JP3320667B2 - スペクトラム拡散無線通信装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば自動車電
話・携帯電話システムやコードレス電話システム、無線
ＬＡＮシステムで使用されるものであり、特にスペクト
ラム拡散方式を使用して符号分割多元接続（ＣＤＭＡ：
Code Division Multiple Access）通信を可能としたス
ペクトラム拡散無線通信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、移動通信システムで使用する無線
通信方式の一つとして、干渉や妨害に強いスペクトラム
拡散方式が注目され、米国標準ＩＳ９５方式準拠の携帯
電話が米国だけでなく、韓国で使われ始めている。

【０００３】実際にサービスが行われている米国では、
事業者に応じて基地局の周波数が異なり、このような使
用周波数の異なる基地局間を移動局がハードハンドオフ
する場合にドロップコールが頻繁に起こることが問題と
なっている。

【０００４】すなわち図１４に示すように、第１事業者
の基地局ＢＳ１と周波数ｆ１を使用して接続されている
移動局ＭＳが、使用周波数がｆ１と異なるｆ２である第
２事業者の基地局ＢＳ２のセルへと移動する場合に、基
地局ＢＳ２の信号におけるＰＮ符号の位相をサーチャで
実際に検索することなくハードハンドオフしてしまうた
め、ＢＳ１から送られたメッセージで通知されたＰＮオ
フセットの基地局がなかったり、無線経路の影響でＰＮ
符号が０．５チップ以上ずれている場合にドロップコー
ルが起こる。

【０００５】このため米国電気通信工業会（ＴＩＡ）
は、ＩＳ９５システムの改良として、通話時（トラフィ
ックチャネル時）に異なる周波数の基地局のパイロット
サーチを行うことを推奨している。

【０００６】しかしながらこのようなパイロットサーチ
を実施すると、トラフィックチャネルの周波数とは異な
る周波数に受信周波数を変更しなければならないので、
このように受信周波数を変更した時間区間では、現在通
話中の周波数が受信できなくなってしまう。

【０００７】ここでＩＳ９５方式では、チップレートが
１．２２８８ＭＨｚであり、基地局から指示された異な
る周波数のサーチャの検索ウィンドウ長が±１２０チッ
プであった場合で、サーチャが複素相関器を１つしか持
たないと仮定し、一つのＰＮ符号位相あたり１６シンボ
ル積分を行うとすると、パイロットサーチに要する時間
は、 １６シンボル×６４チップ×２４０チップ（ウィンドウ
長）÷１．２２８８Ｍ＝２００ｍｓｅｃ となる。

【０００８】１フレームは２０ｍｓｅｃなので、上記の
時間は８フレームに相当し、連続した８フレームの間、
現在通話しているトラフィックチャネルの音声が受信で
きないことになる。

【０００９】上記の計算ではサーチャが複素相関器を１
つしか持たないと仮定したが、複素相関器を４つもつ場
合でも、８÷４＝２．５フレームに相当し、結局、連続
した３フレームが受信できないことになる。

【００１０】図１５はこのように３フレーム間に渡るパ
イロットサーチを行う状況を説明する図である。

【００１１】この図において、Ａ（Ａ１，Ａ２）はアク
ティブセットであり、通話しているチャネル（Ｔチャネ
ル）のＰＮオフセットを表す。Ｃ（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）
はキャンディデートセットであり、非通話であるが受信
レベルが閾値以上である基地局のＰＮオフセットを表
す。Ｎ（Ｎ１）はネイバーセットであり、ネイバーリス
トに示され、受信レベルが閾値を越えない基地局のＰＮ
オフセットを表す。そしてＲ（Ｒ１，Ｒ２）はリメイニ
ングセットであり、上記以外の基地局のＰＮオフセット
を表す。

【００１２】図１５では、始めに周波数ｆ１のアクティ
ブセットＡ１，Ａ２、次にキャンディデートＣ１、Ｃ２
のパイロットを検索する。次に受信周波数をｆ２に切り
換えて、ネイバーセットＮ１を検索する。この状態が３
フレーム分続いてネイバーセットＮ１の検索が終了した
ならば、受信周波数がｆ１に戻される。

【００１３】このように、３フレームにも渡って現在通
話中の周波数が受信できなくなってしまうことになり、
音声通話が途切れたものになるという不具合があった。

【００１４】また、移動局が基地局の境界にいる場合な
どには多数のキャンディデートセットのパイロットサー
チを行う必要がある場合がある。しかし従来はこのよう
な場合でも、個々のキャンディデートセットを順次検索
するものとなっていたため、検索すべき全てのキャンデ
ィデートセットのパイロットサーチが完了するまでに多
くの時間を要してしまうという不具合があった。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】以上のように従来は、
ネイバーセットのパイロットサーチにおいては３フレー
ムにも渡る音声の途切れが生じ、聴覚的な不自然さが生
じてしまうという不具合があった。

【００１６】また多数のキャンディデートセットのパイ
ロットサーチにおいては、完了するまでに多くの時間を
要してしまうという不具合があった。

【００１７】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、その目的とするところは第１に、通話時
におけるトラフィックチャネル周波数と異なる周波数の
パイロットサーチを、通話品質の低下を小さく抑えて行
うことを可能とするスペクトラム拡散無線通信装置を提
供することにある。

【００１８】また本発明の目的とするところは第２に、
多数のキャンディデートセットのパイロットサーチを短
時間で終了させることができるスペクトラム拡散無線通
信装置を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】前記第１の目的を達成す
るために本発明は、使用周波数がそれぞれ異なる複数種
類の基地局が混在したスペクトラム拡散移動通信システ
ムにて用いられるスペクトラム拡散無線通信装置におい
て、所定の周波数の信号を受信する例えば周波数変換部
などの受信手段と、通信中に、例えば５フレーム毎に１
フレームといった具合に複数が連続しないように選択し
たフレームのそれぞれにて、前記通信に使用している通
信周波数とは異なる他周波数を受信するように前記受信
手段を制御する例えば制御部などの受信周波数制御手段
と、この受信周波数制御手段の制御の下に前記受信手段
により断続的に受信される前記他周波数の信号に関する
疑似ランダム符号の位相のサーチを継続的に行う、例え
ばサーチ受信機および制御部からなる位相サーチ手段と
を備えた。

