〜１２０４N-1に蓄えられる。このようにして、過去のサーチ結果が記憶され、現在の結果とあわせて最大N個の結果を、平均値算出部１２０５で平均化する。ピーク検出器１２０３において、平均相関値が最も大きいスクランブル符号を選択することで、スクランブル符号をより高精度に検出する。
【００６７】
フレーム境界は、移動局の移動などによって時間的に変化するため、その変化が小さい範囲に限って、サーチ間の平均化が行われるようにNを適当に設定すればよい。また、平均化の際、現在からの時間的な距離に応じて重み付け（Ｗ0、Ｗ1〜ＷN-1）を行うことで、より柔軟に過去のサーチの結果を利用することができる。
【００６８】
ただし、サーチ間の平均化に用いるのは、現在のサーチの第２段階で検出されたフレーム境界とスクランブル符号グループが同じである、サーチにおける第３段階の平均相関値だけである。図１２では、制御部１２０６が各サーチの第２段階で検出されたフレーム境界およびスクランブル符号グループを監視および記憶し、平均化に用いるべきものを選択している。あるいは、制御部１２０６が重み付けの値（Ｗ0、Ｗ1〜ＷN-1）を制御することでも同様の効果が得られる。
【００６９】
図１３は、第３段階の複数サーチ間平均化を忘却係数を用いて行う方法を示す図である。相関器１３０１において、第２段階で検出されたフレーム境界から、スクランブル符号の位相を計算し、第２段階で検出されたスクランブル符号グループのすべての符号でデスクランブルし、CPICHの拡散符号で逆拡散する。これを複数シンボルにわたって行い、複数シンボル間平均化処理部１３０２で平均化する。複数シンボル間で平均化された結果は、忘却係数λ(0≦λ≦1)をかけられた上で加算型メモリ１３０４に加算される。現在の結果に加算型メモリ１３０４に記憶されている過去の結果とを、平均値算出部１３０５で平均化する。ピーク検出器１００３において、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。
【００７０】
複数サーチ間の平均化では、λを大きくするほど、より以前の結果まで用いて平均化を行うことになる。この方法によれば、メモリのサイズが小さくて済むという利点がある。また、第２段階で検出されたフレーム境界およびスクランブル符号グループが、直前のサーチにおいて検出されたものと異なった場合には、制御部１３０６は、メモリの内容をリセットし、これにより異なるタイミングまたは異なるスクランブル符合グループの第３段階平均相関値を平均化してしまうことを避けることができる。
【００７１】
上述した、平均化に用いるメモリの数N、重み付けの値、または忘却係数の値は、移動局の移動速度などによって最適な値が異なる。そこで、移動速度などに応じてこれらの値を適応的に変化させることによって、より効果的にセルサーチを行うことができる。
【００７２】
また、例えば、移動局の電源投入時には、移動局のクロックが不安定であることから、平均化区間が短くなるようにする。待ち受け中もやはりクロックが不安定であり、消費電流の問題があることから、平均化区間が短くなるようにする。このようにして、移動局の状態に応じて、平均化に用いるメモリの数Nや、重み付けの値（Ｗ0、Ｗ1〜ＷN-1）、または忘却係数の値λ(0≦λ≦1)を変化させることによって、より効果的にセルサーチを行うことができる。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、セルサーチの各段階における平均化を、当該サーチだけでなく、それ以前のサーチにおける過去の結果も使って行うことから、従来の方法よりもより高精度のサーチが可能となる。その結果、正しいフレーム境界およびスクランブル符号を検出するのに要するサーチ時間も短縮することが可能となる。
【００７４】
また、本発明によれば、移動局の速度や、電源投入時、待ち受け中、通信中の各状態などに応じて平均化区間を適応的に変化させることができるため、より効果的に平均化を行うことができる。
【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】従来のセルサーチ方法における第１段階の動作を説明するための図である。
【図３】従来のセルサーチ方法における第２段階の動作を説明するための図である。
【図４】従来のセルサーチ方法における第３段階の動作を説明するための図である。
【図５】本発明にかかるセルサーチ方法における第１段階の動作を説明するための図である。
【図６】本発明にかかるセルサーチ方法における第１段階の複数サーチ間平均化の方法を示す図である。
【図７】第１段階の複数サーチ間平均化を忘却係数を用いて行う方法を示す図である。
【図８】本発明にかかるセルサーチ方法における第２段階の動作を説明するための図である。
【図９】本発明にかかるセルサーチ方法における第２段階の複数サーチ間平均化の方法を示す図である。
【図１０】第２段階の複数サーチ間平均化を忘却係数を用いて行う方法を示す図である。
【図１１】本発明にかかるセルサーチ方法における第３段階の動作を説明するための図である。
【図１２】本発明にかかるセルサーチ方法における第３段階の複数サーチ間平均化の方法を示す図である。
【図１３】第３段階の複数サーチ間平均化を忘却係数を用いて行う方法を示す図である。
【符号の説明】
２０１，５０１，６０１，７０１ マッチトフィルタ
２０２，３０２，５０２，６０２，７０２，８０２，９０２，１００２ 複数スロット間平均化処理部
２０３，３０３，２０３，５０３，６０３，７０３，８０３，９０３，１００３，１１０３，１２０３，１３０３ ピーク検出器
３０１，４０１，８０１，９０１，１００１，１１０１，１２０１，１３０１ 相関器
４０２，１１０２，１２０２，１３０２ 複数シンボル間平均化処理部
５０４，８０４，１１０４ 複数サーチ間平均化処理部
６０４1〜６０４N-1，９０４1〜９０４N-1，１２０４1〜１２０４N-1 上書き型メモリ
６０５，７０５，９０５，１００５，１２０５，１３０５ 平均値算出部
