JP4540434B2 - パスサーチ処理装置および処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、パスサーチ処理装置および処理方法に関し、詳しくは、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式の移動体通信システムにおいて用いられるパスサーチ処理装置および処理方法に関する。

ＣＤＭＡ方式の移動体通信システムにおいては、移動通信環境で生じる伝搬時間の異なる複数のパス(マルチパス)を、遅延プロファイルを作成することにより分離および抽出できる。また、この通信システムでは、前記マルチパスよりＲａｋｅ合成のためのパスを選択し、Ｒａｋｅ合成によりダイバーシティ効果を得ることにより、受信性能を向上させることが可能である。このＲａｋｅ合成のためのパスを探すことをパスサーチと呼ぶ。

従来のパスサーチ処理装置および処理方法は、作成された遅延プロファイルから平均電力を求め、前記平均電力より低い相関値を取り除き、有効パス検出を行うための検索相関値数を減らすことにより、処理時間の短縮や低消費電力をはかっている（例えば特許文献１参照）。
特開２０００−１３４１３５号公報

しかしながら、従来のパスサーチ処理装置においては、パスサーチ起動時に一つの遅延プロファイルに対する有効パスの検出方法により処理速度の高速化をはかっている。このため、従来のパスサーチ処理装置では、複数遅延プロファイルを作成してパスサーチを行う場合、作成する遅延プロファイル数に比例して処理時間が増加する。

また、従来のパスサーチ処理装置では、複数受信アンテナを備える場合や複数セルとの無線リンクを確立する場合、全ての遅延プロファイルを作成すると、特に無線リンク追加時の初回のパスサーチ処理において、処理遅延により無線リンクを確立できなくなるという問題があった。

このような前記処理遅延は、相関器数の増加やＤＳＰ（Digital Signal Processor）等の処理速度の増大により短縮することが可能である。しかしながら、このような方法により処理遅延を短縮した場合には、回路規模や消費電力の増加を招くという問題が生じる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、回路規模や消費電力を増加することなく無線リンクを早く確立できるパスサーチ処理装置および処理方法を提供することを目的とする。

かかる課題を解決するため、本発明のパスサーチ処理装置は、相関器を用いて受信信号の逆拡散を行い複数の遅延プロファイルを作成する遅延プロファイル作成手段と、各遅延プロファイルから有効パスを検出するパス検出手段と、有効パスをフィンガに割り当てるフィンガ割り当て手段と、を備え、対象セルに対するパスサーチを行う際、パスサーチ起動の初回のみただ一つの遅延プロファイルのみ作成しパスサーチする構成を採る。

この構成によれば、パスサーチを行う場合、初回のパスサーチ起動時のみただ一つの遅延プロファイルを作成しパスサーチする。これにより、この構成においては、回路規模や消費電力を増加することなく無線リンクを早く確立することができるようになる。

本発明によれば、対象セルに対するパスサーチを行う際、パスサーチ起動の初回のみただ一つの遅延プロファイルのみ作成しパスサーチするため、回路規模や消費電力を増加することなく無線リンクを早く確立することができる。

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。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るパスサーチ処理装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施の形態１に係るパスサーチ処理装置１００は、遅延プロファイル作成部１０１と、パス検出部１０２と、フィンガ割り当て部１０３と、を備えている。

図１において、遅延プロファイル作成部１０１は、相関器を用いて受信信号に対して送信側の拡散変調で使用された拡散コードにより逆拡散処理を行うことにより遅延プロファイルを作成する。

パス検出部１０２は、遅延プロファイル作成部１０１で作成された単数もしくは複数の遅延プロファイルよりＲａｋｅ合成時に用いるパスの候補（以下、これを「有効パス」と呼ぶ）を検出する。

