JP2004266312A - 同期捕捉装置及び同期捕捉方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】スクランブリングコードを効率よく同定し、高速なセルサーチを行うこと。
【解決手段】ＳＴ２０１では、１シンボル分のデータと第１サーチコードとの相関演算を行う。ＳＴ２０２では、ＳＴ２０１の相関演算と同時に既知セルのスクランブリングコードと受信信号との相関演算を行い、既知セルのパスタイミングを検出する。ＳＴ２０３では、ＳＴ２０１で算出した相関値の位相、すなわちスロットタイミングから、ＳＴ２０２で検出された既知セルのパスタイミングを用いて既知セルのスロットタイミングを除外する。
【選択図】 図２
【解決手段】ＳＴ２０１では、１シンボル分のデータと第１サーチコードとの相関演算を行う。ＳＴ２０２では、ＳＴ２０１の相関演算と同時に既知セルのスクランブリングコードと受信信号との相関演算を行い、既知セルのパスタイミングを検出する。ＳＴ２０３では、ＳＴ２０１で算出した相関値の位相、すなわちスロットタイミングから、ＳＴ２０２で検出された既知セルのパスタイミングを用いて既知セルのスロットタイミングを除外する。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）セルラシステムにおいて用いられる同期捕捉装置及び同期捕捉方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤＭＡセルラシステムでは、移動局の移動に伴うセルの切り替え（ハンドオーバ）時や間欠受信時などにセルサーチを行う必要がある。このセルサーチのうち、３段階セルサーチがよく知られている（例えば、特許文献１参照）。以下、３段階セルサーチについて図を用いて簡単に説明する。
【０００３】
３段階セルサーチは、第１段階ではスロットタイミングの検出、第２段階ではスクランブリングコードグループの同定及びスクランブリングコードタイミング（すなわち、フレームタイミング）の検出、第３段階ではスクランブリングコードの同定の順で行われる。なお、第１段階では、全基地局共通の短周期コードである第１サーチコードを用い、第２段階では、短周期コードである第２サーチコードを用いる。この第２サーチコードは、長周期コードであるスクランブリングコードを複数含むグループ毎に、異なるパターン（各スロットの１シンボルに乗算されている第２サーチコード番号の配列パターン）で配置されている（図６参照）。
【０００４】
＜第１段階＞スロットタイミングの検出
通常、ＣＤＭＡにおいては、図７に示すように同期コードとして第１サーチコード（ＰＳＣ；Ｐｒｉｍａｒｙ Ｓｅａｒｃｈ Ｃｏｄｅ）と第２サーチコード（ＳＳＣ；Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｓｅａｒｃｈ Ｃｏｄｅ）とがコード多重されて各スロット先頭に用意されている。第１段階では、第１サーチコードを用いてスロットタイミングを検出する。スロット内の特定の１シンボル（ここでは、先頭シンボル）が全基地局共通の第１サーチコードのみで拡散されており、この第１サーチコードを用いてスロットタイミングを検出する。
【０００５】
具体的には、図８のＳＴ１１〜ＳＴ１２で示すような工程でスロットタイミングの検出が行われる。ＳＴ１１では、１シンボル分のデータと第１サーチコード（ＰＳＣ）との相関値を計算する。そして、この相関値の計算が１スロットに渡り行われ、１スロット分の遅延プロファイルが作成される。なお、スロットタイミングの検出精度を高めるために、通常複数スロット分の遅延プロファイルを平均化する。
【０００６】
ＳＴ１２では、遅延プロファイル上で相関値が所定の閾値を越えるか否かを判定する。すなわち、相関値のピークを検出して、所定の閾値を越えるピークのタイミングをスロットタイミングの候補として検出し、ＳＴ１３に移行する。一方、所定の閾値を越えるピークがない場合、同期捕捉処理を終了する。
【０００７】
＜第２段階＞スクランブリングコードグループの同定およびスクランブリングコードタイミングの検出
ここでは、第２サーチコード（ＳＳＣ）を用いてスクランブリングコードグループの同定およびスクランブリングコードタイミングの検出を行う。１フレーム内における全スロットの特定の１シンボル（ここでは、先頭シンボル）が、第２サーチコードで拡散されている。フレーム内での第２サーチコードの配置は、長周期コードであるスクランブリングコードを分類したグループ毎に異なる。このグループ数は、図６に示すように全部で３２である。また、第２サーチコードは、通常１７種類用意される。この第２サーチコードを用いてスクランブリングコードグループ（図６における行）を同定し、フレームの先頭、すなわちスクランブリングコードタイミングを検出する。
【０００８】
具体的には、図８のＳＴ１３〜ＳＴ１４で示すような工程で行われる。ＳＴ１３では、図６に示す第２サーチコードの配置表に従って、第１段階で検出されたスロットタイミングに基づいて、受信したスロットの特定の１シンボル（ここでは、先頭シンボル）と第２サーチコードとの間で相関処理を行う。これにより、各グループ毎（配置表の行毎）に０〜１５の各スロットに対応する相関値が算出される。
【０００９】
次いで、図６に示す第２サーチコードの配置を１スロットずらした後、その１スロットずらした後の配置表に従って、第１段階で検出されたスロットタイミングに基づいて、次に受信したスロットの特定の１シンボルと第２サーチコードとの間で再び相関処理を行う。このとき、スクランブリングコードグループの同定精度およびスクランブリングコードタイミングの検出精度を高めるために、０〜１５の各スロットに対応させた相関値を順次平均化する。そして、平均化処理を、図６に示す第２サーチコードの配置を１スロットずつずらしながら所定スロット分行う。
【００１０】
ＳＴ１４では、ＳＴ１３で算出した相関値が所定の閾値を越えるか否かの判定が行われる。所定の閾値を越える場合には、スクランブリングコードグループ及びスクランブリングコードタイミング（すなわち、フレームの先頭）の候補を検出したものとし、ＳＴ１５に移行する。一方、所定の閾値を越えない場合には、ＳＴ１９に移行する。
【００１１】
＜第３段階＞スクランブリングコードの同定
ここでは、第２段階で同定されたスクランブリングコードグループから確定された１６種類のスクランブリングコード候補から１つのスクランブリングコードを同定する。具体的には、図８のＳＴ１５〜ＳＴ１６で示すような工程で行われる。
【００１２】
ＳＴ１５では、検出されたスクランブリングコードタイミングに従って、受信データとスクランブリングコードの相関値を計算する。この処理を同定されたスクランブリングコードグループに属するスクランブリングコード１６種類について行う。なお、スクランブリングコードタイミングの検出の精度を高めるために、複数シンボル分の相関値を平均化する。
【００１３】
ＳＴ１６では、ＳＴ１５で算出した相関値が所定の閾値を越える場合には、スクランブリングコードとして同定し、ＳＴ１７に移行する。一方、所定の閾値を越えない場合には、ＳＴ１９に移行する。
【００１４】
図８に示す工程は複数のパスのスクランブリングコードを同定する工程であるため、ＳＴ１７では、既に同定済みのスクランブリングコードに対応するパスを除外する。すなわち、ＳＴ１５で作成された遅延プロファイルから、既に検出済みのスクランブリングコードタイミングに対応する相関値が除外される。
【００１５】
第１段階〜第３段階の処理が終了し、１つのスクランブリングコードが同定されると、ＳＴ１８において、所定の数のスクランブリングコードが同定されたか否か確かめられる。そして、所定の数のスクランブリングコードが同定された場合には、処理を終了し、スクランブリングコードの同定数が所定の数に達していない場合には、ＳＴ１９に移行する。
【００１６】
ＳＴ１９では、ＳＴ１２でスロットタイミングの候補として検出されたタイミング全てについてＳＴ１３，ＳＴ１４の第２段階処理が終了したか否かが判定され、終了していればセルサーチを終了し、終了していなければＳＴ１３に移行する。
【００１７】
【特許文献１】
特開２００１−１４５１５１号公報（７頁、図１）
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、通信中のセルから他のセルへハンドオーバを行う際、及び間欠受信時のセルサーチには、以下のような問題点がある。具体的には、図を用いて説明する。
【００１９】
図９は従来の無線通信システムの一例を示す図である。この図において、移動局２１が、基地局２２と通信可能な範囲であるセル２５内で基地局２２に位置登録されているとき、基地局２３及び基地局２４と通信可能な位置でセルサーチを行った場合を考える。このとき、基地局２２から移動局２１に到来するパスは、伝搬環境のため、複数のパス（マルチパス）であることがある。これをセルサーチの第１段階における遅延プロファイルに表すと図１０のようになる。
【００２０】
図１０において、パス６１，６２，６３及び６４は、基地局２２から到来したパスである。また、パス７１は、基地局２３から到来したパスであり、パス８１は、基地局２４から到来したパスである。移動局２１は、基地局２２に位置登録されているため、既に同期捕捉が完了しているにもかかわらず、マルチパスで到来した基地局２２のパスについてもセルサーチの第２段階及び第３段階の処理を行ってしまう。このため、セルサーチに要する時間が長くなるという問題がある。