７０４，１００４，１３０４ 加算型メモリ
９０６，１００６，１２０６，１３０６ 制御部
【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移動局のセルサーチ方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式による移動通信システムにおいて、移動局は、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を行う場合などに、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する必要がある。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、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い、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。しかし、この方法では、セルサーチに多大な時間を要するため、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）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る。ＣＤＭＡ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 CHannel）が用いられ、１フレームで拡散符号系列を構成し、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る。ＰＳＣＨとＳＳＣＨには、スクランブル符号はかけられない。共通パイロットチャネル（CPICH ; Common PIlot CHannel）は、全セル共通の拡散符号およびシンボルパターンで、セル毎に異なるスクランブル符号がかけられて送信される。
【０００５】
図２は、従来のセルサーチ方法における第１段階の動作を説明するための図である。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ＰＳＣに対応したマッチトフィルタ２０１に入力し、複数スロット間平均化処理部２０２で、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う。ピーク検出器２０３において、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。ここまでの動作を第１段階と呼ぶ。
【０００６】
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することができる。
【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で逆拡散し、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出力値を平均化し、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。この動作を第２段階と呼ぶ。
【０００８】
図３は、従来のセルサーチ方法における第２段階の動作を説明するための図である。第１段階で検出されたスロット境界から、ＳＳＣＨが送信されているタイミングを計算し、そのタイミングでＳＳＣに対応した相関器３０１で相関をとる。これを複数スロットにわたって行い、その結果を考えられるタイミングおよびＳＳＣ拡散符号系列に対応させて、複数スロット間平均化処理部３０２で平均化する。ピーク検出器３０３において、平均相関値が最も大きいタイミングおよびＳＳＣ拡散符号系列を選択することですることで、フレーム境界とスクランブル符号グループを検出する。
【０００９】
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、最後にスクランブル符号がかけられているCPICHを受信して、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。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。この動作を第３段階とよぶ。
【００１０】
図４は、従来のセルサーチ方法における第３段階の動作を説明するための図である。相関器４０１において、第２段階で検出されたフレーム境界から、スクランブル符号の位相を計算し、第２段階で検出されたスクランブル符号グループのすべての符号でデスクランブルし、CPICHの拡散符号で逆拡散する。これを複数シンボルにわたって行い、複数シンボル間平均化処理部４０２で平均化する。ピーク検出器４０３において、平均相関値が最も大きいスクランブル符号を選択し、当該基地局で使われている下りスクランブル符号を検出する。
【００１１】
第１段階から第３段階までを１サーチとすると、移動局は１サーチ終了後に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かったかどうかを判定し、誤っていると判断した場合には、各段階のメモリを初期化した上で、再び第１段階からサーチをやり直し、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るまでこれを繰り返して行う。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
移動通信の伝搬路は、干渉や雑音が存在するが、移動局におけるＰＳＣＨ、ＳＳＣＨ、CPICHなどの受信信号電力対雑音電力比（Ｓ／Ｎ）は、一般に非常に小さい。一方、セルサーチは、移動局が基地局からの受信信号に対し各種の測定を行う場合、通信を行う場合、あるいはハンドオーバーを行う場合などに必要な動作であり、移動局の消費電力の削減や円滑な通信を確保するためには高速かつ高精度でサーチを行う必要がある。セルサーチの高速化・高精度化を行うには、基地局からの総送信電力中に占めるセルサーチに関係する下りチャネルの送信電力の割合を大きくすればよいが、その反面システム容量が小さくなってしまうという問題があった。