【００２０】このような手段を講じたことにより、フレ
ーム長よりも長い窓長に渡る疑似ランダム符号位相のサ
ーチは連続しない複数のフレーム期間に渡って継続的に
行われる。従って、フレーム長よりも長い窓長に渡る疑
似ランダム符号位相のサーチを実施することができる
が、他周波数を受信するのは１フレームずつであるか
ら、通信周波数の受信が行えない期間、すなわち音声通
話が途切れる期間は短時間となる。

【００２１】また前記第１の目的および第２の目的を達
成するために本発明は、使用周波数がそれぞれ異なる複
数種類の基地局が混在したスペクトラム拡散移動通信シ
ステムにて用いられるスペクトラム拡散無線通信装置に
おいて、所定の周波数の信号を受信する例えば周波数変
換部などの受信手段と、それぞれ同一内容で位相が異な
る少なくとも４種類の疑似ランダム符号のそれぞれと前
記受信手段による受信信号との相関の大小に応じた相関
信号をそれぞれ出力する複数の例えば相関器ユニットな
どの相関算出手段と、接続先の前記相関算出手段から出
力される相関信号に基づき、その相関信号を得るために
使用された疑似ランダム符号位相による受信エネルギを
求める複数の例えばエネルギ計算部などのエネルギ計算
手段と、ループフィルタを含み、接続先の前記相関算出
手段から出力される所定の第１および第２の相関信号に
基づき前記接続先の相関算出手段で用いる疑似ランダム
符号位相を制御するクロック追尾手段、ループフィルタ
を含み、前記接続先の相関算出手段から出力される所定
の第３の相関信号に基づき受信中の無線チャネルに関す
る所定の状態を推定するチャネル推定手段、ループフィ
ルタを含み、前記接続先の相関算出手段から出力される
前記第３の相関信号に基づき周波数ずれを求めてその補
正情報を生成する周波数制御手段、ならびに前記接続先
の相関算出手段から出力される所定の第４の相関信号お
よび前記チャネル推定手段により推定された状態とに基
づきデータを復調するデータ復調手段とを有した複数の
例えば復調処理部などの復調処理手段と、通信中に、例
えば５フレーム毎に１フレームといった具合に複数が連
続しないように選択した所定フレーム期間以外では、前
記複数の相関算出手段のうちの一つに前記エネルギ計算
手段を接続するとともに残りの相関算出手段に前記復調
処理手段をそれぞれ接続し、また前記所定フレーム期間
では、前記複数の相関算出手段のうちの複数に前記エネ
ルギ計算手段をそれぞれ接続する例えば制御部などの動
作状態変更手段と、前記所定フレーム期間には、前記エ
ネルギ計算手段が接続された前記相関算出手段のそれぞ
れに検索対象の所定の疑似ランダム符号をそれぞれ位相
を異ならせて使用させつつ、その際に前記相関算出手段
に接続された複数の前記エネルギ計算手段のそれぞれで
求められる受信エネルギに基づいて前記検索対象の疑似
ランダム符号の位相検索を行う例えば制御部などの位相
検索手段と、前記複数の復調処理手段のそれぞれに設け
られた前記クロック追尾手段、チャネル推定手段および
周波数制御手段がそれぞれ有するループフィルタの状態
を前記所定フレーム期間に変わる際にそれぞれ検出して
記憶しておき、前記所定フレーム期間が終了した際に前
記各ループフィルタのそれぞれを記憶しておいた状態に
戻す例えば制御部などのループフィルタ制御手段とを備
えた。

【００２２】そして、この発明で前記第１の目的を達成
するためには特に、前記所定フレーム期間には、通信に
使用している通信周波数とは異なる他周波数を受信する
ように前記受信手段を制御する例えば制御部などの受信
周波数制御手段を備え、かつ前記位相検索手段は、前記
所定フレーム期間中にはネイバセットの疑似ランダム符
号を検索対象とすることとした。

【００２３】また、この発明で前記第２の目的を達成す
るためには特に、前記位相検索手段は、前記所定フレー
ム期間中には前記エネルギ計算手段が接続された前記相
関算出手段毎にそれぞれ異なるキャンディデートセット
の疑似ランダム符号を検索対象とすることとした。

【００２４】このような手段を講じたことにより、通常
は復調処理手段と組み合わされてフィンガ受信機を構成
している相関算出手段が、複数が連続しないように選択
した所定フレーム期間ではエネルギ計算手段と組み合わ
されてサーチャ受信機を構成する。そして所定フレーム
期間では、このようにして複数が構成されたサーチャ受
信機を用いて、ネイバセットやキャンディデートセット
の疑似ランダム符号位相のサーチが行われる。

【００２５】従って、１つの所定フレーム期間中により
広い位相範囲についての位相サーチを行うことが可能と
なり、ある窓長に渡る位相サーチを短時間に完了するこ
とが可能となる。

【００２６】また別の本発明は、前記所定フレーム期間
には通信に使用している通信周波数とは異なる他周波数
を受信することとする場合に、前記動作状態変更手段は
前記所定フレーム期間では、前記複数の相関算出手段の
うちの複数に前記エネルギ計算手段をそれぞれ接続する
ほかに、他の相関算出手段に前記復調処理手段を接続す
るものとした。

【００２７】このような手段を講じたことにより、他周
波数の受信信号に応じて前記復調処理手段を動作させて
おくことができる。

【００２８】また本発明は、前記エネルギ計算手段およ
び前記復調処理手段のそれぞれとしての機能を選択的に
実現可能な例えばＤＳＰなどの信号処理手段を備え、前
記動作状態変更手段は、前記信号処理手段の動作状態を
前記エネルギ計算手段としての機能を実現する状態と前
記復調処理手段としての機能を実現する状態とで変更制
御することで前記相関算出手段に対する前記エネルギ計
算手段および前記復調処理手段の接続状態を変更するこ
ととした。

