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発明の名称 携帯電話機
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2003−244742(P2003−244742A)
公開日 平成15年8月29日(2003.8.29)
出願番号 特願2003−52483(P2003−52483)
出願日 平成13年9月28日(2001.9.28)
代理人 【識別番号】100111383
【弁理士】
【氏名又は名称】芝野 正雅
【テーマコード(参考)】
5K067
【Fターム(参考)】
5K067 AA33 BB04 CC10 DD36 EE02 EE10 EE24 GG11 JJ39 
発明者 赤尾 昌英 / 山岡 道行 / 益田 昌佳
要約 課題
CDMA方式携帯電話システムのハンドオフの成功率を向上させた携帯電話機を提供する。

解決手段
ソフトハンドオフ指示及びハードハンドオフ指示に対応して移行先の基地局を探索する携帯電話機100は、基地局からソフトハンドオフ指示又はサーチ窓の幅の指定を含み得るハードハンドオフ指示を受け付け、ハードハンドオフ指示を受け付けた場合には、窓制御部83が、当該指示に含まれるサーチ窓又はソフトハンドオフ指示に対して用いるサーチ窓の幅より広い幅のサーチ窓を用いて他の基地局からのパイロット信号を探索するようサーチ部70を制御する。
特許請求の範囲
【請求項1】ソフトハンドオフ指示及びハードハンドオフ指示に対応して移行先の基地局を探索する携帯電話機であって、基地局からソフトハンドオフ指示又はサーチ窓の幅の指定を含み得るハードハンドオフ指示を受け付ける受け付け手段と、ハードハンドオフ指示を受け付けたとき、当該指示に含まれるサーチ窓の幅あるいはソフトハンドオフ指示に対して用いるサーチ窓の幅より広い幅のサーチ窓を用いて他の基地局からのパイロット信号を探索する探索手段とを備えること、を特徴とする携帯電話機。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、CDMA方式携帯電話システムのハンドオフに関する。
【0002】
【従来の技術】CDMA方式の携帯電話機は、セル間の移動に伴って、通信中の基地局から他の基地局へと通信チャネルを切替えるハンドオフを実行する。ハンドオフには、通信中の基地局(旧基地局ともいう)との通信を終了する前に、同一周波数上で他の基地局(新基地局)との通信を開始するソフトハンドオフと、旧基地局との通信の切断後に異なる基地局グループ、異なる周波数割り当て又は異なるフレームオフセットの基地局との通信を開始するハードハンドオフとがある。
【0003】ソフトハンドオフは、携帯電話機が監視している周辺基地局のパイロット強度に基づいて実行される。ここでパイロット強度とは、各基地局が互いに拡散タイミングをずらして出力している、各基地局に共通のパイロット信号の電波強度のことである。このパイロット強度の測定によって、携帯電話機は各周辺基地局の拡散タイミング、すなわち同期タイミングを特定することができるので、基地局からソフトハンドオフの指示があると、すぐに指定された基地局に同期することができる。
【0004】一方、ハードハンドオフは、基地局グループ、周波数割当て又はフレームオフセットが異なる基地局間のハンドオフであるため、ハードウェア構成上の理由から、携帯電話機はハンドオフ前に新基地局のパイロット強度を測定することができない。よって携帯電話機は、基地局からのハードハンドオフの指示を受け付けてから新基地局のパイロット強度を測定し、この測定結果を基に新基地局の同期タイミングを特定する。新基地局のパイロット強度測定の際、携帯電話機は、旧基地局の同期タイミングに基づいて新基地局の同期タイミングを推定し、推定した同期タイミングに合わせてサーチ窓を設定し、サーチ窓が示す期間にパイロット強度を測定する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このようにハードハンドオフでは、上述のように旧基地局の同期タイミングを基準にサーチ窓を設定するので、新基地局からの電波が反射等により大幅に遅延した場合、新基地局のパイロット信号のピーク位置がサーチ窓の枠から外れ、新基地局の同期タイミングを捕捉することができず、ハンドオフに失敗して通信が途絶えることがある。