【００１３】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、各サーチにおける各段階の相関検出動作を、当該サーチにおける平均相関値だけを用いて行うのではなく、過去のサーチにおける平均相関値も記憶しておき、当該サーチの平均相関値と過去のサーチの平均相関値の両方を用いて、平均化効果を高め、第１段階から第３段階まで各段階の検出精度を高め、サーチの所要時間および精度を改善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を提供することにある。
【００１４】
【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、受信信号を全てのスロットに共通の共通拡散符号で逆拡散し、第１平均相関値に基づいてスロット境界を検出する第１ステップと、該第１ステップで検出した前記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逆拡散し、第２平均相関値に基づ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ステップで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グループに基づいて、共通パイロット信号をデスクランブルし、第３平均相関値に基づいてスクランブル符号を検出する第３ステップとを備え、前記第１ステップ、前記第２ステップ、および前記第３ステップをｎ回（ｎ≧２）繰り返した後に、ｎ＋１回目の前記第１ステップは、ｎ回の前記第１ステップで得られた複数の前記第１平均相関値の平均値を用いてスロット境界の検出を行うことを特徴とする。
【００１５】
この方法によれば、複数サーチ間で平均化が行われるので、雑音や干渉の軽減効果が高まり、第１ステップの検出精度が改善される。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記第２ステップは、前記第１ステップで検出された前記スロット境界が等しい、複数の前記第２平均相関値を用いて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ことを特徴とする。
【００１７】
この方法によれば、同じスロット境界に基づいて計算された平均相関値どうしのみを平均化するので、雑音や干渉の軽減効果が高まり、第２ステップの検出精度が改善される。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、受信信号を全てのスロットに共通の共通拡散符号で逆拡散し、第１平均相関値に基づいてスロット境界を検出する第１ステップと、該第１ステップで検出した前記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逆拡散し、第２平均相関値に基づ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ステップで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グループに基づいて、共通パイロット信号をデスクランブルし、第３平均相関値に基づいてスクランブル符号を検出する第３ステップとを備え、前記第１ステップ、前記第２ステップ、および前記第３ステップをｎ回（ｎ≧２）繰り返した後に、ｎ＋１回目の前記第２ステップは、前記第１ステップで検出された前記スロット境界が等しい、ｎ回の前記第２ステップで得られた複数の前記第２平均相関値の平均値を用いて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ことを特徴とする。
【００１９】
この方法によれば、同じスロット境界に基づいて計算された平均相関値どうしのみを平均化するので、雑音や干渉の軽減効果が高まり、第２ステップの検出精度が改善される。
【００２０】
請求項４に記載の発明は、請求項１，２または３において、前記第３ステップは、前記第２ステップで検出された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が等しい、複数の前記第３平均相関値を用いてスクランブル符号の検出を行うことを特徴とする。
【００２１】
この方法によれば、同じフレーム境界やスクランブル符号グループに基づいて計算された平均相関値どうしのみを平均化するので、雑音や干渉の軽減効果が高まり、第３ステップの検出精度が改善される。
【００２２】
請求項５に記載の発明は、受信信号を全てのスロットに共通の共通拡散符号で逆拡散し、第１平均相関値に基づいてスロット境界を検出する第１ステップと、該第１ステップで検出した前記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逆拡散し、第２平均相関値に基づ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ステップで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グループに基づいて、共通パイロット信号をデスクランブルし、第３平均相関値に基づいてスクランブル符号を検出する第３ステップとを備え、前記第１ステップ、前記第２ステップ、および前記第３ステップをｎ回（ｎ≧２）繰り返した後に、ｎ＋１回目の前記第３ステップは、前記第２ステップで検出された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が等しい、ｎ回の前記第２ステップで得られた複数の前記第３平均相関値の平均値を用いてスクランブル符号の検出を行うことを特徴とする。