【００２９】このような手段を講じたことにより、前記
相関算出手段に対する前記エネルギ計算手段および前記
復調処理手段の接続状態を変更することが、簡易な構成
により実現される。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態につき説明する。

【００３１】（第１の実施形態）図１は本発明の第１実
施形態に係るスペクトラム拡散無線通信装置の要部構成
を示すブロック図である。

【００３２】この図に示すように本実施形態のスペクト
ラム拡散無線通信装置は、アンテナ１、周波数変換部
２、Ａ／Ｄ変換部３、サーチ受信機４、３個のフィンガ
受信機５（5-1，5-2，5-3）、シンボル合成器６および
制御部７を有している。

【００３３】アンテナ１で受信された無線信号は、周波
数変換部２に与えられる。

【００３４】周波数変換部２は、ミキサ２１、シンセサ
イザ２２およびフィルタ／アンプ２３を有してなる。ア
ンテナ１から与えられる無線信号はミキサ２１にて、シ
ンセサイザ２２で制御部７の指示の下に発生された局発
信号と合成されてベースバンド帯に周波数変換されたの
ち、フィルタ／アンプ２３で低雑音増幅される。

【００３５】このようにして周波数変換部２で得られた
ベースバンド帯の受信信号は、Ａ／Ｄ変換部３に与えら
れ、所定のサンプリングレートでサンプリングされる。
このときサンプリングレートは、例えばＰＮ（Pseudo N
oise）符号のチップレートの８倍に設定される。

【００３６】Ａ／Ｄ変換部３でサンプリングされた受信
信号は、サーチ受信機４および３つのフィンガ受信機５
にそれぞれ入力される。

【００３７】サーチ受信機４は、与えられる受信信号中
のパイロット信号におけるＰＮ符号の位相（ＰＮ位相）
の検索（ＰＮサーチ）を行い、その結果を制御部７に通
知する。

【００３８】フィンガ受信機５はそれぞれ、制御部７か
ら指定された位相のＰＮ符号を用いて、Ａ／Ｄ変換部３
から与えられる受信信号をスペクトラム逆拡散し、図示
しない基地局から送信されたデータを復調する。

【００３９】各フィンガ受信機５で復調されたデータは
それぞれ、シンボル合成器６に与えられ、タイミングを
合わせて合成され、パスダイバシチが施された復調デー
タとされる。

【００４０】なお、フィンガ受信機５を３個設けている
理由は、マルチパスをパスダイバシチ効果を用いて高い
ＳＮ比で受信するためと、通話中に接続先の基地局を無
線チャネルを切断せずに切り替えるソフトハンドオフを
行うためである。そしてこれらは、制御部７が各フィン
ガ受信機５で用いるＰＮ位相を適宜制御することで実現
される。

【００４１】制御部７は、例えばマイクロプロセッサを
主体として構成され、本スペクトラム拡散無線通信装置
の各部を総括制御する。この制御部７は、シンセサイザ
２２に対する周波数の指示、サーチ受信機４の動作制
御、ならびに各フィンガ受信機５に対するＰＮ位相の指
示などといったスペクトラム拡散無線通信装置における
周知の一般的な制御手段に加えて、通話時におけるトラ
フィックチャネル周波数と異なる周波数のパイロットサ
ーチ（以下、別周波数サーチと称する）を後述する手順
で行うための制御手段を有している。

【００４２】次に以上のように構成されたスペクトラム
拡散無線通信装置の動作につき説明する。

【００４３】なお、本実施形態のスペクトラム拡散無線
通信装置の動作にて特徴的なのは別周波数サーチの手順
であり、他の動作は従来よりあるスペクトラム各線無線
通信装置と同様であるので、ここでは別周波数サーチに
関する動作に絞って説明する。

【００４４】制御部７は、周波数ｆ１を用いての通話中
において４フレームおきの１フレーム期間にのみ、シン
セサイザ２２に局発信号の周波数をｆ２に変更するよう
指示する。かくして、受信周波数、すなわちサーチ受信
機４でＰＮサーチが行われる周波数が図２に示すように
変化する。

【００４５】そして制御部７は、受信周波数をｆ２とし
ているフレームを３フレーム使用して２４０（±１２
０）チップ分のウィンドウ長に渡るＰＮサーチを行うよ
う、サーチ受信機４を制御する。

【００４６】すなわち、２４０チップを等分に３分割
し、受信周波数をｆ２としている各フレーム期間に８０
チップ分ずつに渡りＰＮサーチを行う。すなわち、図２
中のＮ1-1にて最初の８０チップ分を、Ｎ1-2にて次の８
０チップ分を、そしてＮ1-3にて最後の８０チップ分を
それぞれサーチする。

【００４７】サーチ受信機４は、４つの複素相関器を有
し、同時に２チップ分のＰＮサーチを行うことができ
る。従って、８０チップのサーチに要する時間は約０．
８３フレームであり、１フレーム期間に完了することが
できる。

【００４８】このように本実施形態によれば、ＭＵＴＥ
フレームは１フレームずつが離散的に発生するので、ご
く短い瞬断が離散的に生じるだけであり、聴覚的な不自
然さは低減される。

【００４９】（第２の実施形態）図３は本実施形態に係
るスペクトラム拡散無線通信装置の要部構成を示すブロ
ック図である。なお、同図において図１と同一部分には
同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

【００５０】この図に示すように本実施形態のスペクト
ラム拡散無線通信装置は、アンテナ１、周波数変換部
２、Ａ／Ｄ変換部３、４つの相関器ユニット８（8-1〜8
-4）、ＤＳＰ（digital signal processor）９および制
御部１０を有している。

