CN1226127A - 小区搜索方法及移动台装置 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示一种小区搜索方法及移动台装置,移动台装置具有的搜索控制手段(8)将接收的搜索窗分割成搜索用相关器(3)数量的搜索宽度,对于该分割的搜索宽度各相关器(3)并行以第1积分时间进行相关检测。再从该相关检测值大的一方开始依次选择若干相位,对该选择的相位各相关器并行,并以比第1积分时间要长的积分时间进行相关检测,从该相关检测值大的一方开始仅对能够解调的数量进行相关值功率的合成。

Description

小区搜索方法及移动台装置
本发明涉及数字汽车电话及手机等蜂窝***采用的小区搜索方法及移动台装置。
以往在汽车电话及手机等蜂窝无线通信***中，作为若干个台用同一频带同时进行通信时的多址选取方式技术，已知的有FDMA(Frequency Division MultipleAccess：频分多址)方式及TDMA(Time Division Multiple Access：时分多址)方式等。
另外，采用扩谱方式的CDMA(Code Division Multiple Access：码分多址)方式与这些技术比较，是能够得到较高的频率利用效率、并能够容纳更多的用户。
所谓这种扩谱，是将包含信息的信号扩展到比信号所具有的频带更宽的频带加以传播的方式，有直接扩展(Direct Sequence:DS)方式及跳频(FrequencyHopping:FS)方式。其中，在卫星通信及地面***的移动通信引入的***中，由于容易形成装置等优点，因此直接扩展/扩谱方式(DS/SS)成为主流。
该扩谱通信方式是在传播信息时扩展到比最低限度必须的带宽要宽得多的频带进行传播的方式，是具有优异的保密性、隐匿性及抗干扰性等性能的通信方式。另外，直接扩展方式是在扩展中将扩展码保持不变直接与信息信号相乘的扩谱通信方式。
在这样的CDMA方式中，作为扩展码采用正交性强的代码对于实现增大容量是有效的。但是，作为正交性强的代码已知有Walsh(沃尔什)码及正交Gold(戈尔德)码，由于其码数限于与码长相同数量，因此为了确保分配给用户的扩展码数，采用将信息符号长与周期相等的短码与比该短码的周期要长的长码相加使用的方法(USP5103459)。
另外，在那种情况下，将在向下线路中全部基地台装置使用的长码作为1个码，而将不同的长码相位分配给各基地台装置，通过采用上述方法来保证同一小区内所有用户的正交性。而由于其他小区的信号以长码的不同相位加以扩展，因此成为杂音，能够将干扰降低得很低。在采用这样长码的***中，移动台在进行通信时必须要得到并保持长码同步。在蜂窝***中，当移动台接收电源时，或当移动台与基地台装置中断通信时，或移动台在通信中随着位置变化切换进行通信的基地台装置以实现交接情况下确定切换后的基地台装置时，移动台有必要确定现在哪一个基地台装置最近、对于进行通信最好。这叫做小区搜索。
在采用CDMA方式的蜂窝***中，作为进行小区搜索的方法有，全部基地台装置用相同的长码发送扩展的导频(pilot)信道，移动台装置对接收的导频信道扩展码的全相位进行相关检测，将以相关值即导频信道强度最大的相位发送的基地台装置确定为最近的基地台装置(USP4901307)。
另外的方法有，当移动台装置在通信中或等待中进行小区搜索时，从现在连接的基地台装置将周围存在的基地台装置正使用的长码相位信息、周围基地台装置设置位置不同而导致移动台装置接收时间差及根据多通道延迟分散而预计的相应存在范围(将其称为搜索窗宽度通知移动台装置，通过这样，移动台装置限定搜索的长码相位，快速进行小区搜索。
另外，作为高速进行小区搜索的方法，还有2段休止同步捕捉方法。这种方法是在第1阶段对搜索窗内的相位依次以短的积分长进行相关检测，当相关值超过阈值时，以得到相关值精度的长的积分长得到相关值，检测导频强度。
但是问题在于，由于当移动台装置正在高速移动时或大城市等入网者多、基地台装置密集设置时，应该搜索的相位增多，周围小区环境高速变化，因此必须要比上述以往技术能更高速地进行小区搜索。另外，对于2段休止同步捕捉方法，若设定的阈值过低，则对大部分的相位要进行长时间的积分，因此很难高速进行小区搜索。另一方面，若设定的阈值过高，则变得不存在超过该阈值的相位，出现不能搜索的情况。特别是在随时随刻变化的移动通信环境中，问题在于很难设定合适的阈值。