【００２３】
この方法によれば、同じフレーム境界やスクランブル符号グループに基づいて計算された平均相関値どうしのみを平均化するので、雑音や干渉の軽減効果が高まり、第３ステップの検出精度が改善される。
【００２４】
請求項６に記載の発明は、請求項１，２または４において、前記第１ステップは、複数の前記第１平均相関値を所定の平均化区間で平均化して第４平均相関値を算出し、該第４平均相関値が最大となるタイミングで前記スロット境界の検出を行うことを特徴とする。
【００２５】
この方法によれば、所定の平均化区間で平均化し、平均相関値が最も大きいタイミングを選択するので、スロット境界をより高精度に検出することができる。
【００２６】
請求項７に記載の発明は、請求項６において、複数の前記第１平均相関値に重み付けを行うことを特徴とする。
【００２７】
この方法によれば、平均化に際して、現在からの時間的な距離に応じて重み付けを行うことで、より柔軟に過去のサーチの結果を利用することができる。
【００２８】
請求項８に記載の発明は、請求項６において、複数の前記第１平均相関値に忘却係数を乗算した値を加算することにより前記第４平均相関値を算出することを特徴とする。
【００２９】
この方法によれば、メモリのサイズが小さい場合でも、より以前の平均相関値を用いて平均化を行うことができる。
【００３０】
請求項９に記載の発明は、請求項２，３または４において、前記第２ステップは、前記第１ステップで検出された前記スロット境界が等しい、複数の前記第２平均相関値を所定の平均化区間で平均化して第５平均相関値を算出し、該第５平均相関値が最大となるタイミングで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の検出を行うことを特徴とする。
【００３１】
この方法によれば、所定の平均化区間で平均化し、平均相関値が最も大きいタイミングを選択するので、フレーム境界およびスクランブル符号グループをより高精度に検出することができる。
【００３２】
請求項１０に記載の発明は、請求項９において、複数の前記第２平均相関値に重み付けを行うことを特徴とする。
【００３３】
この方法によれば、平均化に際して、現在からの時間的な距離に応じて重み付けを行うことで、より柔軟に過去のサーチの結果を利用することができる。
【００３４】
請求項１１に記載の発明は、請求項９において、前記第１ステップで検出された前記スロット境界が等しい場合には、複数の前記第２平均相関値を所定の平均化区間で平均化した第６平均相関値に忘却係数を乗算した値を加算し、前記第１ステップで検出された前記スロット境界が異なる場合には、前記第２平均相関値を加算した結果を、前記第５平均相関値とすることを特徴とする。
【００３５】
この方法によれば、メモリのサイズが小さい場合でも、より以前の平均相関値を用いて平均化を行うことができる。
【００３６】
請求項１２に記載の発明は、請求項４または５において、前記第３ステップは、前記第２ステップで検出された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が等しい、複数の前記第３平均相関値を所定の平均化区間で平均化して第７平均相関値を算出し、該第７平均相関値を用いて前記スクランブル符号の検出を行うことを特徴とする。
【００３７】
この方法によれば、所定の平均化区間で平均化し、平均相関値が最も大きいタイミングを選択するので、平均相関値が最も大きいスクランブル符号を選択することで、スクランブル符号をより高精度に検出することができる。
【００３８】
請求項１３に記載の発明は、請求項１２において、複数の前記第３平均相関値に重み付けを行うことを特徴とする。
【００３９】
この方法によれば、平均化に際して、現在からの時間的な距離に応じて重み付けを行うことで、より柔軟に過去のサーチの結果を利用することができる。
【００４０】
請求項１４に記載の発明は、請求項１２において、前記第２ステップで検出された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が等しい場合には、複数の前記第３平均相関値を所定の平均化区間で平均化した第８平均相関値に忘却係数を乗算した値を加算し、前記第２ステップで検出された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が異なる場合には、前記第３平均相関値を加算した結果を、前記第７平均相関値とすることを特徴とする。
【００４１】
この方法によれば、メモリのサイズが小さい場合でも、より以前の平均相関値を用いて平均化を行うことができる。
【００４２】
請求項１５に記載の発明は、請求項６，９または１２において、前記所定の平均化区間を前記移動局の状態に応じて適応的に変化させることを特徴とする。
【００４３】
この方法によれば、平均化区間の数が移動局の状態によって最適な値が異なるので、状態に応じてこれらの値を適応的に変化させることによって、より効果的にセルサーチを行うことができる。
【００４４】
請求項１６に記載の発明は、請求項７，１０または１３において、前記重み付けの値を前記移動局の状態に応じて適応的に変化させることを特徴とする。
【００４５】
この方法によれば、重み付けの値が移動局の状態によって最適な値が異なるので、状態に応じてこれらの値を適応的に変化させることによって、より効果的にセルサーチを行うことができる。
【００４６】
請求項１７に記載の発明は、請求項８，１１または１４において、前記忘却係数の値を前記移動局の状態に応じて適応的に変化させることを特徴とする。
【００４７】
この方法によれば、忘却係数の値が移動局の状態によって最適な値が異なるので、状態に応じてこれらの値を適応的に変化させることによって、より効果的にセルサーチを行うことができる。
【００４８】