【００２１】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、スクランブリングコードを効率よく同定し、高速なセルサーチを行うことができる同期捕捉装置及び同期捕捉方法を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため、本発明の同期捕捉装置は、３段階セルサーチを行う同期捕捉装置において、セルサーチが行われたセルから到来するパスのタイミングを、当該セルに割り当てられたスクランブリングコードを用いて検出するパスタイミング検出手段と、受信信号と第１サーチコードとの相関値に基づいてスロットタイミングを検出する第１段階のスロットタイミング検出手段と、前記パスタイミング検出手段で検出されたパスタイミングを用いて、既にセルサーチが行われたセルから受信した信号のスロットタイミングを第２段階及び第３段階の処理から除外する除外手段と、前記スロットタイミング検出手段において検出されたスロットタイミングのうち、前記除外手段で除外されることにより残ったスロットタイミングに基づいて第２段階及び第３段階のセルサーチを行う第２・第３段階処理手段と、を具備する構成を採る。
【００２３】
この構成によれば、セルサーチの際、既にセルサーチを行ったセル（既知セル）から到来するパスに基づいて、既知セルのスロットタイミングをセルサーチの対象から除外するので、既知セルからマルチパスが到来した場合など、既知セルのパスをセルサーチの対象としないことになるので、スクランブリングコードを効率よく同定し、高速なセルサーチを行うことができる。
【００２４】
本発明の同期捕捉装置は、上記構成において、前記スロットタイミング検出手段が、第１段階で相関演算を行った際、遅延プロファイル上に生じるピークレベルが所定の閾値を越える場合、サイドローブのピークのタイミングをスロットタイミングから除外し、遅延プロファイル上に生じるピークレベルが所定の閾値以下の場合、サイドローブのピークのタイミングをスロットタイミングから除外しない構成を採る。
【００２５】
この構成によれば、遅延プロファイル上に生じるサイドローブのピークが所定の閾値を越える場合、サイドローブのピークのタイミングをスロットタイミングから除外することで、スロットタイミングとして誤ってセルサーチの対象としてしまうことを防ぎ、効率よくスクランブリングコードの同定をおこなうことができる。また、サイドローブのピークが所定の閾値以下である場合、サイドローブのピークのタイミングがスロットタイミングとして認識されないので、ピークのタイミングをスロットタイミングから除外しないことにより、ピークのタイミングを検出するのに要する時間を短縮することができる。
【００２６】
本発明の同期捕捉装置は、上記構成において、３段階セルサーチの各段階における処理及び前記パスタイミング検出手段を制御する制御手段を具備し、前記制御手段が、既にパスサーチが行われたパスタイミングの検出処理から要した時間を計測し、所定時間経過後、サーチ処理を強制的に終了し、再度、サーチ処理を起動する制御を行う構成を採る。
【００２７】
この構成によれば、既にパスサーチが行われたパスタイミングの検出処理から要した時間が所定時間を経過すると、伝搬環境が変動するため、基地局装置から到来するパスのタイミングが変化してしまうので、パスサーチ処理を強制的に終了し、再度、サーチ処理を起動することにより、変化したパスタイミングに基づいた正確なパスサーチを行うことができる。
【００２８】
本発明の同期捕捉装置は、上記構成において、前記制御手段が、第１段階の処理から要した時間が所定時間内であれば、前記パスタイミング検出手段を停止する制御を行い、直前に検出したパスタイミングを用いて前記除外手段における処理を行うように制御する構成を採る。
【００２９】
この構成によれば、第１段階の処理から要した時間が所定の時間内であれば、第１段階の処理と同時に検出した既知セルのパスタイミングは変化していないものとしてパスタイミングを改めて検出する必要がないので、既知セルのパスタイミング検出処理に要する電力を削減することができる。
【００３０】
本発明の同期捕捉装置は、上記構成において、前記制御手段が、前記除外手段の処理を定期的に停止する構成を採る。
【００３１】
この構成によれば、既知セルと新規セルのスロットタイミングが一致する場合、除外手段によって新規セルのスロットタイミングまでもセルサーチの対象から除外することになり、セルサーチを行うことができなくなってしまうが、除外手段の処理を定期的に停止することで、既知セルと新規セルのスロットタイミングが一致した場合でも、セルサーチを行うことができる可能性を高めることができる。
【００３２】
本発明の同期捕捉装置は、上記構成において、前記除外手段が、第１段階における相関値から既にセルサーチが行われたセルにおけるスロットタイミングの相関値を引いた差分が所定の閾値を越えたとき、既知セルのスロットタイミングをセルサーチの対象とする構成を採る。
【００３３】
この構成によれば、既知セルのスロットタイミングと新規セルのスロットタイミングが一致したタイミングにおいて、第１段階相関値から既にセルサーチが行われたセルにおけるスロットタイミングの相関値を引いた差分が所定の閾値を越えた場合、既にセルサーチが行われたセル（既知セル）のスロットタイミングを除外しないようにすることで、新規セルのスロットタイミングと既知セルのスロットタイミングが一致した場合でも、新規セルのスロットタイミングを検出することができる。
【００３４】
本発明の同期捕捉方法は、３段階セルサーチを行う同期捕捉方法において、セルサーチの開始と共に、既にセルサーチが行われたセルから到来するパスのタイミングを検出するパスタイミング検出工程と、基地局装置から受信した信号のスロットタイミングを検出するスロットタイミング検出工程と、前記パスタイミング検出工程で検出したパスタイミングを用いて、既にセルサーチを行ったセルから受信した信号のスロットタイミングをセルサーチの対象から除外する除外工程と、を具備するようにした。
【００３５】
この方法によれば、セルサーチの際、既知セルから到来するパスに基づいて、既知セルのスロットタイミングをセルサーチの対象から除外するので、既知セルからマルチパスが到来した場合など、既知セルのパスをセルサーチの対象としないことになるので、スクランブリングコードを効率よく同定し、高速なセルサーチを行うことができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
本発明の骨子は、セルサーチの第１段階において受信信号のスロットタイミング検出中に、同期捕捉したセル（既知セル）から到来するパスのタイミングを当該セルに割り当てられたスクランブリングコードを用いて検出し、第１段階で検出したスロットタイミングから、既知セルのパスタイミングを用いて既知セルから受信した信号のスロットタイミングをセルサーチの対象から除外したうえで、セルサーチを行うことである。これにより、まだセルサーチが行われていないセル（新規セル）のスクランブリングコードを効率よく同定し、セルサーチを高速に行うことができる。
【００３７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００３８】
（一実施の形態）
図１は、本発明の一実施の形態に係る同期捕捉装置の構成を示すブロック図である。この図において、無線受信部１０２は、アンテナ１０１を介して受信した信号（受信信号）に対して所定の無線受信処理（ダウンコンバートやＡ／Ｄ変換等）を施し、無線受信処理後の信号をＳＷ（スイッチ）１０３に出力する。
【００３９】
ＳＷ１０３は、無線受信部１０２から出力された信号を後述する制御部１０４の制御に従って第１段階処理部１０５、第２段階処理部１１１、第３段階処理部１１６及びパスタイミング検出部１２１に適宜切り替えて出力する。
【００４０】
制御部１０４は、第１段階処理部１０５、第２段階処理部１１１、第３段階処理部１１６及びパスタイミング検出部１２１からそれぞれ出力結果を得て、効率のよいセルサーチを行うためにＳＷ１０３を制御する。
【００４１】
第１段階処理部１０５は、３段階セルサーチの第１段階の処理を行い、スロットタイミングの検出を行う。具体的には、第１サーチコード発生部１０６が、全ての基地局において共通に使用される第１サーチコードを発生し、相関回路１０７に出力する。
【００４２】
相関回路１０７は、受信信号と第１サーチコード発生部１０６から出力された第１サーチコードとの相関演算を行い、算出した相関値を平均化回路１０８に出力する。平均化回路１０８は、相関回路１０７で算出した相関値を複数スロット分平均化する。
【００４３】
スロットタイミング検出部１０９は、平均化回路１０８で平均化された相関値から所定の閾値を越える相関値のタイミングを検出し、検出したタイミングを既知セルスロットタイミング除外部１１０に出力する。
【００４４】
既知セルスロットタイミング除外部１１０は、スロットタイミング検出部１０９から出力されたタイミングのうち、後述するパスタイミング検出部１２１で検出された既知セルのパスタイミングを用いて既知セルのスロットタイミングをセルサーチの対象から除外する。残ったスロットタイミングを新規セルのスロットタイミング候補として制御部１０４及び相関回路１１３に出力する。
【００４５】
第２段階処理部１１１は、３段階セルサーチの第２段階の処理を行い、スクランブリングコードグループの同定及びスクランブリングコードタイミングの検出を行う。具体的には、第２サーチコード発生部１１２が、１７種類の第２サーチコードを発生し、相関回路１１３に出力する。