フィンガ割り当て部１０３は、パス検出部１０２で検出される有効パスからＲａｋｅ合成パスを選択しフィンガに割り当てる。

このパスサーチ処理装置１００には、受信アンテナ１０４および無線受信部１０５からなる入力部を通してベースバンド受信信号が入力される。

本実施の形態１に係るパスサーチ処理装置１００は、複数の受信アンテナ（本例では２つの受信アンテナ１０４ａ，１０４ｂ）を用いて信号を受信している。

無線受信部１０５は、受信アンテナ１０４ａに対応した無線受信部１０５ａと、受信アンテナ１０４ｂに対応した無線受信部１０５ｂとを有している。

各無線受信部１０５ａ，１０５ｂは、低雑音増幅器や中間周波数への周波数変換器、ＡＧＣ（Automatic Gain Control：自動利得制御）やＡＤ変換器から構成されている。

各受信アンテナ１０４ａ，１０４ｂで受信された受信信号は、各無線受信部１０５ａ，１０５ｂでパスサーチ処理装置１００に入力される形態の信号（以下、これを「ベースバンド受信信号」と呼ぶ）に変換された後、パスサーチ処理装置１００に入力される。

パスサーチ処理装置１００の出力はフィンガを有する復調部１０６に与えられる。復調部１０６では、受信信号に対する位相変動の補償やパスサーチ処理装置１００で前記フィンガに割り当てられたフィンガ割り当てパスの情報を用いてＲａｋｅ合成を行い、ＳＩＲ（Signal to interference power ratio：希望波信号電力対干渉信号電力比）測定や送信電力制御を行う。

次に、図２および図３を用いて、本実施の形態１に係るパスサーチ処理装置１００の動作について説明する。図２は、本実施の形態１に係るパスサーチ処理装置を用いた移動局装置と基地局装置とで無線通信を行う無線通信システムの概略図である。図３は、本実施の形態１に係るパスサーチ処理装置の動作を示すフローチャートである。

図２に示す無線通信システムにおける移動局装置２０１は、図１に示した受信アンテナ１０４ａ、１０４ｂ、無線受信部１０５ａ，１０５ｂ、パスサーチ処理装置１００、および復調部１０６を備えており、その無線リンク先である基地局装置２０２と無線通信を行う。ここで、パスサーチ処理装置１００の初回のパスサーチ起動タイミングはｔ＝ｔａとする。

図３において、移動局装置２０１の無線通信がスタートすると、まず、現在の時間（現在時刻）ｔがパスサーチ起動タイミングであるか否かを判定する（ステップＳＴ２０１）。ここで、パスサーチ起動タイミングｔａは、起動間隔Ｔの周期起動を行うものとし、時間ｔ＝ｔａ＋Ｔ、ｔａ＋２Ｔ、ｔａ＋３Ｔ・・・をパスサーチ起動タイミングとする。

ステップＳＴ２０１において、現在時刻ｔがパスサーチ起動タイミングであると判定された場合には、パスサーチ起動回数Ｘをカウントする（ステップＳＴ２０２）。一方、ステップＳＴ２０１において、現在時刻ｔがパスサーチ起動タイミングでないと判定された場合には、現在時刻ｔが再度パスサーチ起動タイミングになるまでステップＳＴ２０２以降のステップには進まない。

この初回のパスサーチ起動タイミングでは、パスサーチ起動回数ＸをＸ＝１と設定し、以降のパスサーチ起動タイミングではパスサーチ起動回数Ｘを「１」ずつインクリメントする。

次に、予め番号付けされた複数の受信アンテナ１０４ａ，１０４ｂの中から、遅延プロファイルを作成するために使用する受信信号を受信する受信アンテナを番号の小さいものから順に選択する（ステップＳＴ２０３）。ここでは、受信アンテナ１０４ａ、受信アンテナ１０４ｂの順に選択されるものとする。

次に、ステップＳＴ２０３で選択された受信アンテナ１０４ａにより受信され無線受信部１０５ａで生成されるベースバンド受信信号に対して、遅延プロファイル作成部１０１において遅延プロファイルを作成する（ステップＳＴ２０４）。

次に、パスサーチ起動回数Ｘが１回目であるか否かを判定する（ステップＳＴ２０５）。このステップＳＴ２０５において、パスサーチ起動回数Ｘが１回目（Ｘ＝１）であると判定された場合には、ステップＳＴ２０６に進み、パス検出部１０２において、遅延プロファイル作成部１０１で作成した一つの遅延プロファイルから有効パスを検出する。