請求項１８に記載の発明は、請求項１５，１６または１７において、前記移動局の状態は、電源投入直後の状態、待ち受け中の状態、または通信中の状態のいずれかであることを特徴とする。
【００４９】
この方法によれば、移動局の状態によって最適な値が異なるので、状態に応じてこれらの値を適応的に変化させることによって、より効果的にセルサーチを行うことができる。
【００５０】
請求項１９に記載の発明は、請求項１５ないし１８のいずれか１項において、前記移動局の状態は、前記移動局の移動速度によってあらかじめ定められた状態であることを特徴とする。
【００５１】
この方法によれば、移動局の状態によって最適な値が異なるので、状態に応じてこれらの値を適応的に変化させることによって、より効果的にセルサーチを行うことができる。
【００５２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００５３】
図５は、本発明にかかるセルサーチ方法における第１段階の動作を説明するための図である。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ＰＳＣに対応したマッチトフィルタ５０１に入力し、複数スロット間平均化処理部５０２で、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う。従来方式と異なり、複数スロット間での平均化が行われた後、複数サーチ間平均化処理部５０４で、さらに複数サーチ間での平均化が行われる。その後、ピーク検出器２０３において、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。複数サーチ間で平均化が行われるので、雑音や干渉の軽減効果が高まり、第１段階の検出精度が改善される。
【００５４】
図６は、本発明にかかるセルサーチ方法における第１段階の複数サーチ間平均化の方法を示す図である。移動局は、受信信号をＰＳＣに対応したマッチトフィルタ６０１に入力し、複数スロット間平均化処理部６０２で平均化を行う。複数スロット間で平均化された結果は、上書き型メモリ６０４1〜６０４N-1に蓄えられる。このようにして、過去のサーチ結果が記憶され、現在の結果とあわせてN個の結果を、平均値算出部６０５で平均化する。ピーク検出器６０３において、平均相関値が最も大きいタイミングを選択することで、スロット境界をより高精度に検出することができる。
【００５５】
スロット境界は、移動局の移動などによって時間的に変化するため、その変化が小さい範囲に限って、サーチ間の平均化が行われるようにNを適当に設定すればよい。また、平均化の際、現在からの時間的な距離に応じて重み付け（Ｗ0、Ｗ1〜ＷN-1）を行うことで、より柔軟に過去のサーチの結果を利用することができる。
【００５６】
図７は、第１段階の複数サーチ間平均化を忘却係数を用いて行う方法を示す図である。移動局は、受信信号をＰＳＣに対応したマッチトフィルタ７０１に入力し、複数スロット間平均化処理部７０２で平均化を行う。複数スロット間で平均化された結果は、忘却係数λ(0≦λ≦1)をかけられた上で加算型メモリ７０４に加算される。現在の結果と加算型メモリ７０４に記憶されている過去の結果とを、平均値算出部７０５で平均化する。ピーク検出器７０３において、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。複数サーチ間の平均化では、λを大きくするほど、より以前の結果まで用いて平均化を行うことができる。この方法によれば、メモリのサイズが小さくて済むという利点がある。
【００５７】
図８は、本発明にかかるセルサーチ方法における第２段階の動作を説明するための図である。第１段階で検出されたスロット境界から、ＳＳＣＨが送信されているタイミングを計算し、そのタイミングでＳＳＣに対応した相関器８０１で相関をとる。これを複数スロットにわたって行い、その結果を考えられるタイミングおよびＳＳＣ拡散符号系列に対応させて、複数スロット間平均化処理部８０２で平均化する。従来方式と異なり、現在のサーチにおける複数スロット間の平均化だけでなく、複数サーチ間平均化処理部８０４で、複数サーチ間の平均化も行い、ピーク検出器８０３において、最も平均相関値が大きいタイミングおよびＳＳＣ系列を選択することで、スロット境界の検出を行う。
【００５８】
ただし、サーチ間の平均化に用いるのは、現在のサーチの第１段階で検出されたスロット境界と、同じスロット境界が検出されたサーチにおける第２段階の平均相関値だけである。すなわち、異なるスロット境界に基づいて計算された平均相関値どうしは平均化しない。この方法によれば、雑音や干渉の軽減効果が高まり、第２段階の検出精度が改善される。
【００５９】
図９は、本発明にかかるセルサーチ方法における第２段階の複数サーチ間平均化の方法を示す図である。第１段階で検出されたスロット境界から、ＳＳＣＨが送信されているタイミングを計算し、そのタイミングでＳＳＣに対応した相関器９０１で相関をとる。これを複数スロットにわたって行い、その結果を考えられるタイミングおよびＳＳＣ拡散符号系列に対応させて、複数スロット間平均化処理部９０２で平均化する。複数スロット間で平均化された結果は、上書き型メモリ９０４1〜９０４N-1に蓄えられる。このようにして、過去のサーチ結果が記憶され、現在の結果とあわせて最大N個の結果を、平均値算出部９０５で平均化する。ピーク検出器９０３において、平均相関値が最も大きいタイミングおよびＳＳＣ系列を選択することで、フレーム境界およびスクランブル符号グループをより高精度に検出する。
【００６０】
フレーム境界は、移動局の移動などによって時間的に変化するため、その変化が小さい範囲に限って、サーチ間の平均化が行われるようにNを適当に設定すればよい。また、平均化の際、現在からの時間的な距離に応じて重み付け（Ｗ0、Ｗ1〜ＷN-1）を行うことで、より柔軟に過去のサーチの結果を利用することができる。
【００６１】