【００４６】
相関回路１１３は、既知セルスロットタイミング除外部１１０から出力されたスロットタイミングで第２サーチコード発生部１１２から出力された１７種類の第２サーチコードと受信信号との相関演算をそれぞれ行う。算出された相関値は割り当て部１１４に出力される。
【００４７】
割り当て部１１４は、相関回路１１３で算出された相関値を、図６に示す第２サーチコードの配置表に従って、各スロット０〜１５に割り当てながら、各スロット毎に相関値を順次平均化する。割り当てた結果はスクランブリングコードグループ同定部１１５に出力される。
【００４８】
スクランブリングコードグループ同定部１１５は、割り当て部１１４の割り当て結果と所定の閾値との閾値判定を行う。閾値を越える割り当て結果からスクランブリングコードグループの同定及びスクランブリングコードタイミング（フレームタイミング）の検出を行う。同定結果及び検出結果は制御部１０４、スクランブリングコード発生部１１７、相関回路１１８に出力される。
【００４９】
第３段階処理部１１６は、３段階セルサーチの第３段階の処理を行い、スクランブリングコードの同定を行う。具体的には、スクランブリングコード発生部１１７が、スクランブリングコードグループ同定部１１５で同定されたグループに属する１６種類のスクランブリングコードを発生し、相関回路１１８に出力する。
【００５０】
相関回路１１８は、スクランブリングコードグループ同定部１１５で検出されたスクランブリングコードタイミングでスクランブリングコード発生部１１７から出力されたスクランブリングコードと受信信号との相関演算を行う。算出された相関値は平均化回路１１９に出力される。
【００５１】
平均化回路１１９は、相関回路１１８で算出された相関値を複数スロット分平均化し、スクランブリングコード同定部１２０に出力する。
【００５２】
スクランブリングコード同定部１２０は、平均化回路１１９で平均化した相関値と所定の閾値との閾値判定を行い、閾値を越える場合には、新規セルのスクランブリングコードとして同定する。
【００５３】
パスタイミング検出部１２１は、セルサーチ起動時に、既知セルのパスタイミングの検出を開始する。具体的には、スクランブリングコード発生部１２２が既知セルのスクランブリングコードを発生し、相関回路１２３に出力する。
【００５４】
相関回路１２３は、スクランブリングコード発生部１２２から出力されたスクランブリングコードの所定のタイミング幅と受信信号との相関演算を行い、算出結果を平均化回路１２４に出力する。
【００５５】
平均化回路１２４は、相関回路１２３で算出した相関値を所定のタイミング幅で平均化し、平均化した相関値をパスタイミング検出部１２５に出力する。
【００５６】
パスタイミング検出部１２５は、平均化回路１２４で平均化した相関値と所定の閾値との閾値判定を行い、閾値を越える相関値のタイミングを検出する。検出したパスタイミングは、制御部１０４及び既知セルスロットタイミング除外部１１０に出力される。
【００５７】
図２は、本発明の一実施の形態に係る同期捕捉装置の動作を示すフロー図である。この図において、ＳＴ２０１では、１シンボル分のデータと第１サーチコード（ＰＳＣ）との相関演算を行う。そして、この相関演算が１スロットに渡り行われ、１スロット分の遅延プロファイルが作成される。なお、スロットタイミングの検出精度を高めるために、通常複数スロット分の遅延プロファイルを平均化する。
【００５８】
ＳＴ２０２では、ＳＴ２０１の相関演算と同時に既知セルのスクランブリングコードと受信信号との相関演算を行い、既知セルのパスタイミングを検出する。ここで、検出したパスタイミングから既知セルのフレームタイミングが分かり、フレームタイミングに基づいてスロットタイミングが分かる。
【００５９】
ＳＴ２０３では、ＳＴ２０１で算出した相関値の位相、すなわちスロットタイミングから、ＳＴ２０２で検出された既知セルのパスタイミングを用いて既知セルのスロットタイミングを除外する。ＳＴ２０１では、既知セル及び新規セルからのパスについてスロットタイミングの検出が行われるが、既知セルについては既にセルサーチ済みなので、ＳＴ２０３で既知セルのスロットタイミングを除外する。
【００６０】
ＳＴ２０４では、遅延プロファイル上で相関値が所定の閾値を越えるか否かを判定する。すなわち、相関値のピークを検出して、所定の閾値を越えるピークのタイミングを新規セルのスロットタイミング候補として検出し、ＳＴ２０５に移行する。一方、所定の閾値を越えるピークがない場合、同期捕捉処理を終了する。
【００６１】
ＳＴ２０５では、第２サーチコードの配置表に従って、第１段階で検出されたスロットタイミングに基づいて、受信したスロットの特定の１シンボル（ここでは、先頭シンボル）と第２サーチコードとの間で相関処理を行う。これにより、各グループ毎（配置表の行毎）に０〜１５の各スロットに対応する相関値が算出される。
【００６２】
次いで、図６に示す第２サーチコードの配置を１スロットずらした後、その１スロットずらした後の配置表に従って、第１段階で検出されたスロットタイミングに基づいて、次に受信したスロットの特定の１シンボルと第２サーチコードとの間で再び相関処理を行う。このとき、スクランブリングコードグループの同定精度およびスクランブリングコードタイミングの検出精度を高めるために、０〜１５の各スロットに対応させた相関値を順次平均化する。そして、平均化処理を、図６に示す第２サーチコードの配置を１スロットずつずらしながら所定スロット分行う。
【００６３】
ＳＴ２０６では、ＳＴ２０５で算出した相関値が所定の閾値を越えるか否かの判定が行われる。所定の閾値を越える場合には、スクランブリングコードグループの同定及びスクランブリングコードタイミング（すなわち、フレームの先頭）を検出したものとし、ＳＴ２０７に移行する。一方、所定の閾値を越えない場合には、ＳＴ２１１に移行する。
【００６４】
ＳＴ２０７では、ＳＴ２０６で検出されたスクランブリングコードタイミングに従って、受信信号とスクランブリングコードとの相関値を計算する。この処理をＳＴ２０６で同定されたスクランブリングコードグループに属するスクランブリングコード１６種類について行う。なお、スクランブリングコードタイミングの検出の精度を高めるために、複数シンボル分の相関値を平均化する。
【００６５】
ＳＴ２０８では、ＳＴ２０７で算出した相関値が所定の閾値を越える場合には、スクランブリングコードとして同定し、ＳＴ２０９に移行する。一方、所定の閾値を越えない場合には、ＳＴ２１１に移行する。
【００６６】
図２に示す工程は複数のパスのスクランブリングコードを同定する工程であるため、ＳＴ２０９では、ＳＴ２０４で検出された複数スロットタイミングのうち、今回処理を行ったスロットタイミングを除外し、今回処理したタイミングに対してＳＴ２０５〜ＳＴ２１０以降の処理を２回以上行わないようにする。
【００６７】
ＳＴ２０９の処理が終了し、１つのスクランブリングコードが同定されると、ＳＴ２１０において、所定の数のスクランブリングコードが同定されたか否かが確かめられる。そして、所定の数のスクランブリングコードが同定された場合には、処理を終了し、スクランブリングコードの同定数が所定の数に達していない場合には、ＳＴ２１１に移行する。
【００６８】
ＳＴ２１１では、ＳＴ２０４でスロットタイミングの候補として検出されたタイミング全てについてＳＴ２０５，ＳＴ２０６の第２段階処理が終了したか否かが判定され、終了していればセルサーチを終了し、終了していなければＳＴ２０５に移行する。
【００６９】
このように、セルサーチ（特に第１段階処理）と同時に既知セルのパスタイミングを検出し、検出したパスタイミングからスロットタイミングを割り出し、セルサーチの第１段階において検出したスロットタイミングから既知セルのスロットタイミングを除外することにより、既知セルのセルサーチを行わなくてよいので、セルサーチを高速に行うことができる。
【００７０】
図３は、既知セルのスロットタイミングを除外する様子を示す概念図を示す。図３（ａ）は、第１段階における新規セルと既知セルのスロットタイミングをそれぞれ表した遅延プロファイルである。ただし、所定の閾値を越える相関値とそのタイミングのみ表したものである。図３（ａ）の２つの遅延プロファイルを１つにまとめた遅延プロファイルを示したのが図３（ｂ）である。セルサーチの第１段階では、図３（ａ）で示したように新規セルの遅延プロファイルと既知セルの遅延プロファイルを区別することができないため、実際には、図３（ｂ）に示すような遅延プロファイルが得られる。そこで、パスタイミング検出部１２１において、既知セルのパスタイミングを検出し、検出したパスタイミングからスロットタイミングを割り出す。図３（ｂ）から既知セルのスロットタイミングを除外することにより、図３（ｃ）が示すように新規セルのパスタイミングのみ残ることになる。
【００７１】
ところで、新規セルの相関値のタイミングと既知セルの相関値のタイミングが一致することがある。この場合、既知セルのスロットタイミングを除外すると新規セルのスロットタイミングまでも除外することになってしまい、新規セルのセルサーチを行うことができないことがある。この様子を図４に示す。
【００７２】