【００５１】相関器ユニット8-1〜8-4は、互いに共通の
構成をなし、それぞれデータ遅延部８１、４つの複素相
関器８２（82-1〜82-4）およびＰＮ符号発生器８３を有
している。なお図３では、相関器ユニット8-1について
のみ、その詳細な構成を示し、他の相関器ユニット8-2
〜8-4の詳細な構成の図示は省略している。

【００５２】これらの相関器ユニット８には、Ａ／Ｄ変
換部３でサンプリングされた受信信号が入力される。

【００５３】そして各相関器ユニット８内ではさらに、
与えられた受信信号がデータ遅延部８１に入力されてい
る。

【００５４】データ遅延部８１は、図４に示すように３
つのＤ型のフリップフロップ８１ａ、８１ｂ、８１ｃを
直列接続して構成されている。

【００５５】各フリップフロップ８１ａ、８１ｂ、８１
ｃには、それぞれＰＮ符号の１／２チップ分の周期を有
したクロック信号ＣＬＫが入力されており、入力される
受信信号を１／２チップ分づつ遅延させる。

【００５６】そして、フリップフロップ８１ａの入力、
フリップフロップ８１ａの出力、フリップフロップ８１
ｂの出力、ならびにフリップフロップ８１ｃの出力を、
それぞれＥ（Early）、Ｏｎ（On Time）、Ｌ（Late）、
ならびにＤｔ（Data）の各レートの受信信号としてそれ
ぞれ出力する。なお、これらの各レートの位相関係は、
図５に示すようなものとなる。

【００５７】そしてこのようにデータ遅延部８１で生成
された各レートの受信信号は、Ｄｔレートが複素相関器
82-1へ、Ｏｎレートが複素相関器82-2へ、Ｌレートが複
素相関器82-3へ、そしてＥレートが複素相関器82-4へと
それぞれ入力される。

【００５８】複素相関器８２はそれぞれ図６に示すよう
な構成をなしている。すなわち複素相関器８２はそれぞ
れ、乗算器８２ａ，８２ｂ，８２ｃ，８２ｄ、Ｉ系列用
のＰＮ変換器８２ｅ、Ｑ系列用のＰＮ変換器８２ｆ、加
算器８２ｇ，８２ｈおよび積分器８２ｉ，８２ｊを有し
てなるＩＳ９５システムで一般に使用されているもので
あり、その詳細については「“CDMA Principles of Spr
ead Spectrum Communications”著者A.Viterbi 出版社
Addison Wesley Publishing pp.42」等に記載されてい
る。

【００５９】これらの複素相関器８２は、受信信号とＰ
Ｎ符号との相関をとり、その相関の大きさに応じた相関
出力を出力する。そして、各複素相関器８２の相関出力
は、それぞれＤＳＰ９に入力される。

【００６０】ＰＮ符号発生器８３は、制御部１０から指
示された位相のＰＮ符号を発生し、各複素相関器８２に
与える。またＰＮ符号発生器８３は、ＤＳＰ９からの制
御の下に、複素相関器８２のそれぞれに与えるＰＮ符号
の位相を変化させる。

【００６１】ＤＳＰ９は、動作モードとして復調モード
と別周波数サーチモードとを有し、制御部１０から指示
されたモードで動作する。そして復調モードの設定時に
おいてこのＤＳＰ９は、マルチパス検索処理、各複素相
関器８２で使用されるＰＮ符号の位相を追従制御する処
理や、復調データ成分に関する処理などを行う。また別
周波数サーチモードの設定時においてこのＤＳＰ９は、
パイロットエネルギの計算処理や、信号が強い有力なネ
イバセットに関する処理などを行う。

【００６２】制御部１０は、本スペクトラム拡散無線通
信装置の各部を総括制御することでスペクトラム拡散無
線通信装置としての動作を実現するものである。そして
この制御部１０は、例えばマイクロプロセッサを主体と
して構成され、この種のスペクトラム拡散無線通信装置
における周知の一般的な制御手段に加えて、通信中にお
ける当該装置の動作モードを復調モードおよび別周波数
サーチモードのいずれかに設定し、それぞれのモードに
応じた制御処理を行う制御手段を有している。

【００６３】次に以上のように構成されたスペクトラム
拡散無線通信装置の動作につき説明する。

【００６４】なお、本実施形態のスペクトラム拡散無線
通信装置の動作にて特徴的なのは別周波数サーチの手順
であり、他の動作は従来よりあるスペクトラム拡散無線
通信装置と同様であるので、ここでは別周波数サーチに
関する動作に絞って説明する。

【００６５】制御部１０は、周波数ｆ１を用いての通話
中において４フレームおきの１フレーム期間にのみ、シ
ンセサイザ２２に局発信号の周波数をｆ２に変更するよ
う指示する。かくして、受信周波数、すなわちサーチ受
信機４でＰＮサーチが行われる周波数が図７に示すよう
に変化する。

【００６６】さて制御部１０は、受信周波数をｆ１とし
ている期間には、ＤＳＰ９の動作モードを復調モードに
設定しておく。

【００６７】復調モードが設定されている場合にＤＳＰ
９は、図８に示すような構成として機能するように動作
する。

【００６８】すなわちＤＳＰ９は復調モードが設定され
ると、エネルギ計算部９１、３つの復調処理部９２（92
-1〜92-3）およびシンボル合成部９３としての機能を実
現する。

【００６９】エネルギ計算部９１は、相関器ユニット8-
4から出力される各相関出力に基づいて受信信号のエネ
ルギを求めるもので、図９に示すようにセレクタ９１
ａ、自乗器９１ｂおよび積分器９１ｃとしての機能を含
んでいる。

【００７０】セレクタ９１ａは、対応する相関器ユニッ
ト８（ここでは相関器ユニット8-4）が有する４つの複
素相関器８２のそれぞれの相関出力を選択的に自乗器９
１ｂに与える。