ただし、サーチ間の平均化に用いるのは、現在のサーチの第１段階で検出されたスロット境界と、同じスロット境界が検出されたサーチにおける第２段階の平均相関値だけである。図９では、制御部９０６が各サーチの第１段階で検出されたスロット境界を監視および記憶し、平均化に用いるべきものを選択している。あるいは、制御部９０６が重み付けの値（Ｗ0、Ｗ1〜ＷN-1）を制御することでも同様の効果が得られる。
【００６２】
図１０は、第２段階の複数サーチ間平均化を忘却係数を用いて行う方法を示す図である。第１段階で検出されたスロット境界から、ＳＳＣＨが送信されているタイミングを計算し、そのタイミングでＳＳＣに対応した相関器１００１で相関をとる。これを複数スロットにわたって行い、その結果を考えられるタイミングおよびＳＳＣ拡散符号系列に対応させて、複数スロット間平均化処理部１００２で平均化する。複数スロット間で平均化された結果は、忘却係数λ(0≦λ≦1)をかけられた上で加算型メモリ１００４に加算される。現在の結果と加算型メモリ１００４に記憶されている過去の結果とを、平均値算出部１００５で平均化する。ピーク検出器１００３において、最も平均相関値が大きいタイミングおよびＳＳＣ系列を選択することで、スロット境界の検出を行う。
【００６３】
複数サーチ間の平均化では、λを大きくするほど、より以前の結果まで用いて平均化を行うことになる。この方法によれば、メモリのサイズが小さくて済むという利点がある。また、第１段階で検出されたスロット境界が、直前のサーチにおいて検出されたスロット境界と異なった場合には、制御部１００６は、メモリの内容をリセットし、これにより異なるタイミングの第２段階平均相関値を平均化してしまうことを避けることができる。
【００６４】
図１１は、本発明にかかるセルサーチ方法における第３段階の動作を説明するための図である。相関器１１０１において、第２段階で検出されたフレーム境界から、スクランブル符号の位相を計算し、第２段階で検出されたスクランブル符号グループのすべての符号でデスクランブルし、CPICHの拡散符号で逆拡散する。これを複数シンボルにわたって行い、複数シンボル間平均化処理部１１０２で平均化する。従来方式と異なり、現在のサーチにおける複数シンボル間の平均化だけでなく、複数サーチ間平均化処理部１１０４で、複数サーチ間の平均化も行う。ピーク検出器４０３において、平均相関値が最も大きいスクランブル符号を選択し、当該基地局で使われている下りスクランブル符号を検出する。
【００６５】
ただし、サーチ間の平均化に用いるのは、現在のサーチの第２段階で検出されたフレーム境界とスクランブル符号グループが同じであったサーチにおける第３段階の平均相関値だけである。すなわち、異なるフレーム境界やスクランブル符号グループに基づいて計算された平均相関値どうしは平均化しない。この方法によれば、雑音や干渉の軽減効果が高まり、第３段階の検出精度が改善される。
【００６６】
図１２は、本発明にかかるセルサーチ方法における第３段階の複数サーチ間平均化の方法を示す図である。相関器１２０１において、第２段階で検出されたフレーム境界から、スクランブル符号の位相を計算し、第２段階で検出されたスクランブル符号グループのすべての符号でデスクランブルし、CPICHの拡散符号で逆拡散する。これを複数シンボルにわたって行い、複数シンボル間平均化処理部１２０２で平均化する。複数シンボル間で平均化された結果は、上書き型メモリ１２０４1〜１２０４N-1に蓄えられる。このようにして、過去のサーチ結果が記憶され、現在の結果とあわせて最大N個の結果を、平均値算出部１２０５で平均化する。ピーク検出器１２０３において、平均相関値が最も大きいスクランブル符号を選択することで、スクランブル符号をより高精度に検出する。
【００６７】
フレーム境界は、移動局の移動などによって時間的に変化するため、その変化が小さい範囲に限って、サーチ間の平均化が行われるようにNを適当に設定すればよい。また、平均化の際、現在からの時間的な距離に応じて重み付け（Ｗ0、Ｗ1〜ＷN-1）を行うことで、より柔軟に過去のサーチの結果を利用することができる。
【００６８】
ただし、サーチ間の平均化に用いるのは、現在のサーチの第２段階で検出されたフレーム境界とスクランブル符号グループが同じである、サーチにおける第３段階の平均相関値だけである。図１２では、制御部１２０６が各サーチの第２段階で検出されたフレーム境界およびスクランブル符号グループを監視および記憶し、平均化に用いるべきものを選択している。あるいは、制御部１２０６が重み付けの値（Ｗ0、Ｗ1〜ＷN-1）を制御することでも同様の効果が得られる。
【００６９】
図１３は、第３段階の複数サーチ間平均化を忘却係数を用いて行う方法を示す図である。相関器１３０１において、第２段階で検出されたフレーム境界から、スクランブル符号の位相を計算し、第２段階で検出されたスクランブル符号グループのすべての符号でデスクランブルし、CPICHの拡散符号で逆拡散する。これを複数シンボルにわたって行い、複数シンボル間平均化処理部１３０２で平均化する。複数シンボル間で平均化された結果は、忘却係数λ(0≦λ≦1)をかけられた上で加算型メモリ１３０４に加算される。現在の結果に加算型メモリ１３０４に記憶されている過去の結果とを、平均値算出部１３０５で平均化する。ピーク検出器１００３において、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。
【００７０】
複数サーチ間の平均化では、λを大きくするほど、より以前の結果まで用いて平均化を行うことになる。この方法によれば、メモリのサイズが小さくて済むという利点がある。また、第２段階で検出されたフレーム境界およびスクランブル符号グループが、直前のサーチにおいて検出されたものと異なった場合には、制御部１３０６は、メモリの内容をリセットし、これにより異なるタイミングまたは異なるスクランブル符合グループの第３段階平均相関値を平均化してしまうことを避けることができる。
【００７１】