図４は、新規セルの相関値のタイミングと既知セルの相関値のタイミングが一致した場合を示す概念図である。この図において、図４（ａ）は、新規セルと既知セルのスロットタイミングをそれぞれ表した遅延プロファイルである。新規セルのピークは１本、既知セルのピークは２本であるとする。図４（ａ）の２つの遅延プロファイルを１つにまとめた遅延プロファイルを示したのが図４（ｂ）であり、新規セルのスロットタイミングと既知セルのスロットタイミングが一致するため、ピークが２本になってしまう。この状態で既知セルのスロットタイミングを除外すると、新規セルのスロットタイミングまで除外してしまい、図４（ｃ）のようになってしまうため、新規セルのスロットタイミングを検出することができなくなってしまう。
【００７３】
そこで、既知セルスロットタイミング除外部１１０は、第１段階における相関値から既知セルにおけるスロットタイミングの相関値を引いた差分が所定の閾値を越えるか否かを判定し、閾値を越えるのであれば、既知セルのスロットタイミングを除外しないようにする。これにより、新規セルのスロットタイミングと既知セルのスロットタイミングが一致した場合でも、新規セルのスロットタイミングを検出することができる。なお、パスサーチ処理はＣＰＩＣＨを、第１段階処理はＰ−ＳＣＨ（Ｐｒｉｍａｒｙ−Ｓｅａｒｃｈ Ｃｈａｎｎｅｌ）を使用するので、ＣＰＩＣＨとＰ−ＳＣＨの送信電力の比を考慮して、差分をとってもよい。
【００７４】
なお、既知セルのスロットタイミングを除外する処理を定期的に行わないようにしてもよい。これにより、新規セルと既知セルのスロットタイミングが一致した場合において、新規セルのセルサーチを行うことができる可能性を高くすることができる。ただし、この場合、既知セルについてもセルサーチを行うことになる。また、パスタイミング検出部１２１の処理も停止するようにすることで、検出処理に要する電力を削減することができる。
【００７５】
ここで、相関回路１０７において、相関演算によって生じる相関波形について説明する。ここでは、同一の第１サーチコード同士の相関をとることから自己相関と称する。図５は、第１サーチコードの自己相関波形を示す図である。図５（ａ）に示すように、２５６［Ｃｈｉｐ］で相関値「１」となるピークが現れ、このピークを中心にサイドローブが現れる。スロットタイミング検出部１０９では、最大相関値をスロットタイミングとして検出すると共に、サイドローブでピークを形成するタイミングもスロットタイミングとして検出することがある。しかしながら、サイドローブでピークを形成するタイミングは正しいスロットタイミングではないので、スロットタイミングとして検出してしまうと、第２段階以降の処理を無駄に行ってしまう。そのため、サイドローブでピークを形成するタイミングがスロットタイミングとして検出されると除外する必要がある。
【００７６】
実際には、図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示すように、縦縞で表した雑音成分を考慮する必要がある。図５（ｂ）は、セルの信号レベルが高く、雑音レベルが低い場合を表しており、図５（ｃ）は、セルの信号レベルが低く、雑音レベルが高い場合を表している。
【００７７】
図５（ｂ）の場合、サイドローブのピークは雑音レベルよりも高いため、サイドローブのピークのタイミングをスロットタイミング検出部１０９がスロットタイミングとして検出してしまう。このため、サイドローブのピークのタイミングをスロットタイミングから除外する。ここで、サイドローブのピークのタイミングは、２５６ｃｈｉｐ時間に対して一意に決定することができるため、サイドローブのピークのタイミングを検出する必要はない。
【００７８】
一方、図５（ｃ）の場合、サイドローブのピークは雑音レベルよりも低いため、スロットタイミング検出部１０９がサイドローブのピークのタイミングをスロットタイミングとして検出することはない。
【００７９】
このことから、第１サーチコードの自己相関によって生じるピーク（２５６ｃｈｉｐ）のレベル（ＥＣ／ＩＯ又はＲＳＣＰ）が所定の閾値より大きい場合には、サイドローブをスロットタイミングから除外することにより誤ったスロットタイミングでのセルサーチを防ぐことができる。また、ピークのレベルが所定の閾値より小さい場合には、ピークのタイミングがスロットタイミングとして検出されることはないので、サイドローブをスロットタイミングから除外する必要がなく、サイドローブと新規セルのスロットタイミングが一致した場合でも、新規セルのスロットタイミングを検出することができる。
【００８０】
なお、ピークの相関値（２５６Ｃｈｉｐの相関値）及びサイドローブのピークのタイミングにおける相関値（サイドローブピーク候補）の比と所定の閾値とを比較し、サイドローブピーク候補の相関値をピークの相関値で除算した値が所定の閾値より大きければ、サイドローブをスロットタイミングから除外する必要がなく、また、所定の閾値より小さければサイドローブピーク候補をサイドローブのピークと見なし、スロットタイミングから除外してもよい。
【００８１】
また、上記既知セルのタイミングと同様に、自己相関のサイドローブ上の相関値から、ピークの相関値に基づいて理論的に求めることができるサイドローブ上の相関値を引き、その差分値が閾値を超えていたら、新規セルのタイミングとサイドローブのタイミングが一致していたと考えられるので、サイドローブをピーク候補と見なしてもよい。
【００８２】
このように本実施の形態によれば、セルサーチの第１段階において受信信号のスロットタイミングを検出中に、既知セルから到来するパスのタイミングを検出し、第１段階で検出したスロットタイミングから既知セルのスロットタイミングを除外することにより、セルサーチを高速に行うことができる。
【００８３】
なお、既知セルのスロットタイミングを示すデータは、所定時間経過すると伝搬路が変わってしまい無効になってしまう。このため、制御部１０４は、既知セルのパスタイミング検出処理から要した時間を計測し、既知セルのスロットタイミングが有効である時間が経過したら、セルサーチを強制的に終了し、再度、セルサーチを第１段階から開始するように制御してもよい。これにより、変化したパスタイミングに基づいた正確なパスサーチを行うことができる。
【００８４】
また、制御部１０４は、既知セルのパスタイミングの検出処理から要した時間が所定の時間内であれば、第１段階の処理と同時に検出した既知セルのパスタイミングは、変化していないものとして、パスタイミングを改めて検出しないようにしてもよい。これにより、パスタイミング検出部１２１において検出処理に要する電力を削減することができる。すなわち、既知セルのパスタイミング検出処理から要した時間が所定の時間を超えていたセルのみ、パスタイミングが変化したものとしてパスタイミングの検出を行う。
【００８５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、セルサーチの第１段階において受信信号のスロットタイミング検出中に、既知セルから到来するパスのタイミングを検出し、第１段階で検出したスロットタイミングから、既知セルのパスタイミングを用いて既知セルから受信した信号のスロットタイミングをセルサーチの対象から除外したうえで、セルサーチを行うことである。これにより、新規セルのスクランブリングコードを効率よく同定し、セルサーチを高速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る同期捕捉装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の一実施の形態に係る同期捕捉装置の動作を示すフロー図
【図３】既知セルのスロットタイミングを除外する様子を示す概念図
【図４】新規セルの相関値のタイミングと既知セルの相関値のタイミングが一致した場合のスロットタイミングを除外する様子を示す概念図
【図５】第１サーチコードの自己相関波形を示す図
【図６】スクランブリングコードグループに対応する第２サーチコードの配列を示す表
【図７】フレーム構成の一例を示す模式図
【図８】従来の同期捕捉装置の動作を示すフロー図
【図９】無線通信システムの構成を示す概念図
【図１０】セルサーチの第１段階の遅延プロファイルの一例を示す図
【符号の説明】
１０１ アンテナ
１０２ 無線受信部
１０３ ＳＷ
１０４ 制御部
１０５ 第１段階処理部
１０６ 第１サーチコード
１０７、１１３、１１８、１２３ 相関回路
１０８、１１９、１２４ 平均化回路
１０９ スロットタイミング検出部
１１１ 第２段階処理部
１１２ 第２サーチコード発生部
１１４ 割り当て部
１１５ スクランブリングコードグループ同定部
１１６ 第３段階処理部
１１７、１２２ スクランブリングコード発生部
１２０ スクランブリングコード同定部
１２１ パスタイミング検出部
１２５ パスタイミング検出部
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）セルラシステムにおいて用いられる同期捕捉装置及び同期捕捉方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤＭＡセルラシステムでは、移動局の移動に伴うセルの切り替え（ハンドオーバ）時や間欠受信時などにセルサーチを行う必要がある。このセルサーチのうち、３段階セルサーチがよく知られている（例えば、特許文献１参照）。以下、３段階セルサーチについて図を用いて簡単に説明する。
【０００３】
３段階セルサーチは、第１段階ではスロットタイミングの検出、第２段階ではスクランブリングコードグループの同定及びスクランブリングコードタイミング（すなわち、フレームタイミング）の検出、第３段階ではスクランブリングコードの同定の順で行われる。なお、第１段階では、全基地局共通の短周期コードである第１サーチコードを用い、第２段階では、短周期コードである第２サーチコードを用いる。この第２サーチコードは、長周期コードであるスクランブリングコードを複数含むグループ毎に、異なるパターン（各スロットの１シンボルに乗算されている第２サーチコード番号の配列パターン）で配置されている（図６参照）。