【００７１】自乗器９１ｂは、セレクタ９１ａを介して
与えられる相関出力を自乗し、その結果の値を積分器９
１ｃに与える。

【００７２】積分器９１ｃは、自乗器９１ｂから与えら
れる値を、一定期間（例えば１６シンボル期間）に渡り
積分し、その積分結果をパイロット信号エネルギ値とし
て制御部１０に与える。

【００７３】復調処理部９２は、相関器ユニット8-1〜8
-3のそれぞれに対応し、対応する相関器ユニット８から
出力される各相関出力に基づいて、図示しない基地局か
ら送信されたデータを復調するもので、図１０に示すよ
うに自乗器９２ａ，９２ｂ、加算器９２ｃ、ループフィ
ルタ９２ｄ、電圧制御発振器（以下、ＶＣＯと称する）
９２ｅ、チャネル推定器９２ｆ、データ復調器９２ｇお
よびＡＦＣ制御器９２ｈとしての機能を含んでいる。

【００７４】自乗器９２ａは、対応する相関器ユニット
８が有する複素相関器82-2の相関出力の値を自乗し、そ
の結果の値を加算器９２ｃに与える。

【００７５】自乗器９２ｂは、対応する相関器ユニット
８が有する複素相関器82-3の相関出力の値を自乗し、そ
の結果の値を加算器９２ｃに与える。

【００７６】加算器９２ｃは、自乗器９２ａから与えら
れる値を正入力として、かつ自乗器９２ｂから与えられ
る値を負入力としてそれぞれ入力し、それらの加算値を
ループフィルタ９２ｄに与える。

【００７７】ループフィルタ９２ｄは、加算器９２ｃの
出力における高周波成分を除去し、帰還による発振を抑
える。

【００７８】ＶＣＯ９２ｅは、ループフィルタ９２ｄの
出力に基づいて、対応する相関器ユニット８が持つＰＮ
符号発生器８３が発生するＰＮ符号の位相を制御するた
めの信号を発生する。

【００７９】チャネル推定器９２ｆは、対応する相関器
ユニット８が有する複素相関器82-4の相関出力に基づい
て無線チャネルの振幅ρおよび位相θを推定し、その推
定した振幅ρおよび位相θをデータ復調器９２ｇに与え
る。

【００８０】データ復調器９２ｇは、対応する相関器ユ
ニット８が有する複素相関器82-1の相関出力に基づいて
のデータの復調を、チャネル推定器９２ｆから与えられ
る振幅ρおよび位相θに基づき補正しつつ行う。

【００８１】ＡＦＣ制御器９２ｈは、図１１に示すよう
に周波数差検出器（ΔＦ検出器）１１１、ループフィル
タ１１２およびＴＣＸＯ信号変換器１１３から構成され
る。そしてこのＡＦＣ制御器９２ｈは、受信周波数、す
なわちシンセサイザ２２の発振周波数を調整するための
ＴＣＸＯ制御信号を、対応する相関器ユニット８が有す
る複素相関器82-4の相関出力に基づいて生成する。

【００８２】シンボル合成部９３は、各復調処理部９２
からそれぞれ出力されるデータをタイミングを合わせて
合成し、パスダイバシチを施した復調データを生成す
る。

【００８３】かくしてこの状態では、相関器ユニット8-
4とエネルギ計算部９１とによって周知のサーチ受信機
の構成が実現されている。

【００８４】また、相関器ユニット8-1と復調処理部92-
1とで、相関器ユニット8-2と復調処理部92-2とで、さら
には相関器ユニット8-3と復調処理部92-3とで、それぞ
れ周知のフィンガ受信機の構成が実現されている。

【００８５】そしてこの状態で制御部１０は、エネルギ
計算部９１により求められたパイロット信号エネルギ値
に基づいて、信号が強い３つのＰＮ符号位相を検出し、
そのＰＮ符号位相を相関器ユニット8-1，8-2，8-3にそ
れぞれ設定する。

【００８６】かくして、周知のレイク受信が行われ、パ
スダイバシチが施された復調データが得られることにな
る。

【００８７】一方、制御部１０は受信周波数をｆ２とし
ている期間には、ＤＳＰ９の動作モードを別周波数サー
チモードに設定しておく。

【００８８】別周波数サーチモードが設定されている場
合にＤＳＰ９は、図１２に示すような構成として機能す
るように動作する。

【００８９】すなわちＤＳＰ９は別周波数サーチモード
が設定されると、３つのエネルギ計算部９１（91-1，91
-2，91-3）および復調処理部９２としての機能を実現す
る。

【００９０】ここで３つのエネルギ計算部９１は、それ
ぞれ図９に示した構成を有するもので、エネルギ計算部
91-1は相関器ユニット8-2の４つの相関出力、エネルギ
計算部91-2は相関器ユニット8-3の４つの相関出力、エ
ネルギ計算部91-3は相関器ユニット8-4の４つの相関出
力をそれぞれ受け、それらの相関出力に基づいて受信信
号のエネルギを求める。

【００９１】また復調処理部９２は、図１０に示した構
成を有するもので、相関器ユニット8-1の４つの相関出
力に基づいてクロック追尾、チャネル推定、ＡＦＣ制御
およびデータ復調を行う。

【００９２】かくしてこの状態では、相関器ユニット8-
2とエネルギ計算部91-1とで、相関器ユニット8-3とエネ
ルギ計算部91-2とで、そして相関器ユニット8-4とエネ
ルギ計算部91-3とで、それぞれ周知のサーチ受信機の構
成が実現される。また、相関器ユニット8-1と復調処理
部９２とで周知のフィンガ受信機の構成が実現される。

【００９３】ここで相関器ユニット８は４つの複素相関
器８２を有し、かつそれらの複素相関器８２には０．５
チップ分づつ位相がずれたデータが入力されていること
から、一組の相関器ユニット８とエネルギ計算部９１と
で、２チップ分の窓長検索が可能である。