その後、ステップＳＴ２０７に進み、パス検出部１０２において検出した有効パスからＲａｋｅ合成パスを選択し、フィンガ割り当て部１０３において復調部１０６が有するフィンガに対して前記Ｒａｋｅ合成パスを割り当てる。

一方、ステップＳＴ２０５において、パスサーチ起動回数Ｘが１回目（Ｘ＝１）ではなく２回目以降であると判定された場合には、次のアンテナ番号である受信アンテナ１０４ｂを選択し（ステップＳＴ２０８）、このステップＳＴ２０８で選択したアンテナ番号に対する遅延プロファイル作成を行う（ステップＳＴ２０９）。つまり、この場合には、ステップＳＴ２０８およびステップＳＴ２０９の処理を受信アンテナの数量分繰り返す。

その後、ステップＳＴ２０６に進み、前者の場合と同様に、パス検出部１０２において、遅延プロファイル作成部１０１で作成した一つの遅延プロファイルから有効パスを検出する。そして、ステップＳＴ２０７に進み、パス検出部１０２において検出した有効パスからＲａｋｅ合成パスを選択し、フィンガ割り当て部１０３において復調部１０６が有するフィンガに対して前記Ｒａｋｅ合成パスを割り当てる。

図４は、図３に示したフローチャートにおける処理過程を時系列で表した図である。図４に示す各処理の番号は、図３に示したフローチャートにおける各ステップの番号と同一のものである。

図４に示すように、初回のパスサーチ起動タイミングｔ＝ｔａでは、受信アンテナ１０４ａで受信される信号に対してステップＳＴ２０４において遅延プロファイルを作成し、ステップＳＴ２０６において有効パスを検出し、ステップＳＴ２０７においてフィンガ割り当てを行う。

また、以降のパスサーチ起動タイミングｔ＝ｔａ＋Ｔ、ｔ＝ｔａ＋２Ｔ、・・・では、受信アンテナ１０４ａおよび１０４ｂのそれぞれで受信される信号に対してステップＳＴ２０４およびステップＳＴ２０９において遅延プロファイルの作成を行い、ステップＳＴ２０６において全遅延プロファイルより有効パスを検出し、ステップＳＴ２０７においてフィンガ割り当てを行う。

上述のように、本実施の形態１に係るパスサーチ処理装置１００においては、遅延プロファイル作成部１０１により、相関器を用いて受信信号に対して送信側の拡散変調で使用された拡散コードにより逆拡散処理を行うことにより遅延プロファイルを作成している。

そして、本例のパスサーチ処理装置１００では、遅延プロファイル作成部１０１において、対象セルを無線リンクに追加する際、初回のパスサーチ起動時のみ一つの受信アンテナに対する遅延プロファイルを作成しパスサーチしているので、回路規模や消費電力を増加させることなく、また無線リンクを早く確立することができる。

（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２に係るパスサーチ処理装置の構成を示すブロック図である。図５に示すように、本実施の形態２に係るパスサーチ処理装置５００は、一つの受信アンテナ１０４および一つの無線受信部１０５を用いて前記ベースバンド受信信号を生成し、複数セルの遅延プロファイルを作成するところおよびセル監視部５０１を具備しているところが、実施の形態１に係るパスサーチ処理装置１００と異なる。

なお、本実施の形態２に係るパスサーチ処理装置５００は、実施の形態１に係るパスサーチ処理装置１００と基本的には同じ構成であり、それぞれの同一の構成要素および機能には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図５に示すように、本実施の形態２に係るパスサーチ処理装置５００は、遅延プロファイル作成部１０１と、パス検出部１０２と、フィンガ割り当て部１０３と、を備えている。

このパスサーチ処理装置５００には、受信アンテナ１０４および無線受信部１０５からなる受信信号の入力部により前記ベースバンド受信信号が入力される。

また、パスサーチ処理装置５００においては、セル監視部５０１により新規無線リンク候補となるセルが監視され、前記新規無線リンク候補となるセルが受信レベルの大きい順番に管理されるように構成されている。