【０００４】
＜第１段階＞スロットタイミングの検出
通常、ＣＤＭＡにおいては、図７に示すように同期コードとして第１サーチコード（ＰＳＣ；Ｐｒｉｍａｒｙ Ｓｅａｒｃｈ Ｃｏｄｅ）と第２サーチコード（ＳＳＣ；Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｓｅａｒｃｈ Ｃｏｄｅ）とがコード多重されて各スロット先頭に用意されている。第１段階では、第１サーチコードを用いてスロットタイミングを検出する。スロット内の特定の１シンボル（ここでは、先頭シンボル）が全基地局共通の第１サーチコードのみで拡散されており、この第１サーチコードを用いてスロットタイミングを検出する。
【０００５】
具体的には、図８のＳＴ１１〜ＳＴ１２で示すような工程でスロットタイミングの検出が行われる。ＳＴ１１では、１シンボル分のデータと第１サーチコード（ＰＳＣ）との相関値を計算する。そして、この相関値の計算が１スロットに渡り行われ、１スロット分の遅延プロファイルが作成される。なお、スロットタイミングの検出精度を高めるために、通常複数スロット分の遅延プロファイルを平均化する。
【０００６】
ＳＴ１２では、遅延プロファイル上で相関値が所定の閾値を越えるか否かを判定する。すなわち、相関値のピークを検出して、所定の閾値を越えるピークのタイミングをスロットタイミングの候補として検出し、ＳＴ１３に移行する。一方、所定の閾値を越えるピークがない場合、同期捕捉処理を終了する。
【０００７】
＜第２段階＞スクランブリングコードグループの同定およびスクランブリングコードタイミングの検出
ここでは、第２サーチコード（ＳＳＣ）を用いてスクランブリングコードグループの同定およびスクランブリングコードタイミングの検出を行う。１フレーム内における全スロットの特定の１シンボル（ここでは、先頭シンボル）が、第２サーチコードで拡散されている。フレーム内での第２サーチコードの配置は、長周期コードであるスクランブリングコードを分類したグループ毎に異なる。このグループ数は、図６に示すように全部で３２である。また、第２サーチコードは、通常１７種類用意される。この第２サーチコードを用いてスクランブリングコードグループ（図６における行）を同定し、フレームの先頭、すなわちスクランブリングコードタイミングを検出する。
【０００８】
具体的には、図８のＳＴ１３〜ＳＴ１４で示すような工程で行われる。ＳＴ１３では、図６に示す第２サーチコードの配置表に従って、第１段階で検出されたスロットタイミングに基づいて、受信したスロットの特定の１シンボル（ここでは、先頭シンボル）と第２サーチコードとの間で相関処理を行う。これにより、各グループ毎（配置表の行毎）に０〜１５の各スロットに対応する相関値が算出される。
【０００９】
次いで、図６に示す第２サーチコードの配置を１スロットずらした後、その１スロットずらした後の配置表に従って、第１段階で検出されたスロットタイミングに基づいて、次に受信したスロットの特定の１シンボルと第２サーチコードとの間で再び相関処理を行う。このとき、スクランブリングコードグループの同定精度およびスクランブリングコードタイミングの検出精度を高めるために、０〜１５の各スロットに対応させた相関値を順次平均化する。そして、平均化処理を、図６に示す第２サーチコードの配置を１スロットずつずらしながら所定スロット分行う。
【００１０】
ＳＴ１４では、ＳＴ１３で算出した相関値が所定の閾値を越えるか否かの判定が行われる。所定の閾値を越える場合には、スクランブリングコードグループ及びスクランブリングコードタイミング（すなわち、フレームの先頭）の候補を検出したものとし、ＳＴ１５に移行する。一方、所定の閾値を越えない場合には、ＳＴ１９に移行する。
【００１１】
＜第３段階＞スクランブリングコードの同定
ここでは、第２段階で同定されたスクランブリングコードグループから確定された１６種類のスクランブリングコード候補から１つのスクランブリングコードを同定する。具体的には、図８のＳＴ１５〜ＳＴ１６で示すような工程で行われる。
【００１２】
ＳＴ１５では、検出されたスクランブリングコードタイミングに従って、受信データとスクランブリングコードの相関値を計算する。この処理を同定されたスクランブリングコードグループに属するスクランブリングコード１６種類について行う。なお、スクランブリングコードタイミングの検出の精度を高めるために、複数シンボル分の相関値を平均化する。
【００１３】
ＳＴ１６では、ＳＴ１５で算出した相関値が所定の閾値を越える場合には、スクランブリングコードとして同定し、ＳＴ１７に移行する。一方、所定の閾値を越えない場合には、ＳＴ１９に移行する。
【００１４】
図８に示す工程は複数のパスのスクランブリングコードを同定する工程であるため、ＳＴ１７では、既に同定済みのスクランブリングコードに対応するパスを除外する。すなわち、ＳＴ１５で作成された遅延プロファイルから、既に検出済みのスクランブリングコードタイミングに対応する相関値が除外される。
【００１５】
第１段階〜第３段階の処理が終了し、１つのスクランブリングコードが同定されると、ＳＴ１８において、所定の数のスクランブリングコードが同定されたか否か確かめられる。そして、所定の数のスクランブリングコードが同定された場合には、処理を終了し、スクランブリングコードの同定数が所定の数に達していない場合には、ＳＴ１９に移行する。
【００１６】
ＳＴ１９では、ＳＴ１２でスロットタイミングの候補として検出されたタイミング全てについてＳＴ１３，ＳＴ１４の第２段階処理が終了したか否かが判定され、終了していればセルサーチを終了し、終了していなければＳＴ１３に移行する。
【００１７】
【特許文献１】
特開２００１−１４５１５１号公報（７頁、図１）
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、通信中のセルから他のセルへハンドオーバを行う際、及び間欠受信時のセルサーチには、以下のような問題点がある。具体的には、図を用いて説明する。
【００１９】
図９は従来の無線通信システムの一例を示す図である。この図において、移動局２１が、基地局２２と通信可能な範囲であるセル２５内で基地局２２に位置登録されているとき、基地局２３及び基地局２４と通信可能な位置でセルサーチを行った場合を考える。このとき、基地局２２から移動局２１に到来するパスは、伝搬環境のため、複数のパス（マルチパス）であることがある。これをセルサーチの第１段階における遅延プロファイルに表すと図１０のようになる。
【００２０】
図１０において、パス６１，６２，６３及び６４は、基地局２２から到来したパスである。また、パス７１は、基地局２３から到来したパスであり、パス８１は、基地局２４から到来したパスである。移動局２１は、基地局２２に位置登録されているため、既に同期捕捉が完了しているにもかかわらず、マルチパスで到来した基地局２２のパスについてもセルサーチの第２段階及び第３段階の処理を行ってしまう。このため、セルサーチに要する時間が長くなるという問題がある。
【００２１】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、スクランブリングコードを効率よく同定し、高速なセルサーチを行うことができる同期捕捉装置及び同期捕捉方法を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため、本発明の同期捕捉装置は、３段階セルサーチを行う同期捕捉装置において、セルサーチが行われたセルから到来するパスのタイミングを、当該セルに割り当てられたスクランブリングコードを用いて検出するパスタイミング検出手段と、受信信号と第１サーチコードとの相関値に基づいてスロットタイミングを検出する第１段階のスロットタイミング検出手段と、前記パスタイミング検出手段で検出されたパスタイミングを用いて、既にセルサーチが行われたセルから受信した信号のスロットタイミングを第２段階及び第３段階の処理から除外する除外手段と、前記スロットタイミング検出手段において検出されたスロットタイミングのうち、前記除外手段で除外されることにより残ったスロットタイミングに基づいて第２段階及び第３段階のセルサーチを行う第２・第３段階処理手段と、を具備する構成を採る。
【００２３】
この構成によれば、セルサーチの際、既にセルサーチを行ったセル（既知セル）から到来するパスに基づいて、既知セルのスロットタイミングをセルサーチの対象から除外するので、既知セルからマルチパスが到来した場合など、既知セルのパスをセルサーチの対象としないことになるので、スクランブリングコードを効率よく同定し、高速なセルサーチを行うことができる。
【００２４】
本発明の同期捕捉装置は、上記構成において、前記スロットタイミング検出手段が、第１段階で相関演算を行った際、遅延プロファイル上に生じるピークレベルが所定の閾値を越える場合、サイドローブのピークのタイミングをスロットタイミングから除外し、遅延プロファイル上に生じるピークレベルが所定の閾値以下の場合、サイドローブのピークのタイミングをスロットタイミングから除外しない構成を採る。
【００２５】