上述した、平均化に用いるメモリの数N、重み付けの値、または忘却係数の値は、移動局の移動速度などによって最適な値が異なる。そこで、移動速度などに応じてこれらの値を適応的に変化させることによって、より効果的にセルサーチを行うことができる。
【００７２】
また、例えば、移動局の電源投入時には、移動局のクロックが不安定であることから、平均化区間が短くなるようにする。待ち受け中もやはりクロックが不安定であり、消費電流の問題があることから、平均化区間が短くなるようにする。このようにして、移動局の状態に応じて、平均化に用いるメモリの数Nや、重み付けの値（Ｗ0、Ｗ1〜ＷN-1）、または忘却係数の値λ(0≦λ≦1)を変化させることによって、より効果的にセルサーチを行うことができる。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、セルサーチの各段階における平均化を、当該サーチだけでなく、それ以前のサーチにおける過去の結果も使って行うことから、従来の方法よりもより高精度のサーチが可能となる。その結果、正しいフレーム境界およびスクランブル符号を検出するのに要するサーチ時間も短縮することが可能となる。
【００７４】
また、本発明によれば、移動局の速度や、電源投入時、待ち受け中、通信中の各状態などに応じて平均化区間を適応的に変化させることができるため、より効果的に平均化を行うことができる。
【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】従来のセルサーチ方法における第１段階の動作を説明するための図である。
【図３】従来のセルサーチ方法における第２段階の動作を説明するための図である。
【図４】従来のセルサーチ方法における第３段階の動作を説明するための図である。
【図５】本発明にかかるセルサーチ方法における第１段階の動作を説明するための図である。
【図６】本発明にかかるセルサーチ方法における第１段階の複数サーチ間平均化の方法を示す図である。
【図７】第１段階の複数サーチ間平均化を忘却係数を用いて行う方法を示す図である。
【図８】本発明にかかるセルサーチ方法における第２段階の動作を説明するための図である。
【図９】本発明にかかるセルサーチ方法における第２段階の複数サーチ間平均化の方法を示す図である。
【図１０】第２段階の複数サーチ間平均化を忘却係数を用いて行う方法を示す図である。
【図１１】本発明にかかるセルサーチ方法における第３段階の動作を説明するための図である。
【図１２】本発明にかかるセルサーチ方法における第３段階の複数サーチ間平均化の方法を示す図である。
【図１３】第３段階の複数サーチ間平均化を忘却係数を用いて行う方法を示す図である。
【符号の説明】
２０１，５０１，６０１，７０１ マッチトフィルタ
２０２，３０２，５０２，６０２，７０２，８０２，９０２，１００２ 複数スロット間平均化処理部
２０３，３０３，２０３，５０３，６０３，７０３，８０３，９０３，１００３，１１０３，１２０３，１３０３ ピーク検出器
３０１，４０１，８０１，９０１，１００１，１１０１，１２０１，１３０１ 相関器
４０２，１１０２，１２０２，１３０２ 複数シンボル間平均化処理部
５０４，８０４，１１０４ 複数サーチ間平均化処理部
６０４1〜６０４N-1，９０４1〜９０４N-1，１２０４1〜１２０４N-1 上書き型メモリ
６０５，７０５，９０５，１００５，１２０５，１３０５ 平均値算出部
７０４，１００４，１３０４ 加算型メモリ
９０６，１００６，１２０６，１３０６ 制御部
Claims (19)
- 受信信号を全てのスロットに共通の共通拡散符号で逆拡散し、第１平均相関値に基づいてスロット境界を検出する第１ステップと、
該第１ステップで検出した前記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逆拡散し、第２平均相関値に基づ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ステップで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グループに基づいて、共通パイロット信号をデスクランブルし、第３平均相関値に基づいてスクランブル符号を検出する第３ステップとを備え、
前記第１ステップ、前記第２ステップ、および前記第３ステップをｎ回（ｎ≧２）繰り返した後に、ｎ＋１回目の前記第１ステップは、ｎ回の前記第１ステップで得られた複数の前記第１平均相関値の平均値を用いてスロット境界の検出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。 - 前記第２ステップは、前記第１ステップで検出された前記スロット境界が等しい、複数の前記第２平均相関値を用いて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ことを特徴とする請求項１に記載の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共通拡散符号で逆拡散し、第１平均相関値に基づいてスロット境界を検出する第１ステップと、
該第１ステップで検出した前記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逆拡散し、第２平均相関値に基づ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ステップで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グループに基づいて、共通パイロット信号をデスクランブルし、第３平均相関値に基づいてスクランブル符号を検出する第３ステップとを備え、