次に、本実施の形態２に係るパスサーチ処理装置５００について、図６および図７を用いてその動作を説明する。図６は、本実施の形態２に係るパスサーチ処理装置を用いた移動局装置と複数の基地局装置とで無線通信を行う無線通信システムの概略図である。図７は、本実施の形態２に係るパスサーチ処理装置の動作を示すフローチャートである。

図６に示す無線通信システムにおける移動局装置６０１は、図５に示した受信アンテナ１０４、無線受信部１０５、パスサーチ処理装置５００、および復調部１０６を備えており、その無線リンク先である基地局装置６０２，６０３，６０４と無線通信を行う。このように、この無線通信システムにおいては、移動局装置６０１の無線リンク先として３つの基地局装置６０２，６０３，６０４を有している。ここで、パスサーチ処理装置５００の初回のパスサーチ起動タイミングはｔ＝ｔａとする。

図７において、移動局装置６０１の無線通信がスタートすると、まず、現在の時間（現在時刻）ｔがパスサーチ起動タイミングであるか否かを判定する（ステップＳＴ７０１）。ここで、パスサーチ起動タイミングｔａは、起動間隔Ｔの周期起動を行うものとし、時間ｔ＝ｔａ＋Ｔ、ｔａ＋２Ｔ、ｔａ＋３Ｔ・・・をパスサーチ起動タイミングとする。

ステップＳＴ７０１において、現在時刻ｔがパスサーチ起動タイミングであると判定された場合には、パスサーチ起動回数Ｘをカウントする（ステップＳＴ７０２）。一方、ステップＳＴ７０１において、現在時刻ｔがパスサーチ起動タイミングでないと判定された場合には、現在時刻ｔが再度パスサーチ起動タイミングになるまでステップＳＴ７０２以降のステップには進まない。

この初回のパスサーチ起動タイミングでは、パスサーチ起動回数ＸをＸ＝１と設定し、以降のパスサーチ起動タイミングではパスサーチ起動回数Ｘを「１」ずつインクリメントする。

次に、ステップＳＴ７０３において、受信アンテナ１０４で受信され無線受信部１０５で生成される前記ベースバンド受信信号に対して遅延プロファイル作成部１０１を用いて、既存の無線リンク先である基地局装置のセルのみ遅延プロファイルを作成する。ここでは、基地局装置６０２のセルに対する遅延プロファイルのみ作成する（ステップＳＴ７０３）。

次に、セル監視部５０１において、新規無線リンクの候補となる基地局装置６０３，６０４の各セルの中から受信レベルが最大のセルを順に選択する（ステップＳＴ７０４）。ここでは、現在の無線リンク先である基地局装置６０２のセル、新規無線リンクの候補である基地局装置６０３のセル、新規無線リンクの候補である基地局装置６０４のセルの順に受信レベルが大きいものとする。

次に、ステップＳＴ７０５において、受信アンテナ１０４で受信され無線受信部１０５で生成される前記ベースバンド受信信号に対して遅延プロファイル作成部１０１を用いて、前記新規無線リンクの候補の中で受信レベルが最大である基地局装置のセルの遅延プロファイルを作成する。

次に、ステップＳＴ７０６において、パスサーチ起動回数Ｘが１回目（Ｘ＝１）であるか否かを判定する。このステップＳＴ７０６において、パスサーチ起動回数Ｘが１回目（Ｘ＝１）であると判定された場合には、ステップＳＴ７０７に進み、パス検出部１０２において、遅延プロファイル作成部１０１で作成した既存の無線リンクである基地局装置６０２のセルの遅延プロファイル、および新規無線リンクの候補である基地局装置６０３の各セルの遅延プロファイルからのみ前記有効パスを検出する。

その後、ステップＳＴ７０８に進み、フィンガ割り当て部１０３において検出した有効パスからＲａｋｅ合成パスを選択し、復調部１０６が有するフィンガに対してＲａｋｅ合成パスを割り当てる。

