JP2002058075A

JP2002058075A - 無線通信システムの捕捉方法、無線通信システムの再捕捉向上方法および移動局

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Publication number: JP2002058075A
Application number: JP2001190310A
Authority: JP
Inventors: Jason F Hunzinger; エフハンツィンガージェイソン
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-06-26
Filing date: 2001-06-22
Publication date: 2002-02-22
Anticipated expiration: 2021-06-22
Also published as: US20040157632A1; US6718171B1; JP3666416B2

Abstract

(57)【要約】【課題】無線通信システム内ネットワークの再捕捉の
向上を図る。【解決手段】移動局は、通話終了時、信号品質の測定
値を第１の閾値と比較し（ステップ３３５）、信号品質
の測定値が第１閾値を越える場合、信号品質は良好であ
るとする。しかし、信号品質の測定値が第１閾値を下回
る場合、信号品質は弱いと見なされ、信号品質の測定値
が第２閾値レベルと比較される（ステップ３４０）。信
号品質の測定値が第２閾値を越える場合、狭域捕捉の準
備を行う（ステップ３４５）。信号品質の測定値が第２
閾値を下回る場合には、完全捕捉の準備を行う（ステッ
プ３５０）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無線通信システム
の捕捉方法、無線通信システムの再捕捉向上方法および
移動局に関する。

【０００２】

【発明の背景】１９９３年７月に発表されたＴＩＡ／Ｅ
ＩＡ、ＩＳ−９５「デュアルモード広帯域拡散スペクト
ラムセルラーシステムの移動局−基地局互換性規格」に
記載されているように、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）
セルラー方式電話通信システムを含む様々な規格で、セ
ルラー方式電話は機能する。ＣＤＭＡは、独自の符号列
を用いてチャネルを作り出す拡散スペクトル多元接続デ
ィジタル通信技術である。ＣＤＭＡシステムでは、高レ
ベルの干渉が存在しても信号の受信が可能であり、実際
に受信を行う。信号受信の実際上の制約は、チャネルの
条件に左右されるが、上述したＩＳ−９５規格に記され
たシステムにおけるＣＤＭＡ受信は、静的チャネル用の
信号より１８ｄＢ大きな干渉が存在しても、実行可能で
ある。一般的にこのシステムは、低レベルの干渉と動的
チャネル条件で機能する。

【０００３】現在のＣＤＭＡシステムでは、移動局が基
地局のパイロット信号を捕捉する。パイロット信号は、
移動局に使用される識別用拡散符号を持つ。移動局はパ
イロット信号を用いて基地局との同期化を行うことによ
り、必要な他のあらゆるチャネルを認識できる。移動局
は、いったん基地局のパイロット信号を捕捉すると、無
線通信システムの適切なチャネルにより基地局と通信で
きる。

【０００４】通話終了後、または通話解除時、移動局は
一般に、同期チャネルを用いて基地局との再同期化を行
う。信号が強い条件では、これには何の問題も生じな
い。しかし信号条件が低下すると、移動局はパイロット
基地局との再同期化を行えないことがある。必要なの
は、強信号条件下では再同期化が可能であるが、信号条
件が低下すると再捕捉が可能となるシステムである。

【０００５】

【発明の概要】本願は、移動局のための、よりロバスト
(robust)な再捕捉プロセスを開示する。移動局は基地局
からの信号条件の評価を行う。移動局がこの評価を行う
のは、通話終了時、解除時、解除直後である。信号が強
い場合、移動局は同期チャネルに直接ジャンプする。し
かし信号が低下している場合、移動局は、基地局のパイ
ロット信号を再捕捉する方が適当であると判断する。移
動局はまた、完全捕捉、急速捕捉、広域捕捉のいずれを
実行するかを判断するのに、信号の特性を用いる。移動
局はまた、捕捉プロセスに役立てるため履歴を用いる。