本发明正是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供能够在通信中或等待中高速进行小区搜索且降低消耗功率的小区搜索方法及移动台装置。
本发明将从基地台装置接收的搜索窗分割成搜索用相关器数的搜索宽度，对于该分割的搜索宽度各相关器并行，并以第1积分时间进行相关检测。再从该相关检测值大的一方开始依次选择若干相位，对该选择的相位各相关器并行、并以比第1积分时间要长的积分时间进行相关检测，从该相位检测值大的值开始仅对能够解调的数量进行相关值功率的合成。
采用这种结构，由于能够从相关检测值大的值开始依次选择若干搜索相位，因此没有必要设定阈值，能够高速进行高可靠性的小区搜索。
图1表示与本发明实施形态1有关的移动台装置整体结构的方框图。
图2表示本发明实施形态1中搜索窗的分割概念图。
图3(a)和图3(b)表示与本发明实施形态2有关的移动台装置中相关器动作的概念图。
图4(a)和图4(b)表示与本发明实施形态3有关的移动台装置中相关器动作的概念图。
图5表示与本发明实施形态4有关的移动台装置整体结构的方框图。
图6(a)和图6(b)表示与实施形态4有关的移动台装置中相关器的动作的概念图。
图7(a)和图7(b)表示与本发明实施形态5有关的移动台装置中相关器动作的概念图。
下面，参照附图对与本发明实施形态有关的移动台装置进行说明。
实施形态1
图1表示与本发明实施形态1有关的移动台装置整体结构的方框图。当接收到从未图示的基地台装置发送的信号时，该接收信号输入至接收RF单元，变换为基带信号。AD变换单元2对该基带信号进行从模拟信号到数字信号的变换。该数字信号输入至第1到第N搜索用相关器3及解调用相关器4。解调用相关器4用数据信道扩展的码及后述的从搜索控制单元8输入的接收时间对输入的接收时间对输入信号进行逆扩展。RAKE合成器5对该解调用相关器4的输出进行RAK合成。解码器6对该RAKE合成器5的输出进行纠错解码，输出接收的数据。控制单元7将进行小区搜索的基地台装置的相位及搜索窗度从解码器6输入的接收数据中分离出来，并将其输出至搜索控制单元8。
另一方面，第1到第N搜索用相关器3根据由时钟发生器9输入的动作时钟进行动作，对由AD变换器3输入的数字信号进行搜索控制单元8指示的未图示相位中的导频信道的相关值检测，将该检测的相关值输出至搜索控制单元8。搜索控制单元8用由控制单元7输入的搜索相位及搜索宽度对第1到第N搜索用相在器3指示进行相关检测的相位，并输出控制信号给时钟发生器9。时钟发生器9根据由搜索控制单元8输入的控制信号，将动作时钟输出给第1到第N相关器3。
下面说明如前述结构的移动台装置在等待时或通信时的小区搜索动作。
搜索控制单元8在用从通信中的基地台装置接收的周围基地台装置搜索相位及搜索窗宽度想要测定某一基地台装置导频信道的强度时，将该搜索窗分割成N个部分，将该分割的窗分配给第1到第N搜索用相关器3。分配了该分割的窗的第1到第N搜索用相关器3对分割的窗内的全部相位求得以短的积分时间的相关值，将该相关值输出给搜索控制单元8。
其结果，得到如图2所示的全部搜索窗内的相关值。该相关器3的输出，由于为缩短探索时间而缩短积分时间，因此不能充分抑制干扰及杂音，不能得到进行小区判断所要的精度。为此，搜索控制单元8按照功率值顺序重新排列相关值，从最大值开始选择若干相位，将选择的相位均匀分配给第1到第N相关器3，使相关器3动作。第1到第N相关器3对指示的相位以能得到进行小区判断的精度的长的积分时间进行相关值检测，并输出给搜索控制单元8。
搜索控制单元8对得到的相关值再按功率进行重新排列，从上位起选择能够解调的数量，将该选择的相关值合成，得到该基地台装置的导频信道强度。能够解调地相位数取决于解调相关器4及RAKE合成5能够合成的多通道数。
对被通知的基地台数重复进行以上的动作，测定从通信中的基地台装置接收的所有周围基地台装置的导频信道强度。
通过这样分割搜索窗再将其分别分配给若干相关器、并对搜索窗内全部相位求出相关值再进行最大判断，由于不需要进行阈值等设定，因此能够高速进行小区搜索。
实施形态2