【００９４】そこで制御部１０は、相関器ユニット8-
2，8-3，8-4がそれぞれ有するＰＮ符号発生器８３で発
生するＰＮ符号の位相をそれぞれ２チップ分づつ異なら
せることで、合計で６チップ分の窓長検索を行うように
する。

【００９５】かくして、窓長２４０チップの検索に要す
る時間は１６．７ｍｓｅｃとなり、別周波数サーチモー
ドが設定されている１フレーム期間中に窓長２４０チッ
プに渡る別周波数サーチが完了する。

【００９６】以上のように３つのサーチ受信機を構成す
れば、別周波数サーチを１フレーム期間中に完了するこ
とができるのであり、もう１つ相関器ユニット８を別周
波数サーチに用いても、１フレームがＭＵＴＥフレーム
となってしまうことに変わりはない。

【００９７】そこで本実施形態では、この余った相関器
ユニット8-1を用いて上述のようにフィンガ受信機を構
成している。そしてこのフィンガ受信機により、周波数
ｆ２内で信号が強い有力なネイバーセットの信号に対
し、ＡＦＣ、トラッキング、ＡＧＣブロック動作をさ
せ、それらの状態を制御部１０で認識しておくことで、
ハードハンドオフに予め備えておく。

【００９８】ところで復調処理部９２においては、ルー
プフィルタ９２ｄやチャネル推定器９２ｆが有するルー
プフィルタ１１２のほかにも、ＡＦＣ制御器９２ｈにル
ープフィルタが含まれる。

【００９９】そしてこれらのループフィルタの動作が安
定していないと、データの復調を正しく行うことができ
ない。

【０１００】そこでＤＳＰ９の動作モードを復調モード
から別周波数サーチモードに切り換えるに当たり制御部
１０は、各ループフィルタの中身をメモリやＤラッチ等
に保存しておく。

【０１０１】そして、ＤＳＰ９の動作モードを別周波数
サーチモードから復調モードに戻したのちに制御部１０
は、保存しておいた情報を各ループフィルタに設定する
ことで、各ループフィルタを別周波数サーチモードに切
り換えられる前の状態に即座に戻し、データの復調を即
座に開始させる。

【０１０２】かくして本実施形態によれば、窓長２４０
チップに渡る別周波数サーチを１フレーム期間中に完了
することができるので、ＭＵＴＥフレームは１フレーム
ずつが別周波数サーチの実施周期で離散的に発生するの
で、ごく短い瞬断が離散的に生じるだけであり、聴覚的
な不自然さは低減される。

【０１０３】また本実施形態によれば、窓長２４０チッ
プに渡る別周波数サーチに要する時間が前記第１実施形
態に比べて短いため、別周波数サーチの実施周期を同じ
にしている場合にはより多くのネイバセットに関するサ
ーチを同一期間内に行うことが可能となる。

【０１０４】なお、本発明は前記各実施形態に限定され
るものではない。例えば前記各実施形態では、５フレー
ムに１フレームの割合で別周波数サーチを実施するもの
としているが、別周波数サーチを実施する周期は任意で
あって良い。

【０１０５】また前記各実施形態では、別周波数サーチ
を行うフレームはＭＵＴＥフレームとしているが、前の
フレーム音声を繰り返し出力するなどの処理によって瞬
断を無くし、聴覚的な不自然さをさらに軽減することも
できる。

【０１０６】また前記第２実施形態では、周波数ｆ１の
受信中にも、移動局が基地局の境界にいるために短期間
に複数のキャンディデートセットの信号検索を行う必要
がある場合には例えば図１３に示すように、別周波数サ
ーチを行っていた期間に、相関器ユニット8-2，8-3，8-
4とエネルギ計算部91-1，91-2，91-3とで構成された３
つのサーチ受信機を用いて集中的にキャンディデートセ
ットをサーチすることもできる。すなわち図１３の例で
は、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６の６個のキャ
ンディデートセットを、２つのＭＵＴＥフレーム中にサ
ーチするようにしている。このようにすれば、素早いキ
ャンディデートセットのサーチが可能となり、効率的に
ソフトハンドオフが行える。

【０１０７】また前記第２実施形態では、エネルギ計算
部９１や復調処理部９２はＤＳＰ９の機能として実現す
るものとしているが、それぞれを相関器ユニット８と同
様にランダムロジックにより構成しておき、セレクタに
よって選択的に相関器ユニット８に接続するようにして
も良い。

【０１０８】また前記第２実施形態では、相関器ユニッ
ト８を４つ設けたものとしているが、相関器ユニット８
の数は２以上の任意の数であって良い。

【０１０９】また前記第２実施形態では、別周波数サー
チ時には３つの相関器ユニット８を用いて３つのサーチ
受信機を構成することとしているが、別周波数サーチ時
に構成するサーチ受信機の数は２以上の任意の数であっ
て良い。

【０１１０】このほか、本発明の要旨を逸脱しない範囲
で種々の変形実施が可能である。

【０１１１】

【発明の効果】本発明によれば、使用周波数がそれぞれ
異なる複数種類の基地局が混在したスペクトラム拡散移
動通信システムにて用いられるスペクトラム拡散無線通
信装置において、所定の周波数の信号を受信する受信手
段と、通信中に、複数が連続しないように選択したフレ
ームのそれぞれにて、前記通信に使用している通信周波
数とは異なる他周波数を受信するように前記受信手段を
制御する受信周波数制御手段と、この受信周波数制御手
段の制御の下に前記受信手段により断続的に受信される
前記他周波数の信号に関する疑似ランダム符号の位相の
サーチを継続的に行う位相サーチ手段とを備えたので、
フレーム長よりも長い窓長に渡る疑似ランダム符号位相
のサーチを実施することができるが、他周波数を受信す
るのは１フレームずつであるから、通信周波数の受信が
行えない期間、すなわち音声通話が途切れる期間は短時
間となる。この結果、通話時におけるトラフィックチャ
ネル周波数と異なる周波数のパイロットサーチを、通話
品質の低下を小さく抑えて行うことが可能なスペクトラ
ム拡散無線通信装置となる。