【０００６】また、本願は、無線通信システムにおける
再捕捉方法を開示する。この方法は、信号状態を示す測
定値の獲得と、この測定値と第１閾値との比較とからな
る。測定値が第１閾値に一致するかこれを越える場合、
同方法は同期化チャネルとの接続を試みる。測定値が第
１閾値を下回る場合には、同方法は再捕捉を実行する。
この方法ではまた、測定値を第２閾値と比較して、距離
が第２閾値と一致するかこれを越える場合に狭域再捕捉
を試みる。

【０００７】また、本願は、無線通信システムの再捕捉
を向上させる方法を開示する。この方法は、信号強度を
判断して信号強度が第１閾値と一致するかこれを越える
場合に同期化チャネルに接続することからなる。この方
法では次に、信号強度が第１閾値と第２閾値の間にある
場合、狭域再捕捉を実行する。信号強度が第２閾値であ
るかこれを下回る場合、この方法では完全再捕捉を行
う。さらにこの方法では、再捕捉実行の履歴ログを作成
し、履歴ログ内の履歴データを用いて、第１閾値と第２
閾値を決定する。

【０００８】また、本願は、無線通信システムで使用す
るための移動局を開示する。移動局は、信号品質を判断
する信号品質インジケータを備える。再捕捉論理手段
は、次に、信号品質に基づいて適切な再捕捉手順を決定
する。

【０００９】なお、本発明は、具体的には、特許請求の
範囲に記載した通りの種々の特徴を有するものであっ
て、それらの特徴および効果は、後述する実施形態から
明らかにされる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は、無線通信システムの一例
の要素を示す。交換局(mobile switching center)１０
２は基地局１０４ａ〜１０４ｋ（一つの接続のみ図示）
と通信する。基地局１０４ａ〜１０４ｋ（まとめて１０
４）は、セル１０８ａ〜１０８ｋ（まとめて１０８）内
の移動局１０６に対してデータの送受信を行う。セル１
０８は、半径が３５キロメートル以内、または可能なら
ばそれ以上のおおよそ六角形をした地理的範囲である。

【００１１】移動局１０６は、基地局１０４に対してデ
ータの送受信を行うことができる。一実施例では、移動
局１０６は符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）規格にしたが
ってデータを送受信する。ＣＤＭＡは、無線装置へのま
たは無線装置からのデータを無線信号が搬送する電話シ
ステムにより、移動中の無線通信利用者がデータを交換
できる通信規格である。

【００１２】ＣＤＭＡ規格では、セル１０８ｂに隣接す
る追加セル１０８ａ、１０８ｃ、１０８ｄ、１０８ｅに
より、移動局１０６は通信を中断せずにセルの境界線を
越えることができる。これは、隣接セルの基地局１０４
ａ、１０４ｃ、１０４ｄ、１０４ｅが、移動局１０６の
ためにデータ送受信のタスクを引き受けるからである。
交換局１０２は、複数セル範囲において移動局１０６と
のすべての通信を調整する。ゆえに交換局１０２は、多
数の基地局１０４と通信できる。

【００１３】移動局１０６は、音声またはデータを送信
しながら、セル１０８内で自由に移動できる。移動局１
０６は、他の電話システム利用者とアクティブ通信状態
になくても、この移動局１０６に向けられる通話やペー
ジングメッセージを検出するためセル１０８内の基地局
１０４の送信をサーチする。

【００１４】この種の移動局１０６の一例は、セル１０
８内を歩行中に電話が掛かってくることを予想してセル
ラー方式電話の電源を入れておく歩行者によって使用さ
れる、セルラー方式電話である。セルラー方式電話は、
基地局１０４との通信を同期化するため、ある周波数
（ＣＤＭＡで使用される周知の周波数）をサーチする。
セルラー方式電話は次に、ＣＤＭＡネットワーク内のア
クティブ利用者であることを知らせるため、交換局１０
２に登録する。

【００１５】呼び出しを検出する際に、セルラー方式電
話は、基地局１０４から送られたデータフレームをサー
チして、このセルラー方式電話に向けられた電話の呼び
出しやページングメッセージを検出する。この呼び出し
検出モードでセルラー方式電話は、ページングメッセー
ジデータを受信、記憶、検査し、セルラー方式電話の識
別子と一致する移動局識別子がデータに含まれるかどう
かを判断する。一致が検出された場合、セルラー方式電
話は移動局１０４を介して交換局１０２との通話を確立
する。一致が検出されなかった場合、セルラー方式電話
は所定時間、アイドル状態に入り、次にアイドル状態か
ら出て別のページングメッセージデータ送信を受信す
る。