下面，对与本发明实施形态2有关的移动台装置进行说明。与本发明实施形态2有关的移动台装置中的搜索控制单元8，具有当移动台装置向基地台装置数少的地方移动时在小区搜索周期中***各相关器3停止动作的时间的功能。关于其他结构，由于与上述实施形态1相同，因此省略对整个结构的说明。
下面，参照图3(a)和图3(b)对与本发明实施形态2有关的移动台装置动作进行。图3(a)和图3(b)表示与实施形态2有关的移动台装置的相关器动作概念图。
图3(a)是表示从通信中的基地台装置通知作为周围基地台装置A到E的5台基地台装置的相位情况下搜索用相关器3的动作与时间的关系。
与此不同，图3(b)是表示在效区等基地台装置的设置间隔较大、被通知的基地台装置为2台时搜索用相关器3的动作。如图3(b)所示，当搜索的基地台装置较少时，搜索控制单元8对时钟发生器9进行控制，使其不对搜索用相关器3输出动作时钟。通过这一控制，当向基地台装置少的地方移动时，由于能够在小区搜索周期中***非动作时间，因此能够将小区搜索周期保持一定。因而，搜索性能没有下降，能够减少消耗功率。
这样，采用与本发明实施形态2有关的移动台装置，则在向基地台装置少的地方移动的情况下，由于能够***搜索用相关器3非动作时间，因此能够没改变小区搜索周期即不降低搜索性能且减少消耗功率。
实施形态3
下面，对与本发明实施形态3有关的移动台装置进行说明。本发明实施形态3有关的移动台装置中的搜索控制单元8。当探索窗宽度较小时，将各相关器3停止动作的时间设定得较长。关于其他结构，由于与上述实施形态1相同，因此省略对整个结构的说明。
下面，参照图4(a)和图4(b)对与本发明实施形态3有关的移动台装置动作进行说明，图4(a)和图4(b)表示与实施形态3有关的移动台装置的相关器动作概念图。
图4(a)是表示从通信中的基地点装置通知作为周围基地台装置A及B的2台基地台装置的相位情况下搜索用相关器3的动作与时间的关系。
另外，图4(b)是表示在多通道延迟分散等较小的那样环境中从基地台装置通知的搜索窗宽度较小时的相关器的动作。如图4(b)所示，由于当搜索窗宽度较小时每1台基地台装置的搜索时间变短，因此搜索控制单元8进行控制使搜索用相关器3的非动作时间设定得长一点。通过这样进行控制，能够不改变小区搜索周期而进一步降低消耗功率。
这样，采用与本发明实施形态3有关的移动台装置，则即使从基地台装置通知的搜索窗宽度较小，也能够不改变小区搜索周期，即搜索性能没有下降而能够降低消耗功率。
实施形态4
下面，对与本发明实施形态4有关的移动台装置进行说明。图5表示与本发明实施形态4有关的移动台装置方框体图。如图5所示，在实施形态4中，是在上述实施形态1有关的移动台装置上增设移动速度检测器10。该移动速度检测器10是通过对于解调用相关器4的输出，检测相关值的时间变化速度来检测移动速度的相对值，并输出给搜索控制单元8。关于其他结构，由于与实施形态1相同，因此省略说明。
下面对与如上所述结构的本发明实施形态4有关的移动台装置动作进行说明。图6(a)和图6(b)表示与实施形态4有关的移动台装置中的相关器动作概念图。
图6(a)是表示从通信中的基地点装置通知作为周围基地台装置A及B的2台基地台装置的相位情况下搜索用相关器3的动作与时间的关系。
另外，图6(b)是表示移动速度检测器10检测的移动速度较小时相关器的动作。如该图所示，从各基地台装置通知的搜索窗宽度虽然与图6(a)相同，但搜索控制单元8进行设定使搜索用相关器3的非动作时间较长。即移动速度小时，由于移动台装置周围的小区环境变动较慢，因此能够增大小区搜索周期。因而在这种情况下，通过搜索控制单元8设定更长的搜索用相关器3的非动作时间，能够降低消耗功率。
这样，采用与本发明实施形态4有关的移动台装置，则当移动台装置的移动速度较小时，由于能够设定更长的搜索用相关器3的非动作时间，因此能够降低消耗功率。
实施形态5
下面，对与本发明实施形态5有关的移动台装置进行说明。与本发明实施形态5有关的移动台装置的搜索控制单元8，在进行搜索的基地台装置数较少时，进行控制使一部分相关器停止动作，减少动作的搜索用相关器数量。关于其他结构，由于与上述实施形态1或实施形态4相同，因此省略对整个结构的说明。
下面，参照图7(a)和图7(b)对与如上所述结构的本发明实施形态5有关的移动台装置的动作进行说明。图7(a)和图7(b)表示与本发明实施形态5有关的移动台装置的相关器动作概念图。