一方、ステップＳＴ７０６において、パスサーチ起動回数Ｘが１回目（Ｘ＝１）ではなく２回目以降であると判定された場合には、ステップＳＴ７０９において、新規無線リンクの候補である次の追加リンク先を指定し（ステップＳＴ７０９）、指定したリンク先のセル数分の遅延プロファイル作成を繰り返し行う（ステップＳＴ７１０）。ここでは、前のパスサーチ起動タイミングにおいて基地局装置６０３のセルが無線リンク先になるので、前記基地局装置６０３のセル以外で新規無線リンクの候補となる基地局装置６０４のセル分の処理が行われる。

その後、ステップＳＴ７０７に進み、パス検出部１０２において、遅延プロファイル作成部１０１で作成した既存の無線リンクである基地局装置６０２のセルの遅延プロファイル、および新規無線リンクの候補である基地局装置６０３，６０４の各セルの遅延プロファイルからのみ前記有効パスを検出する。

そして、ステップＳＴ７０８に進み、フィンガ割り当て部１０３において検出した有効パスからＲａｋｅ合成パスを選択し、復調部１０６が有するフィンガに対してＲａｋｅ合成パスを割り当てる。

図８は、図７に示したフローチャートにおける処理過程を時系列で表した図である。図８に示す各処理の番号は、図７に示したフローチャートにおける各ステップの番号と同一のものである。

図８に示すように、初回のパスサーチ起動タイミングｔ＝ｔａでは、既存の無線リンクである基地局装置６０２のセルおよび新規無線リンクの候補の中で受信レベルが最大である基地局装置６０３のセルのみ、ステップＳＴ７０３，ステップＳＴ７０５において遅延プロファイルを作成し、ステップＳＴ７０７において有効パスの検出を行い、ステップＳＴ７０８においてフィンガ割り当てを行う。

また、以降のパスサーチ起動タイミングｔ＝ｔａ＋Ｔ、ｔａ＋２Ｔ・・・では、基地局装置６０２のセルおよび基地局装置６０３のセルと、もう一つの新規無線リンクの候補である基地局装置６０４のセルに対してステップＳＴ７１０において遅延プロファイルの作成を行い、ステップＳＴ７０７において全遅延プロファイルより有効パスを検出し、ステップＳＴ７０８においてフィンガ割り当てを行う。

上述のように、本実施の形態２に係るパスサーチ処理装置５００においては、遅延プロファイル作成部１０１により、相関器を用いて受信信号に対して送信側の拡散変調で使用された拡散コードにより逆拡散処理を行うことにより遅延プロファイルを作成している。

そして、本例のパスサーチ処理装置５００では、複数のセルを無線リンクに追加する際、初回のパスサーチ起動時のみ受信レベルが最大である１セルのみ遅延プロファイルを作成してパスサーチするので、回路規模や消費電力を増加させることなくかつ早く無線リンクを確立することができる。

また、本例のパスサーチ処理装置５００では、初回のパスサーチ起動時のみ、既存の無線リンクと新規無線リンク候補の中の１セルに対してパスサーチすることにより、より早くハンドオーバ状態にすることが可能であり、より早く受信品質を確保することが可能になる。

なお、実施の形態１に係るパスサーチ処理装置１００、および実施の形態２に係るパスサーチ処理装置５００では、対象セルを無線リンクに追加する際、複数の受信アンテナもしくは複数の新規無線リンクの候補となるセルに対して、初回のパスサーチ起動時のみ遅延プロファイルをただ一つ作成しパスサーチする例について説明したが、無線リンクに追加する対象セルがＢｅａｍ ｆｏｒｍｉｎｇ適用時、前記遅延プロファイル作成手段において通常のチャネルを用いた遅延プロファイルおよびＢｅａｍ ｆｏｒｍｉｎｇされるチャネルを用いた遅延プロファイルを作成する時、初回のパスサーチ起動時のみ前記通常のチャネルもしくはＢｅａｍ ｆｏｒｍｉｎｇされるチャネルのどちらか一方を用いてただ一つの遅延プロファイルを作成しパスサーチすることも同様に実施可能であり、同様の効果を得ることができる。

また、実施の形態１に係るパスサーチ処理装置１００、および実施の形態２に係るパスサーチ処理装置５００では、パスサーチ起動タイミングは周期的に発生するという例について説明したが、非周期でパスサーチ起動タイミングが発生する場合も同様に実施可能である。