【００１６】図２に、移動局１０６のブロック線図と、
移動局１０６で行われる処理を示す。プロセッサ２００
は、メモリ２０５に記憶されたプログラムに従って処理
を実行する。移動局１０６のパラメータも、ここで２１
０と記された、メモリの別の部分に記憶される。メモリ
２１０は、基地局に対するサーチから得られた情報を含
む様々な条件を記憶する。

【００１７】プロセッサ２００は、図３に示されたプロ
セス３００を実行する。プロセス３００は「スタート」
状態３０５から始まる。状態（ステップ）３１０に進
み、移動局１０６はパイロット信号を捕捉するための捕
捉モードに入る。移動局１０６は、完全捕捉または狭域
捕捉を用いてパイロット信号を捕捉する。完全捕捉で
は、既知の変数を何も用いずにパイロット信号を用いて
移動局１０６を基地局１０４と同期化させる。狭域捕捉
では、オフセットやタイミング情報等、パイロット信号
の既知の変数を用いる。言うまでも無く、パイロット信
号との最初の同期化の際に、移動局１０６は完全捕捉を
用いる。移動局１０６がパイロット信号を再捕捉してい
る場合には、狭域捕捉が用いられる。

【００１８】移動局はサーチ要素を用いて捕捉を実行す
る。サーチ要素は複数のパラメータを用いて構成され
る。これらパラメータによりサーチ要素は、サーチを行
う擬似ノイズ（ＰＮ）空間や、フェージングの許容範囲
はどれくらいか、周波数エラーの許容範囲はどれくらい
かを含めた、幾つかの因子の範囲を制限できる。「広
域」と「狭域」の語は、これらパラメータの範囲を指
し、一般的にはＰＮ空間を示す。狭域捕捉は最後の既知
パイロット周囲のＰＮ空間のみを対象とするのに対し
て、広域捕捉は全パイロットのＰＮ空間すべてをサーチ
する。同様に狭域捕捉は、捕捉で多数の周波数エラーや
他の因子が許容されないという状況を指す。

【００１９】状態３１５に進み、移動局１０６はパイロ
ット信号内の情報を用いて基地局１０４との同期化を行
う。移動局１０６は、受信したパイロット信号を用いて
拡散列を同期化し、局所発振器（ＬＯ）を位相整合させ
る。同期化の後、移動局１０６は基地局１０４と自由に
通信できる。

【００２０】状態３２０に進み、移動局１０６はページ
モードに入る。ページモードでは、移動局１０６は通信
待ちの基地局１０４を監視する。基地局１０４は、ペー
ジモードの移動局１０６をアドレスして、呼び出しの受
信を移動局１０６に知らせる等を行う。ページモードで
は、出力を節約するため移動局１０６はまたアイドルモ
ードに入る。

【００２１】状態３２５に進み、移動局１０６は基地局
１０４との通話を実施する。通話実施は、基地局１０４
による受信呼び出しおよびページ、または移動局１０６
が開始した発信呼び出しの結果、行われる。移動局１０
６は通話プロセス中、状態３２５にある。

【００２２】通話終了時、移動局１０６は状態３３０に
進んで、基地局１０４からの信号強度を判断する。移動
局１０６は、通話終了時、解除時、通話解除直後に信号
強度を判断してもよい。移動局１０６が判断を行う時、
信号強度は、所定値であるか、移動局１０６間で変化さ
せてもよい。移動局１０６は信号出力を判断するため、
多様なインジケータを用いる。正方向リンクシステムの
適用範囲を測定する周知の基本的方法は、Ｅｃ／Ｉｏと
して一般的に知られるＣＤＭＡ搬送波帯域の総干渉密度
の関数として、パイロット信号の信号強度を監視するこ
とである。含まれる他のインジケータは、ビットエラー
率、記号エラー率、フレームエラー率、受信機品質イン
ジケータ（ＲＸ品質）、フィンガーロックが維持される
時間を判断するか、所定閾値を越える空白／プリアンブ
ル信号のフィンガー相関(fingercorrelation)を持つ、
ＲＸレベルとしても知られる受信信号強度インジケータ
（ＲＳＳＩ）である。移動局１０６はこれらのインジケ
ータを用いて信号品質を判断する。