この構成によれば、遅延プロファイル上に生じるサイドローブのピークが所定の閾値を越える場合、サイドローブのピークのタイミングをスロットタイミングから除外することで、スロットタイミングとして誤ってセルサーチの対象としてしまうことを防ぎ、効率よくスクランブリングコードの同定をおこなうことができる。また、サイドローブのピークが所定の閾値以下である場合、サイドローブのピークのタイミングがスロットタイミングとして認識されないので、ピークのタイミングをスロットタイミングから除外しないことにより、ピークのタイミングを検出するのに要する時間を短縮することができる。
【００２６】
本発明の同期捕捉装置は、上記構成において、３段階セルサーチの各段階における処理及び前記パスタイミング検出手段を制御する制御手段を具備し、前記制御手段が、既にパスサーチが行われたパスタイミングの検出処理から要した時間を計測し、所定時間経過後、サーチ処理を強制的に終了し、再度、サーチ処理を起動する制御を行う構成を採る。
【００２７】
この構成によれば、既にパスサーチが行われたパスタイミングの検出処理から要した時間が所定時間を経過すると、伝搬環境が変動するため、基地局装置から到来するパスのタイミングが変化してしまうので、パスサーチ処理を強制的に終了し、再度、サーチ処理を起動することにより、変化したパスタイミングに基づいた正確なパスサーチを行うことができる。
【００２８】
本発明の同期捕捉装置は、上記構成において、前記制御手段が、第１段階の処理から要した時間が所定時間内であれば、前記パスタイミング検出手段を停止する制御を行い、直前に検出したパスタイミングを用いて前記除外手段における処理を行うように制御する構成を採る。
【００２９】
この構成によれば、第１段階の処理から要した時間が所定の時間内であれば、第１段階の処理と同時に検出した既知セルのパスタイミングは変化していないものとしてパスタイミングを改めて検出する必要がないので、既知セルのパスタイミング検出処理に要する電力を削減することができる。
【００３０】
本発明の同期捕捉装置は、上記構成において、前記制御手段が、前記除外手段の処理を定期的に停止する構成を採る。
【００３１】
この構成によれば、既知セルと新規セルのスロットタイミングが一致する場合、除外手段によって新規セルのスロットタイミングまでもセルサーチの対象から除外することになり、セルサーチを行うことができなくなってしまうが、除外手段の処理を定期的に停止することで、既知セルと新規セルのスロットタイミングが一致した場合でも、セルサーチを行うことができる可能性を高めることができる。
【００３２】
本発明の同期捕捉装置は、上記構成において、前記除外手段が、第１段階における相関値から既にセルサーチが行われたセルにおけるスロットタイミングの相関値を引いた差分が所定の閾値を越えたとき、既知セルのスロットタイミングをセルサーチの対象とする構成を採る。
【００３３】
この構成によれば、既知セルのスロットタイミングと新規セルのスロットタイミングが一致したタイミングにおいて、第１段階相関値から既にセルサーチが行われたセルにおけるスロットタイミングの相関値を引いた差分が所定の閾値を越えた場合、既にセルサーチが行われたセル（既知セル）のスロットタイミングを除外しないようにすることで、新規セルのスロットタイミングと既知セルのスロットタイミングが一致した場合でも、新規セルのスロットタイミングを検出することができる。
【００３４】
本発明の同期捕捉方法は、３段階セルサーチを行う同期捕捉方法において、セルサーチの開始と共に、既にセルサーチが行われたセルから到来するパスのタイミングを検出するパスタイミング検出工程と、基地局装置から受信した信号のスロットタイミングを検出するスロットタイミング検出工程と、前記パスタイミング検出工程で検出したパスタイミングを用いて、既にセルサーチを行ったセルから受信した信号のスロットタイミングをセルサーチの対象から除外する除外工程と、を具備するようにした。
【００３５】
この方法によれば、セルサーチの際、既知セルから到来するパスに基づいて、既知セルのスロットタイミングをセルサーチの対象から除外するので、既知セルからマルチパスが到来した場合など、既知セルのパスをセルサーチの対象としないことになるので、スクランブリングコードを効率よく同定し、高速なセルサーチを行うことができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
本発明の骨子は、セルサーチの第１段階において受信信号のスロットタイミング検出中に、同期捕捉したセル（既知セル）から到来するパスのタイミングを当該セルに割り当てられたスクランブリングコードを用いて検出し、第１段階で検出したスロットタイミングから、既知セルのパスタイミングを用いて既知セルから受信した信号のスロットタイミングをセルサーチの対象から除外したうえで、セルサーチを行うことである。これにより、まだセルサーチが行われていないセル（新規セル）のスクランブリングコードを効率よく同定し、セルサーチを高速に行うことができる。
【００３７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００３８】
（一実施の形態）
図１は、本発明の一実施の形態に係る同期捕捉装置の構成を示すブロック図である。この図において、無線受信部１０２は、アンテナ１０１を介して受信した信号（受信信号）に対して所定の無線受信処理（ダウンコンバートやＡ／Ｄ変換等）を施し、無線受信処理後の信号をＳＷ（スイッチ）１０３に出力する。
【００３９】
ＳＷ１０３は、無線受信部１０２から出力された信号を後述する制御部１０４の制御に従って第１段階処理部１０５、第２段階処理部１１１、第３段階処理部１１６及びパスタイミング検出部１２１に適宜切り替えて出力する。
【００４０】
制御部１０４は、第１段階処理部１０５、第２段階処理部１１１、第３段階処理部１１６及びパスタイミング検出部１２１からそれぞれ出力結果を得て、効率のよいセルサーチを行うためにＳＷ１０３を制御する。
【００４１】
第１段階処理部１０５は、３段階セルサーチの第１段階の処理を行い、スロットタイミングの検出を行う。具体的には、第１サーチコード発生部１０６が、全ての基地局において共通に使用される第１サーチコードを発生し、相関回路１０７に出力する。
【００４２】
相関回路１０７は、受信信号と第１サーチコード発生部１０６から出力された第１サーチコードとの相関演算を行い、算出した相関値を平均化回路１０８に出力する。平均化回路１０８は、相関回路１０７で算出した相関値を複数スロット分平均化する。
【００４３】
スロットタイミング検出部１０９は、平均化回路１０８で平均化された相関値から所定の閾値を越える相関値のタイミングを検出し、検出したタイミングを既知セルスロットタイミング除外部１１０に出力する。
【００４４】
既知セルスロットタイミング除外部１１０は、スロットタイミング検出部１０９から出力されたタイミングのうち、後述するパスタイミング検出部１２１で検出された既知セルのパスタイミングを用いて既知セルのスロットタイミングをセルサーチの対象から除外する。残ったスロットタイミングを新規セルのスロットタイミング候補として制御部１０４及び相関回路１１３に出力する。
【００４５】
第２段階処理部１１１は、３段階セルサーチの第２段階の処理を行い、スクランブリングコードグループの同定及びスクランブリングコードタイミングの検出を行う。具体的には、第２サーチコード発生部１１２が、１７種類の第２サーチコードを発生し、相関回路１１３に出力する。
【００４６】
相関回路１１３は、既知セルスロットタイミング除外部１１０から出力されたスロットタイミングで第２サーチコード発生部１１２から出力された１７種類の第２サーチコードと受信信号との相関演算をそれぞれ行う。算出された相関値は割り当て部１１４に出力される。
【００４７】
割り当て部１１４は、相関回路１１３で算出された相関値を、図６に示す第２サーチコードの配置表に従って、各スロット０〜１５に割り当てながら、各スロット毎に相関値を順次平均化する。割り当てた結果はスクランブリングコードグループ同定部１１５に出力される。
【００４８】
スクランブリングコードグループ同定部１１５は、割り当て部１１４の割り当て結果と所定の閾値との閾値判定を行う。閾値を越える割り当て結果からスクランブリングコードグループの同定及びスクランブリングコードタイミング（フレームタイミング）の検出を行う。同定結果及び検出結果は制御部１０４、スクランブリングコード発生部１１７、相関回路１１８に出力される。
【００４９】
第３段階処理部１１６は、３段階セルサーチの第３段階の処理を行い、スクランブリングコードの同定を行う。具体的には、スクランブリングコード発生部１１７が、スクランブリングコードグループ同定部１１５で同定されたグループに属する１６種類のスクランブリングコードを発生し、相関回路１１８に出力する。
【００５０】
相関回路１１８は、スクランブリングコードグループ同定部１１５で検出されたスクランブリングコードタイミングでスクランブリングコード発生部１１７から出力されたスクランブリングコードと受信信号との相関演算を行う。算出された相関値は平均化回路１１９に出力される。
【００５１】
平均化回路１１９は、相関回路１１８で算出された相関値を複数スロット分平均化し、スクランブリングコード同定部１２０に出力する。
【００５２】
スクランブリングコード同定部１２０は、平均化回路１１９で平均化した相関値と所定の閾値との閾値判定を行い、閾値を越える場合には、新規セルのスクランブリングコードとして同定する。
【００５３】
パスタイミング検出部１２１は、セルサーチ起動時に、既知セルのパスタイミングの検出を開始する。具体的には、スクランブリングコード発生部１２２が既知セルのスクランブリングコードを発生し、相関回路１２３に出力する。