【０１１２】また本発明は、使用周波数がそれぞれ異な
る複数種類の基地局が混在したスペクトラム拡散移動通
信システムにて用いられるスペクトラム拡散無線通信装
置において、所定の周波数の信号を受信する受信手段
と、それぞれ同一内容で位相が異なる少なくとも４種類
の疑似ランダム符号のそれぞれと前記受信手段による受
信信号との相関の大小に応じた相関信号をそれぞれ出力
する複数の相関算出手段と、接続先の前記相関算出手段
から出力される相関信号に基づき、その相関信号を得る
ために使用された疑似ランダム符号位相による受信エネ
ルギを求める複数のエネルギ計算手段と、ループフィル
タを含み、接続先の前記相関算出手段から出力される所
定の第１および第２の相関信号に基づき前記接続先の相
関算出手段で用いる疑似ランダム符号位相を制御するク
ロック追尾手段、ループフィルタを含み、前記接続先の
相関算出手段から出力される所定の第３の相関信号に基
づき受信中の無線チャネルに関する所定の状態を推定す
るチャネル推定手段、ループフィルタを含み、前記接続
先の相関算出手段から出力される前記第３の相関信号に
基づき周波数ずれを求めてその補正情報を生成する周波
数制御手段、ならびに前記接続先の相関算出手段から出
力される所定の第４の相関信号および前記チャネル推定
手段により推定された状態とに基づきデータを復調する
データ復調手段とを有した複数の復調処理手段と、通信
中に、複数が連続しないように選択した所定フレーム期
間以外では、前記複数の相関算出手段のうちの一つに前
記エネルギ計算手段を接続するとともに残りの相関算出
手段に前記復調処理手段をそれぞれ接続し、また前記所
定フレーム期間では、前記複数の相関算出手段のうちの
複数に前記エネルギ計算手段をそれぞれ接続する動作状
態変更手段と、前記所定フレーム期間には、前記エネル
ギ計算手段が接続された前記相関算出手段のそれぞれに
検索対象の所定の疑似ランダム符号をそれぞれ位相を異
ならせて使用させつつ、その際に前記相関算出手段に接
続された複数の前記エネルギ計算手段のそれぞれで求め
られる受信エネルギに基づいて前記検索対象の疑似ラン
ダム符号の位相検索を行う位相検索手段と、前記複数の
復調処理手段のそれぞれに設けられた前記クロック追尾
手段、チャネル推定手段および周波数制御手段がそれぞ
れ有するループフィルタの状態を前記所定フレーム期間
に変わる際にそれぞれ検出して記憶しておき、前記所定
フレーム期間が終了した際に前記各ループフィルタのそ
れぞれを記憶しておいた状態に戻すループフィルタ制御
手段とを備えた。

【０１１３】そして、この発明で、前記所定フレーム期
間には、通信に使用している通信周波数とは異なる他周
波数を受信するように前記受信手段を制御する受信周波
数制御手段を備え、かつ前記位相検索手段は、前記所定
フレーム期間中にはネイバセットの疑似ランダム符号を
検索対象とすることとしたことにより、通話時における
トラフィックチャネル周波数と異なる周波数のパイロッ
トサーチを、通話品質の低下を小さく抑えて行うことを
可能とするスペクトラム拡散無線通信装置となる。

【０１１４】また、この発明で、前記位相検索手段は、
前記所定フレーム期間中には前記エネルギ計算手段が接
続された前記相関算出手段毎にそれぞれ異なるキャンデ
ィデートセットの疑似ランダム符号を検索対象とするこ
ととしたことにより、多数のキャンディデートセットの
パイロットサーチを短時間で終了させることができるス
ペクトラム拡散無線通信装置となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係るスペクトラム拡散
無線通信装置の要部構成を示すブロック図。

【図２】本発明の第１実施形態におけるＰＮサーチの実
施状況を示す図。

【図３】本発明の第２実施形態に係るスペクトラム拡散
無線通信装置の要部構成を示すブロック図。

【図４】図３中のデータ遅延部８１の構成を示すブロッ
ク図。

【図５】図３中のデータ遅延部８１から出力される各レ
ートの位相関係を示す図。

【図６】図３中の複素相関器８２の構成を示すブロック
図。

【図７】本発明の第２実施形態におけるＰＮサーチの実
施状況を示す図。

【図８】復調モードが設定されている場合にＤＳＰ９の
機能により実現される構成を模式的に示す図。

【図９】図８中のエネルギ計算部９１の詳細構成を模式
的に示すブロック図。

【図１０】図８中の復調処理部９２の詳細構成を模式的
に示すブロック図。

【図１１】図１０中のＡＦＣ制御器９２ｈの詳細構成を
模式的に示すブロック図。

【図１２】別周波数サーチモードが設定されている場合
にＤＳＰ９の機能により実現される構成を模式的に示す
図。

【図１３】本発明の第２実施形態におけるＰＮサーチの
実施状況の変形例を示す図。

【図１４】別周波数サーチの必要性を説明するための
図。

【図１５】従来におけるＰＮサーチの実施状況を示す
図。

【符号の説明】

１…アンテナ ２…周波数変換部 ２１…ミキサ ２２…シンセサイザ ２３…フィルタ／アンプ ３…Ａ／Ｄ変換部 ４…サーチ受信機 ５（5-1，5-2，5-3）…フィンガ受信機 ６…シンボル合成器 ７…制御部 ８…相関器ユニット ８１…データ遅延部 ８１ａ，８１ｂ，８１ｃ…フリップフロップ ８２…複素相関器 ８２ａ，８２ｂ，８２ｃ，８２ｄ…乗算器 ８２ｅ，８２ｆ…ＰＮ変換器 ８２ｇ，８２ｈ…加算器 ８２ｉ，８２ｊ…積分器 ８３…ＰＮ符号発生器 ９…ＤＳＰ ９１（91-1，91-2，91-3）…エネルギ計算部 ９１ａ…セレクタ ９１ｂ…自乗器 ９１ｃ…積分器 ９２（92-1，92-2，92-3）…復調処理部 ９２ａ，９２ｂ…自乗器 ９２ｃ…加算器 ９２ｄ…ループフィルタ ９２ｅ…電圧制御発振器（ＶＣＯ） ９２ｆ…チャネル推定器 ９２ｇ…データ復調器 ９２ｈ…ＡＦＣ制御器 １１１…周波数差検出器（ΔＦ検出器） １１２…ループフィルタ １１３…ＴＣＸＯ信号変換器 ９３…シンボル合成部 １０…制御部