また、実施の形態１に係るパスサーチ処理装置１００、および実施の形態２に係るパスサーチ処理装置５００では、対象セルを無線リンクに追加する場合について説明したが、現在無線リンク先となるセルに関する情報が更新され再度パスサーチが必要となった場合、パスサーチ起動回数Ｘをクリアし、再度パスサーチ起動回数Ｘ＝１としてパスサーチ起動タイミング毎にインクリメントすることで、同様に実施可能であり、同様の効果を得ることができる。

また、実施の形態１に係るパスサーチ処理装置１００では、複数受信アンテナに対して番号付けを行い、番号の小さい順から受信アンテナを選択し遅延プロファイルを作成しパスサーチを行う例について説明したが、複数受信アンテナから一つずつ任意に受信アンテナを選択する場合においても同様に実施可能である。

本発明に係るパスサーチ処理装置は、回路規模や消費電力を増加することなく無線リンクを早く確立することができるので、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式の移動体通信システムにおいて用いられるパスサーチ処理装置として有用である。

本発明の実施の形態１に係るパスサーチ処理装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係るパスサーチ処理装置を用いた移動局装置と基地局装置とで無線通信を行う無線通信システムの概略図 本発明の実施の形態１に係るパスサーチ処理装置の動作を示すフローチャート 図３に示したフローチャートにおける処理過程を時系列で表した図 本発明の実施の形態２に係るパスサーチ処理装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態２に係るパスサーチ処理装置を用いた移動局装置と複数の基地局装置とで無線通信を行う無線通信システムの概略図 本発明の実施の形態２に係るパスサーチ処理装置の動作を示すフローチャート 図７に示したフローチャートにおける処理過程を時系列で表した図

符号の説明

１００，５００ パスサーチ処理装置
１０１ 遅延プロファイル作成部
１０２ パス検出部
１０３ フィンガ割り当て部
１０４，１０４ａ，１０４ｂ 受信アンテナ
１０５，１０５ａ，１０５ｂ 無線受信部
１０６ 復調部
５０１ セル監視部
２０１，６０１ 移動局装置
２０２，６０２，６０３，６０４ 基地局装置

Claims (5)

1. 相関器を用いて受信信号の逆拡散を行い複数の遅延プロファイルを作成する遅延プロファイル作成手段と、
   各遅延プロファイルから有効パスを検出するパス検出手段と、
   有効パスをフィンガに割り当てるフィンガ割り当て手段と、を備え、
   無線リンク先の基地局装置に対するパスサーチを行う際、パスサーチ起動の初回のみただ一つの遅延プロファイルのみ作成しパスサーチすることを特徴とするパスサーチ処理装置。
2. 複数の受信アンテナをさらに備え、
   前記パスサーチ起動の初回のみ前記複数の受信アンテナのうち一つの受信アンテナのみを用いて前記遅延プロファイルを作成しパスサーチすることを特徴とする請求項１記載のパスサーチ処理装置。
3. 既存の無線リンク先である前記基地局装置以外の複数の基地局装置を新たな無線リンク先の候補とする場合、パスサーチ起動の初回のみ、既存の無線リンク先の前記基地局装置と、前記複数の基地局装置の中から受信レベルが最も大きい１つの基地局装置に対して前記遅延プロファイルを作成しパスサーチすることを特徴とする請求項１記載のパスサーチ処理装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載のパスサーチ処理装置を具備し、前記パスサーチ処理装置を用いて復調される受信信号をもとに通話機能およびデータ送受信機能を実現することを特徴とする無線受信装置。
5. 相関器を用いて受信信号の逆拡散を行い複数の遅延プロファイルを作成する遅延プロファイル作成工程と、
   各遅延プロファイルから有効パスを検出するパス検出工程と、
   前記有効パスをフィンガに割り当てるフィンガ割り当て工程と、を備え、
   無線リンク先の基地局装置に対するパスサーチを行う際、パスサーチ起動の初回のみただ一つの遅延プロファイルを作成しパスサーチすることを特徴とするパスサーチ処理方法。

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