【００５４】
相関回路１２３は、スクランブリングコード発生部１２２から出力されたスクランブリングコードの所定のタイミング幅と受信信号との相関演算を行い、算出結果を平均化回路１２４に出力する。
【００５５】
平均化回路１２４は、相関回路１２３で算出した相関値を所定のタイミング幅で平均化し、平均化した相関値をパスタイミング検出部１２５に出力する。
【００５６】
パスタイミング検出部１２５は、平均化回路１２４で平均化した相関値と所定の閾値との閾値判定を行い、閾値を越える相関値のタイミングを検出する。検出したパスタイミングは、制御部１０４及び既知セルスロットタイミング除外部１１０に出力される。
【００５７】
図２は、本発明の一実施の形態に係る同期捕捉装置の動作を示すフロー図である。この図において、ＳＴ２０１では、１シンボル分のデータと第１サーチコード（ＰＳＣ）との相関演算を行う。そして、この相関演算が１スロットに渡り行われ、１スロット分の遅延プロファイルが作成される。なお、スロットタイミングの検出精度を高めるために、通常複数スロット分の遅延プロファイルを平均化する。
【００５８】
ＳＴ２０２では、ＳＴ２０１の相関演算と同時に既知セルのスクランブリングコードと受信信号との相関演算を行い、既知セルのパスタイミングを検出する。ここで、検出したパスタイミングから既知セルのフレームタイミングが分かり、フレームタイミングに基づいてスロットタイミングが分かる。
【００５９】
ＳＴ２０３では、ＳＴ２０１で算出した相関値の位相、すなわちスロットタイミングから、ＳＴ２０２で検出された既知セルのパスタイミングを用いて既知セルのスロットタイミングを除外する。ＳＴ２０１では、既知セル及び新規セルからのパスについてスロットタイミングの検出が行われるが、既知セルについては既にセルサーチ済みなので、ＳＴ２０３で既知セルのスロットタイミングを除外する。
【００６０】
ＳＴ２０４では、遅延プロファイル上で相関値が所定の閾値を越えるか否かを判定する。すなわち、相関値のピークを検出して、所定の閾値を越えるピークのタイミングを新規セルのスロットタイミング候補として検出し、ＳＴ２０５に移行する。一方、所定の閾値を越えるピークがない場合、同期捕捉処理を終了する。
【００６１】
ＳＴ２０５では、第２サーチコードの配置表に従って、第１段階で検出されたスロットタイミングに基づいて、受信したスロットの特定の１シンボル（ここでは、先頭シンボル）と第２サーチコードとの間で相関処理を行う。これにより、各グループ毎（配置表の行毎）に０〜１５の各スロットに対応する相関値が算出される。
【００６２】
次いで、図６に示す第２サーチコードの配置を１スロットずらした後、その１スロットずらした後の配置表に従って、第１段階で検出されたスロットタイミングに基づいて、次に受信したスロットの特定の１シンボルと第２サーチコードとの間で再び相関処理を行う。このとき、スクランブリングコードグループの同定精度およびスクランブリングコードタイミングの検出精度を高めるために、０〜１５の各スロットに対応させた相関値を順次平均化する。そして、平均化処理を、図６に示す第２サーチコードの配置を１スロットずつずらしながら所定スロット分行う。
【００６３】
ＳＴ２０６では、ＳＴ２０５で算出した相関値が所定の閾値を越えるか否かの判定が行われる。所定の閾値を越える場合には、スクランブリングコードグループの同定及びスクランブリングコードタイミング（すなわち、フレームの先頭）を検出したものとし、ＳＴ２０７に移行する。一方、所定の閾値を越えない場合には、ＳＴ２１１に移行する。
【００６４】
ＳＴ２０７では、ＳＴ２０６で検出されたスクランブリングコードタイミングに従って、受信信号とスクランブリングコードとの相関値を計算する。この処理をＳＴ２０６で同定されたスクランブリングコードグループに属するスクランブリングコード１６種類について行う。なお、スクランブリングコードタイミングの検出の精度を高めるために、複数シンボル分の相関値を平均化する。
【００６５】
ＳＴ２０８では、ＳＴ２０７で算出した相関値が所定の閾値を越える場合には、スクランブリングコードとして同定し、ＳＴ２０９に移行する。一方、所定の閾値を越えない場合には、ＳＴ２１１に移行する。
【００６６】
図２に示す工程は複数のパスのスクランブリングコードを同定する工程であるため、ＳＴ２０９では、ＳＴ２０４で検出された複数スロットタイミングのうち、今回処理を行ったスロットタイミングを除外し、今回処理したタイミングに対してＳＴ２０５〜ＳＴ２１０以降の処理を２回以上行わないようにする。
【００６７】
ＳＴ２０９の処理が終了し、１つのスクランブリングコードが同定されると、ＳＴ２１０において、所定の数のスクランブリングコードが同定されたか否かが確かめられる。そして、所定の数のスクランブリングコードが同定された場合には、処理を終了し、スクランブリングコードの同定数が所定の数に達していない場合には、ＳＴ２１１に移行する。
【００６８】
ＳＴ２１１では、ＳＴ２０４でスロットタイミングの候補として検出されたタイミング全てについてＳＴ２０５，ＳＴ２０６の第２段階処理が終了したか否かが判定され、終了していればセルサーチを終了し、終了していなければＳＴ２０５に移行する。
【００６９】
このように、セルサーチ（特に第１段階処理）と同時に既知セルのパスタイミングを検出し、検出したパスタイミングからスロットタイミングを割り出し、セルサーチの第１段階において検出したスロットタイミングから既知セルのスロットタイミングを除外することにより、既知セルのセルサーチを行わなくてよいので、セルサーチを高速に行うことができる。
【００７０】
図３は、既知セルのスロットタイミングを除外する様子を示す概念図を示す。図３（ａ）は、第１段階における新規セルと既知セルのスロットタイミングをそれぞれ表した遅延プロファイルである。ただし、所定の閾値を越える相関値とそのタイミングのみ表したものである。図３（ａ）の２つの遅延プロファイルを１つにまとめた遅延プロファイルを示したのが図３（ｂ）である。セルサーチの第１段階では、図３（ａ）で示したように新規セルの遅延プロファイルと既知セルの遅延プロファイルを区別することができないため、実際には、図３（ｂ）に示すような遅延プロファイルが得られる。そこで、パスタイミング検出部１２１において、既知セルのパスタイミングを検出し、検出したパスタイミングからスロットタイミングを割り出す。図３（ｂ）から既知セルのスロットタイミングを除外することにより、図３（ｃ）が示すように新規セルのパスタイミングのみ残ることになる。
【００７１】
ところで、新規セルの相関値のタイミングと既知セルの相関値のタイミングが一致することがある。この場合、既知セルのスロットタイミングを除外すると新規セルのスロットタイミングまでも除外することになってしまい、新規セルのセルサーチを行うことができないことがある。この様子を図４に示す。
【００７２】
図４は、新規セルの相関値のタイミングと既知セルの相関値のタイミングが一致した場合を示す概念図である。この図において、図４（ａ）は、新規セルと既知セルのスロットタイミングをそれぞれ表した遅延プロファイルである。新規セルのピークは１本、既知セルのピークは２本であるとする。図４（ａ）の２つの遅延プロファイルを１つにまとめた遅延プロファイルを示したのが図４（ｂ）であり、新規セルのスロットタイミングと既知セルのスロットタイミングが一致するため、ピークが２本になってしまう。この状態で既知セルのスロットタイミングを除外すると、新規セルのスロットタイミングまで除外してしまい、図４（ｃ）のようになってしまうため、新規セルのスロットタイミングを検出することができなくなってしまう。
【００７３】
そこで、既知セルスロットタイミング除外部１１０は、第１段階における相関値から既知セルにおけるスロットタイミングの相関値を引いた差分が所定の閾値を越えるか否かを判定し、閾値を越えるのであれば、既知セルのスロットタイミングを除外しないようにする。これにより、新規セルのスロットタイミングと既知セルのスロットタイミングが一致した場合でも、新規セルのスロットタイミングを検出することができる。なお、パスサーチ処理はＣＰＩＣＨを、第１段階処理はＰ−ＳＣＨ（Ｐｒｉｍａｒｙ−Ｓｅａｒｃｈ Ｃｈａｎｎｅｌ）を使用するので、ＣＰＩＣＨとＰ−ＳＣＨの送信電力の比を考慮して、差分をとってもよい。
【００７４】
なお、既知セルのスロットタイミングを除外する処理を定期的に行わないようにしてもよい。これにより、新規セルと既知セルのスロットタイミングが一致した場合において、新規セルのセルサーチを行うことができる可能性を高くすることができる。ただし、この場合、既知セルについてもセルサーチを行うことになる。また、パスタイミング検出部１２１の処理も停止するようにすることで、検出処理に要する電力を削減することができる。
【００７５】
ここで、相関回路１０７において、相関演算によって生じる相関波形について説明する。ここでは、同一の第１サーチコード同士の相関をとることから自己相関と称する。図５は、第１サーチコードの自己相関波形を示す図である。図５（ａ）に示すように、２５６［Ｃｈｉｐ］で相関値「１」となるピークが現れ、このピークを中心にサイドローブが現れる。スロットタイミング検出部１０９では、最大相関値をスロットタイミングとして検出すると共に、サイドローブでピークを形成するタイミングもスロットタイミングとして検出することがある。しかしながら、サイドローブでピークを形成するタイミングは正しいスロットタイミングではないので、スロットタイミングとして検出してしまうと、第２段階以降の処理を無駄に行ってしまう。そのため、サイドローブでピークを形成するタイミングがスロットタイミングとして検出されると除外する必要がある。