【００２３】上記したビットエラー率は、データ送信時
のエラービットの数である。ＲＸ品質は、受信信号の品
質をビットエラー率に基づいて示す、ネットワークによ
って割り当てられた値である。ＲＸ品質の値から、移動
局１０６は予測測定精度を得ることができる。移動局１
０６はＲＸ品質を用いて総合的なエラー可能性を判断す
る。

【００２４】移動局１０６によって使用される別の測定
方法は、ＲＳＳＩである。ＲＳＳＩは、移動局１０６で
の信号強度に基づく既知の値を提供する。移動局１０６
での信号が強いとエラーの可能性が低いことを示す。図
４に、移動局１０６での信号強度に基づくＲＳＳＩのサ
ンプル値を示す。ＲＳＳＩの各固有値は、移動局１０６
受信機での信号強度（デシベル（ｄＢｍ）で測定）と相
関性を持つ。

【００２５】信号強度を判断した後、移動局１０６は状
態３３５に進む。状態３３５で移動局は、信号の信頼性
レベルを判断する。これは、予め設定された品質測定値
の閾値を移動局１０６にプログラムしておくことによ
り、達成される。測定値がこの閾値と一致するか閾値を
越える場合、信号品質は良好であると見なされ、移動局
１０６は信号を信頼できる。しかし測定値が閾値を下回
る場合、信号品質は弱いと見なされ、移動局１０６は信
号の信頼性欠如を示す。

【００２６】信号品質が良好で移動局が信号を信頼する
場合、プロセス３００は「イエス」ブランチを通って状
態３１５に進み、ここで移動局は基地局１０４との再同
期化を行う。移動局１０６は次に、再度ページングモー
ドに入って無線システムとの通信状態となる。

【００２７】状態３３５において、信号品質測定値が閾
値を下回り、信号の信頼性欠如を示す場合、プロセス３
００は「ノー」ブランチを通って状態３４０に進む。状
態３４０では、下位レベルの信頼性を持つかどうかを判
断するため、信号品質測定値が第２閾値レベルと比較さ
れる。第２閾値レベルは、状態３３５で信号信頼性を判
断するのに用いられた閾値レベルより低い。信号品質が
第２閾値を越える場合、移動局１０６は「イエス」ブラ
ンチを状態３５０まで進む。状態３５０で移動局１０６
は狭域捕捉の実行準備を行う。狭域捕捉において信号品
質は、捕捉プロセスを単純化するためのオフセットやタ
イミング情報等の既知情報を用いるのに十分なほど高
い。

【００２８】状態３４０において、信号品質測定値が第
２閾値を下回る場合、プロセス３００は「ノー」ブラン
チを通って状態３４５に進む。状態３４５で移動局１０
６は前の信号を信頼できないため、完全捕捉の準備を行
う。完全捕捉手順では、移動局１０６は既知情報を一切
使用せずに基地局１０４を完全に再捕捉する。移動局１
０６が状態３４５で完全捕捉か状態３５０で狭域捕捉の
いずれかの準備を行った後、プロセス３００は状態３１
０に進み、ここで捕捉プロセスが実行される。移動局１
０６は、無線通信システムでアクティブである限り、プ
ロセス３００を継続する。

【００２９】移動局１０６はまた、再同期化または再捕
捉の試みの結果を記録する履歴ログを作成する。履歴ロ
グは再同期化の試みが成功したかどうかを示す。この履
歴データに基づき、移動局１０６は、基地局１０４との
再接続の成功率を向上させるように閾値の値を調整す
る。

【００３０】当業者には、本発明の多数の変更や変形が
容易に自明となるだろう。したがって、本発明は、趣旨
や本質的特徴を逸脱せずに他の特定形態で具体化でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態で使用される無線通信シス
テムの一例の要素を示す図である。