前記第１ステップ、前記第２ステップ、および前記第３ステップをｎ回（ｎ≧２）繰り返した後に、ｎ＋１回目の前記第２ステップは、前記第１ステップで検出された前記スロット境界が等しい、ｎ回の前記第２ステップで得られた複数の前記第２平均相関値の平均値を用いて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３ステップは、前記第２ステップで検出された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が等しい、複数の前記第３平均相関値を用いてスクランブル符号の検出を行うことを特徴とする請求項１，２または３に記載の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共通拡散符号で逆拡散し、第１平均相関値に基づいてスロット境界を検出する第１ステップと、
該第１ステップで検出した前記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逆拡散し、第２平均相関値に基づ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ステップで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グループに基づいて、共通パイロット信号をデスクランブルし、第３平均相関値に基づいてスクランブル符号を検出する第３ステップとを備え、
前記第１ステップ、前記第２ステップ、および前記第３ステップをｎ回（ｎ≧２）繰り返した後に、ｎ＋１回目の前記第３ステップは、前記第２ステップで検出された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が等しい、ｎ回の前記第２ステップで得られた複数の前記第３平均相関値の平均値を用いてスクランブル符号の検出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。 - 前記第１ステップは、複数の前記第１平均相関値を所定の平均化区間で平均化して第４平均相関値を算出し、該第４平均相関値が最大となるタイミングで前記スロット境界の検出を行うことを特徴とする請求項１，２または４に記載の移動通信システムにおける移動局のセルサーチ方法。
- 複数の前記第１平均相関値に重み付けを行うことを特徴とする請求項６に記載の移動通信システムにおける移動局のセルサーチ方法。
- 複数の前記第１平均相関値に忘却係数を乗算した値を加算することにより前記第４平均相関値を算出することを特徴とする請求項６に記載の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ステップは、前記第１ステップで検出された前記スロット境界が等しい、複数の前記第２平均相関値を所定の平均化区間で平均化して第５平均相関値を算出し、該第５平均相関値が最大となるタイミングで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の検出を行うことを特徴とする請求項２，３または４に記載の移動通信システムにおける移動局のセルサーチ方法。
- 複数の前記第２平均相関値に重み付けを行うことを特徴とする請求項９に記載の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１ステップで検出された前記スロット境界が等しい場合には、複数の前記第２平均相関値を所定の平均化区間で平均化した第６平均相関値に忘却係数を乗算した値を加算し、前記第１ステップで検出された前記スロット境界が異なる場合には、前記第２平均相関値を加算した結果を、前記第５平均相関値とすることを特徴とする請求項９に記載の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３ステップは、前記第２ステップで検出された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が等しい、複数の前記第３平均相関値を所定の平均化区間で平均化して第７平均相関値を算出し、該第７平均相関値を用いて前記スクランブル符号の検出を行うことを特徴とする請求項４または５に記載の移動通信システムにおける移動局のセルサーチ方法。
- 複数の前記第３平均相関値に重み付けを行うことを特徴とする請求項１２に記載の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ステップで検出された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が等しい場合には、複数の前記第３平均相関値を所定の平均化区間で平均化した第８平均相関値に忘却係数を乗算した値を加算し、前記第２ステップで検出された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が異なる場合には、前記第３平均相関値を加算した結果を、前記第７平均相関値とすることを特徴とする請求項１２に記載の移動通信システムにおける移動局のセルサーチ方法。
- 前記所定の平均化区間を前記移動局の状態に応じて適応的に変化させることを特徴とする請求項６，９または１２に記載の移動通信システムにおける移動局のセルサーチ方法。
- 前記重み付けの値を前記移動局の状態に応じて適応的に変化させることを特徴とする請求項７，１０または１３に記載の移動通信システムにおける移動局のセルサーチ方法。
- 前記忘却係数の値を前記移動局の状態に応じて適応的に変化させることを特徴とする請求項８，１１または１４に記載の移動通信システムにおける移動局のセルサーチ方法。
- 前記移動局の状態は、電源投入直後の状態、待ち受け中の状態、または通信中の状態のいずれかであることを特徴とする請求項１５，１６または１７に記載の移動通信システムにおける移動局のセルサーチ方法。
- 前記移動局の状態は、前記移動局の移動速度によってあらかじめ定められた状態であることを特徴とする請求項１５ないし１８のいずれか１項に記載の移動通信システムにおける移動局のセルサーチ方法。
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