图7(a)是表示从通信中的基地台装置通知作为周期基地台装置A到D的4台基地台装置的相位情况下搜索用相关器的动作与此时的关系。在本实施形态5的情况下，如图7(a)所示，搜索用相关器3的数量设为6。从开始基地台装置A的搜索到下一次再开始基地台装置A的搜索为止为一个小区搜索周期。
另外，图7(b)是表示被通知的基地台装置数为2台情况下的搜索用相关器3的动作。如图7(b)所示，当搜索的基地台装置数较少时，搜索控制单元8对时钟发生器9进行控制，使得动作的搜索用相关器3的数量减少。其结果，由于动作的相关器数减少，因此每1个基地台的搜索时间增加。但是通过这样控制，由于能够减少动作的相关器数，因此能够将消耗功率抑制得很低。
这样，采用与本发明实施形态5有关的移动台装置，则在向基地台装置较少的地方移动的情况下，由于能够减少动作的相关器数，因此能够降低消耗功率。
从上述说明可以知道，采用本发明，则由于将搜索窗加以分割使若干相关器动作、并能够从相关检测值大的值开始依次选择若干搜索相位，因此能够不进行阈值设定而高速进行高可靠性的小区搜索。另外，当没有必要高速进行小区搜索时，能够使若干相关器停止，同时能够在小区搜索周期中***相关器停止的时间，因此不会降低搜索性能而能够降低消耗功率。
本申请以平成9年12月18日提出申请的日本国特许申请平9-364569号为基础。这里包含了其全部内容。

Claims (12)

1．一种小区搜索方法，其特征在于，从基地台装置接收与搜索窗有关的信息，将作为搜索对象的基地台装置的所述搜索窗分割成多个搜索宽度，对于这种多个搜索宽度同时用第1积分时间进行相关检测，再从该相关检测值大的一方开始依次选择若干相位，对该选择的相位以比第1积分时间要长的积分时间进行相关检测，从该相关检测值大的一方开始仅对能够解调的数量进行相关值功率的合成。
2．如权利要求1所述的小区搜索方法，其特征在于，当从基地台装置通知搜索窗的周围基地台装置数未达到规定数时，在搜索结束后***非动作时间以保持小区搜索周期一定。
3．如权利要求1所述的小区搜索方法，其特征在于，使小区搜索结束后***的非动作时间随着窗宽度变化而变化，以保持小区搜索时间一定。
4．如权利要求1所述的小区搜索方法，其特征在于，将用于相关值检测的相关器数相应于周围基地台装置数进行切换。
5．如权利要求1所述的小区搜索方法，其特征在于，检测移动台装置本身的移动速度，随着移动速度降低设定较长的小区搜索周期，并在搜索结束后***非动作时间以使填补小区搜索周期的剩余时间。
6．一种移动台装置，其特征在于，包括对于作为搜索对象的基地台装置进行导频信道相关检测的若干搜索用相关器、对该搜索用相关器的动作及检测相关的相位进行控制的搜索控制手段、以及接收周围基地台装置导频信道的码相位及搜索窗的接收手段，所述搜索控制手段将所述接收的搜索窗分割成所述搜索用相关器数的搜索宽度，对于该分割的搜索宽度各相关器并行以第1积分时间进行相关检测，再从该相关检测值大的一方开始依次选择若干相位，对该选择的相位各相关器并行、并以比第1积分时间要长的积分时间进行相关检测，再从该相关检测值大的一方开始仅对能够解调的数量进行相关值功率的合成。
7．如权利要求6所述的移动台装置，其特征在于，当从基地台装置通知搜索窗的周围基地台装置数未达到规定数时，搜索控制手段在搜索结束后***非动作时间。
8．如权利要求6所述的移动台装置，其特征在于，搜索控制手段使小区搜索结束后***的非动作时间随着窗宽度变化而变化，以保持小区搜索时间一定。
9．如权利要求6所述的移动台装置，其特征在于，搜索控制手段将用于相关值检测的相关器数相应于周围基地台数进行切换。
10．如权利要求6所述的移动台装置，其特征在于，包括检测移动台装置本身移动速度的移动速度检测手段，所述搜索控制手段随着所述检测的移动速度降低设定较长的小区搜索时间，并在搜索结束后***非动作时间以便填补小区搜索周期的剩余时间。
11．一种基地台装置，其特征在于，与权利要求6所述的移动台装置进行通信。
12．一种通信***，其特征在于，由包括将周围基地台装置使用的导频信道码相位及搜索窗宽度通知移动台装置的通知手段的基地台装置，和权利要求6所述的移动台装置构成。
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