【００７６】
実際には、図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示すように、縦縞で表した雑音成分を考慮する必要がある。図５（ｂ）は、セルの信号レベルが高く、雑音レベルが低い場合を表しており、図５（ｃ）は、セルの信号レベルが低く、雑音レベルが高い場合を表している。
【００７７】
図５（ｂ）の場合、サイドローブのピークは雑音レベルよりも高いため、サイドローブのピークのタイミングをスロットタイミング検出部１０９がスロットタイミングとして検出してしまう。このため、サイドローブのピークのタイミングをスロットタイミングから除外する。ここで、サイドローブのピークのタイミングは、２５６ｃｈｉｐ時間に対して一意に決定することができるため、サイドローブのピークのタイミングを検出する必要はない。
【００７８】
一方、図５（ｃ）の場合、サイドローブのピークは雑音レベルよりも低いため、スロットタイミング検出部１０９がサイドローブのピークのタイミングをスロットタイミングとして検出することはない。
【００７９】
このことから、第１サーチコードの自己相関によって生じるピーク（２５６ｃｈｉｐ）のレベル（ＥＣ／ＩＯ又はＲＳＣＰ）が所定の閾値より大きい場合には、サイドローブをスロットタイミングから除外することにより誤ったスロットタイミングでのセルサーチを防ぐことができる。また、ピークのレベルが所定の閾値より小さい場合には、ピークのタイミングがスロットタイミングとして検出されることはないので、サイドローブをスロットタイミングから除外する必要がなく、サイドローブと新規セルのスロットタイミングが一致した場合でも、新規セルのスロットタイミングを検出することができる。
【００８０】
なお、ピークの相関値（２５６Ｃｈｉｐの相関値）及びサイドローブのピークのタイミングにおける相関値（サイドローブピーク候補）の比と所定の閾値とを比較し、サイドローブピーク候補の相関値をピークの相関値で除算した値が所定の閾値より大きければ、サイドローブをスロットタイミングから除外する必要がなく、また、所定の閾値より小さければサイドローブピーク候補をサイドローブのピークと見なし、スロットタイミングから除外してもよい。
【００８１】
また、上記既知セルのタイミングと同様に、自己相関のサイドローブ上の相関値から、ピークの相関値に基づいて理論的に求めることができるサイドローブ上の相関値を引き、その差分値が閾値を超えていたら、新規セルのタイミングとサイドローブのタイミングが一致していたと考えられるので、サイドローブをピーク候補と見なしてもよい。
【００８２】
このように本実施の形態によれば、セルサーチの第１段階において受信信号のスロットタイミングを検出中に、既知セルから到来するパスのタイミングを検出し、第１段階で検出したスロットタイミングから既知セルのスロットタイミングを除外することにより、セルサーチを高速に行うことができる。
【００８３】
なお、既知セルのスロットタイミングを示すデータは、所定時間経過すると伝搬路が変わってしまい無効になってしまう。このため、制御部１０４は、既知セルのパスタイミング検出処理から要した時間を計測し、既知セルのスロットタイミングが有効である時間が経過したら、セルサーチを強制的に終了し、再度、セルサーチを第１段階から開始するように制御してもよい。これにより、変化したパスタイミングに基づいた正確なパスサーチを行うことができる。
【００８４】
また、制御部１０４は、既知セルのパスタイミングの検出処理から要した時間が所定の時間内であれば、第１段階の処理と同時に検出した既知セルのパスタイミングは、変化していないものとして、パスタイミングを改めて検出しないようにしてもよい。これにより、パスタイミング検出部１２１において検出処理に要する電力を削減することができる。すなわち、既知セルのパスタイミング検出処理から要した時間が所定の時間を超えていたセルのみ、パスタイミングが変化したものとしてパスタイミングの検出を行う。
【００８５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、セルサーチの第１段階において受信信号のスロットタイミング検出中に、既知セルから到来するパスのタイミングを検出し、第１段階で検出したスロットタイミングから、既知セルのパスタイミングを用いて既知セルから受信した信号のスロットタイミングをセルサーチの対象から除外したうえで、セルサーチを行うことである。これにより、新規セルのスクランブリングコードを効率よく同定し、セルサーチを高速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る同期捕捉装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の一実施の形態に係る同期捕捉装置の動作を示すフロー図
【図３】既知セルのスロットタイミングを除外する様子を示す概念図
【図４】新規セルの相関値のタイミングと既知セルの相関値のタイミングが一致した場合のスロットタイミングを除外する様子を示す概念図
【図５】第１サーチコードの自己相関波形を示す図
【図６】スクランブリングコードグループに対応する第２サーチコードの配列を示す表
【図７】フレーム構成の一例を示す模式図
【図８】従来の同期捕捉装置の動作を示すフロー図
【図９】無線通信システムの構成を示す概念図
【図１０】セルサーチの第１段階の遅延プロファイルの一例を示す図
【符号の説明】
１０１ アンテナ
１０２ 無線受信部
１０３ ＳＷ
１０４ 制御部
１０５ 第１段階処理部
１０６ 第１サーチコード
１０７、１１３、１１８、１２３ 相関回路
１０８、１１９、１２４ 平均化回路
１０９ スロットタイミング検出部
１１１ 第２段階処理部
１１２ 第２サーチコード発生部
１１４ 割り当て部
１１５ スクランブリングコードグループ同定部
１１６ 第３段階処理部
１１７、１２２ スクランブリングコード発生部
１２０ スクランブリングコード同定部
１２１ パスタイミング検出部
１２５ パスタイミング検出部
Claims (7)
- ３段階セルサーチを行う同期捕捉装置において、
セルサーチが行われたセルから到来するパスのタイミングを、当該セルに割り当てられたスクランブリングコードを用いて検出するパスタイミング検出手段と、
受信信号と第１サーチコードとの相関値に基づいてスロットタイミングを検出する第１段階のスロットタイミング検出手段と、
前記パスタイミング検出手段で検出されたパスタイミングを用いて、既にセルサーチが行われたセルから受信した信号のスロットタイミングを第２段階及び第３段階の処理から除外する除外手段と、
前記スロットタイミング検出手段において検出されたスロットタイミングのうち、前記除外手段で除外されることにより残ったスロットタイミングに基づいて第２段階及び第３段階のセルサーチを行う第２・第３段階処理手段と、
を具備することを特徴とする同期捕捉装置。 - 前記スロットタイミング検出手段は、第１段階で相関演算を行った際、遅延プロファイル上に生じるピークレベルが所定の閾値を越える場合、サイドローブのピークのタイミングをスロットタイミングから除外し、遅延プロファイル上に生じるピークレベルが所定の閾値以下の場合、サイドローブのピークのタイミングをスロットタイミングから除外しないことを特徴とする請求項１に記載の同期捕捉装置。
- ３段階セルサーチの各段階における処理及び前記パスタイミング検出手段を制御する制御手段を具備し、
前記制御手段は、既にパスサーチが行われたパスタイミングの検出処理から要した時間を計測し、所定時間経過後、サーチ処理を強制的に終了し、再度、サーチ処理を起動する制御を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の同期捕捉装置。 - 前記制御手段は、第１段階の処理から要した時間が所定時間内であれば、前記パスタイミング検出手段を停止する制御を行い、直前に検出したパスタイミングを用いて前記除外手段における処理を行うように制御することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の同期捕捉装置。
- 前記制御手段は、前記除外手段の処理を定期的に停止することを特徴とする請求項３に記載の同期捕捉装置。
- 前記除外手段は、第１段階における相関値から既にセルサーチが行われたセルにおけるスロットタイミングの相関値を引いた差分が所定の閾値を越えたとき、既知セルのスロットタイミングをセルサーチの対象とすることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の同期捕捉装置。
- ３段階セルサーチを行う同期捕捉方法において、
セルサーチの開始と共に、既にセルサーチが行われたセルから到来するパスのタイミングを検出するパスタイミング検出工程と、
基地局装置から受信した信号のスロットタイミングを検出するスロットタイミング検出工程と、
前記パスタイミング検出工程で検出したパスタイミングを用いて、既にセルサーチを行ったセルから受信した信号のスロットタイミングをセルサーチの対象から除外する除外工程と、
を具備することを特徴とする同期捕捉方法。
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