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 使用周波数がそれぞれ異なる複数種類の
   基地局が混在したスペクトラム拡散移動通信システムに
   て用いられるスペクトラム拡散無線通信装置において、 所定の周波数の信号を受信する受信手段と、 通信中に、複数が連続しないように選択したフレームの
   それぞれにて、前記通信に使用している通信周波数とは
   異なる他周波数を受信するように前記受信手段を制御す
   る受信周波数制御手段と、 この受信周波数制御手段の制御の下に前記受信手段によ
   り断続的に受信される前記他周波数の信号に関する疑似
   ランダム符号の位相のサーチを継続的に行う位相サーチ
   手段とを具備したことを特徴とするスペクトラム拡散無
   線通信装置。
2. 【請求項２】 使用周波数がそれぞれ異なる複数種類の
   基地局が混在したスペクトラム拡散移動通信システムに
   て用いられるスペクトラム拡散無線通信装置において、 所定の周波数の信号を受信する受信手段と、 それぞれ同一内容で位相が異なる少なくとも４種類の疑
   似ランダム符号のそれぞれと前記受信手段による受信信
   号との相関の大小に応じた相関信号をそれぞれ出力する
   複数の相関算出手段と、 接続先の前記相関算出手段から出力される相関信号に基
   づき、その相関信号を得るために使用された疑似ランダ
   ム符号位相による受信エネルギを求める複数のエネルギ
   計算手段と、 ループフィルタを含み、接続先の前記相関算出手段から
   出力される所定の第１および第２の相関信号に基づき前
   記接続先の相関算出手段で用いる疑似ランダム符号位相
   を制御するクロック追尾手段、ループフィルタを含み、
   前記接続先の相関算出手段から出力される所定の第３の
   相関信号に基づき受信中の無線チャネルに関する所定の
   状態を推定するチャネル推定手段、ループフィルタを含
   み、前記接続先の相関算出手段から出力される前記第３
   の相関信号に基づき周波数ずれを求めてその補正情報を
   生成する周波数制御手段、ならびに前記接続先の相関算
   出手段から出力される所定の第４の相関信号および前記
   チャネル推定手段により推定された状態とに基づきデー
   タを復調するデータ復調手段とを有した複数の復調処理
   手段と、 通信中に、複数が連続しないように選択した所定フレー
   ム期間以外では、前記複数の相関算出手段のうちの一つ
   に前記エネルギ計算手段を接続するとともに残りの相関
   算出手段に前記復調処理手段をそれぞれ接続し、また前
   記所定フレーム期間では、前記複数の相関算出手段のう
   ちの複数に前記エネルギ計算手段をそれぞれ接続する動
   作状態変更手段と、 前記所定フレーム期間には、前記エネルギ計算手段が接
   続された前記相関算出手段のそれぞれに検索対象の所定
   の疑似ランダム符号をそれぞれ位相を異ならせて使用さ
   せつつ、その際に前記相関算出手段に接続された複数の
   前記エネルギ計算手段のそれぞれで求められる受信エネ
   ルギに基づいて前記検索対象の疑似ランダム符号の位相
   検索を行う位相検索手段と、 前記複数の復調処理手段のそれぞれに設けられた前記ク
   ロック追尾手段、チャネル推定手段および周波数制御手
   段がそれぞれ有するループフィルタの状態を前記所定フ
   レーム期間に変わる際にそれぞれ検出して記憶してお
   き、前記所定フレーム期間が終了した際に前記各ループ
   フィルタのそれぞれを記憶しておいた状態に戻すループ
   フィルタ制御手段とを具備したことを特徴とするスペク
   トラム拡散無線通信装置。
3. 【請求項３】 前記所定フレーム期間には、通信に使用
   している通信周波数とは異なる他周波数を受信するよう
   に前記受信手段を制御する受信周波数制御手段を備え、 かつ前記位相検索手段は、前記所定フレーム期間中には
   ネイバセットの疑似ランダム符号を検索対象とすること
   を特徴とする請求項２に記載のスペクトラム拡散無線通
   信装置。
4. 【請求項４】 前記動作状態変更手段は、前記所定フレ
   ーム期間では、前記複数の相関算出手段のうちの複数に
   前記エネルギ計算手段をそれぞれ接続するほかに、他の
   相関算出手段に前記復調処理手段を接続するものとした
   ことを特徴とする請求項３に記載のスペクトラム拡散無
   線通信装置。
5. 【請求項５】 前記位相検索手段は、前記所定フレーム
   期間中には前記エネルギ計算手段が接続された前記相関
   算出手段毎にそれぞれ異なるキャンディデートセットの
   疑似ランダム符号を検索対象とすることを特徴とする請
   求項２に記載のスペクトラム拡散無線通信装置。
6. 【請求項６】 前記エネルギ計算手段および前記復調処
   理手段のそれぞれとしての機能を選択的に実現可能な信
   号処理手段を備え、 前記動作状態変更手段は、前記信号処理手段の動作状態
   を前記エネルギ計算手段としての機能を実現する状態と
   前記復調処理手段としての機能を実現する状態とで変更
   制御することで前記相関算出手段に対する前記エネルギ
   計算手段および前記復調処理手段の接続状態を変更する
   ことを特徴とする請求項２に記載のスペクトラム拡散無
   線通信装置。