【図２】本発明の一実施形態による移動局の特徴を示す
ブロック線図である。

【図３】本発明の一実施形態による再捕捉プロセスを示
すフローチャートである。

【図４】移動局での信号強度に基づくＲＳＳＩのサンプ
ル値を示す図表である。

【符号の説明】

１０２…交換局、１０４ａ〜１０４ｋ…基地局、１０８
ａ〜１０８ｋ…セル、１０６…移動局。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】信号状態を示す測定値を得るステップ
と、前記測定値を第１閾値と比較するステップと、前記測定値が前記第１閾値を越える場合に、同期化チャ
ネルとの接続を試みるステップと、前記測定値が前記第１閾値を下回る場合に、再捕捉を実
行するステップと、を有する無線通信システムの捕捉方
法。
【請求項２】請求項１に記載の方法において、さら
に、前記測定値を第２閾値と比較するステップと、前記
測定値が前記第２閾値を越える場合に、狭域再捕捉を試
みるステップとを有する。
【請求項３】請求項１または２に記載の方法におい
て、前記測定値は、信号品質を示す。
【請求項４】請求項１または２に記載の方法におい
て、前記測定値は、受信信号強度インジケータ（ＲＳＳ
Ｉ）である。
【請求項５】請求項１または２に記載の方法におい
て、前記測定値は、ビットエラー率である。
【請求項６】請求項１または２に記載の方法におい
て、前記測定値は、Ｅｃ／Ｉｏである。
【請求項７】請求項１または２に記載の方法におい
て、前記測定値は、フィンガー相関である。
【請求項８】信号強度を判断するステップと、前記信号強度が第１閾値を越える場合に、同期化チャネ
ルに接続するステップと、前記信号強度が前記第１閾値と第２閾値の間にある場合
に、狭域再捕捉を実行するステップと、前記信号強度が前記第２閾値以下である場合に、完全再
捕捉を実行するステップと、を有する無線通信システム
の再捕捉向上方法。
【請求項９】請求項８に記載の方法において、さら
に、再捕捉実行の履歴ログを作成するステップを有す
る。
【請求項１０】請求項９に記載の方法において、さら
に、前記履歴ログの履歴データを用いて前記第１閾値と
前記第２閾値を決定するステップを有する。
【請求項１１】請求項８に記載の方法において、前記
第１閾値と前記第２閾値は、所定値である。
【請求項１２】請求項８ないし１１のいずれか１つに
記載の方法において、前記信号強度は信号品質測定値を
用いて判断される。
【請求項１３】請求項８ないし１１のいずれか１つに
記載の方法において、前記信号強度は移動局によって判
断される。
【請求項１４】請求項８ないし１１のいずれか１つに
記載の方法において、前記信号強度は通話解除時に判断
される。
【請求項１５】請求項８ないし１１のいずれか１つに
記載の方法において、前記信号強度は通話解除後に判断
される。
【請求項１６】信号品質を決定する信号品質インジケ
ータと、前記信号品質に基づいて適切な再捕捉手順を決定する再
捕捉論理手段と、を備えた無線通信システムで使用する
ための移動局。
【請求項１７】請求項１６に記載の移動局において、
前記信号品質が第１閾値を越える場合に、前記再捕捉論
理手段が前記移動局を同期チャネルに接続する。
【請求項１８】請求項１６に記載の移動局において、
前記信号品質が第１閾値を下回る場合に、前記再捕捉論
理手段が前記移動局に基地局を再捕捉させる。
【請求項１９】請求項１８に記載の移動局において、
前記信号品質が第２閾値を越える場合に、前記再捕捉論
理手段が前記移動局に狭域再捕捉を実行させる。
【請求項２０】請求項１６ないし１９のいずれか１つ
に記載の移動局において、前記信号インジケータは、測
定値を用いて前記信号品質を判断する。
【請求項２１】請求項２０に記載の移動局において、
前記測定値は、ＲＳＳＩである。
【請求項２２】請求項２０に記載の移動局において、
前記測定値は、フィンガー相関である。