【0006】よって本発明は、CDMA方式携帯電話システムのハンドオフの成功率を向上させた携帯電話機を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため、本発明の携帯電話機は、ソフトハンドオフ指示及びハードハンドオフ指示に対応して移行先の基地局を探索する携帯電話機であって、基地局からソフトハンドオフ指示又はサーチ窓の幅の指定を含み得るハードハンドオフ指示を受け付ける受け付け手段と、ハードハンドオフ指示を受け付けたとき、当該指示に含まれるサーチ窓の幅あるいはソフトハンドオフ指示に対して用いるサーチ窓の幅より広い幅のサーチ窓を用いて他の基地局からのパイロット信号を探索する探索手段とを備える。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態について説明する。図1は、本実施の形態における携帯電話機の構成を示すブロック図である。同図において携帯電話機100は、アンテナ10、無線部20、変復調部30、音声処理部40、マイク50、スピーカ60、サーチ部70及び制御部80から構成される。
【0009】無線部20は、基地局−アンテナ10間の無線区間と変復調部30との間の周波数変換を行うもので、制御部80の指示によりトラフィックチャネルの周波数割当てに応じた周波数変換を行うことができる。変復調部30は、主に、狭帯域変調及び拡散変調を行う変調部と逆拡散及び復調を行う復調部とを備え、データの変復調を行う。
【0010】音声処理部40は、マイク50及びスピーカ60を介して入出力される音声のCODEC処理を行う。サーチ部70は、マッチドフィルタ71及びパイロット強度測定部72等を備え、通信中における近隣の基地局やハードハンドオフ時の新基地局のパイロットサーチを行う。
【0011】パイロットサーチとは、サーチ窓を設定し、このサーチ窓内で、利用可能なパイロットチャネルのマルチパスコンポーネント(すなわち、対応する下りトラヒックチャネルを復調するために携帯電話機100が使用できるマルチパスコンポーネント)をサーチする操作をいう。サーチ窓のサイズは基地局からの指示に基づく。パイロットチャネルは、各基地局が連続して送信する信号で、このパイロットチャネルにより携帯電話機は下りCDMAチャネルのタイミングを捕捉できる。異なる基地局同士は、異なるパイロットPN系列オフセットにより識別される。つまり、各基地局は、周期が2の15乗のPN系列により、512種類の異なるタイミングでパイロットチャネルを拡散するので、携帯電話機はタイミングを特定することにより基地局を特定することができる。
【0012】携帯電話機100は、近隣の基地局のパイロットサーチによって、現行のCDMA周波数割り当て上でパイロットチャネルをサーチし、他の基地局のパイロットチャネルの存在を検出し、その強度を測定する。携帯電話機100は、十分な強度を有する他の基地局のパイロットチャネルを検出した場合、通信中の基地局にパイロット強度測定メッセージを送信し、基地局はそれに応えてハンドオフの実行を指示する。
【0013】また携帯電話機100は、ハードハンドオフ時の新基地局のパイロットサーチにより、新基地局の同期捕捉を行う。同期捕捉とは、受信側での拡散符号の発生タイミングを受信信号の拡散符号に合わせる操作をいう。マッチドフィルタ71は、窓制御部83からのサーチ窓の期間を示す信号が入力されている間、受信信号とPN系列との畳み込み積分によって相関検出を行う。
【0014】パイロット強度測定部72は、マッチドフィルタ71の相関検出の結果に基づいて、チップ当たりの受信パイロットエネルギーEcと各コンポーネントの総受信スペクトル密度(雑音とシグナル)Ioとの比を加え合わせることにより、パイロットチャネルのパイロット強度を測定する。さらにパイロット強度測定部72は、強度の測定によってピーク位置を特定し、パイロットチャネルのタイミングを検出する。
【0015】制御部80は、図示しないCPU、RAM及びROM等から構成され、CPUがROMに記録された各種プログラムを実行することにより携帯電話機100の各種制御を行う。機能的には、制御部80は、ハンドオフ処理部81、周波数設定部82、窓制御部83、サーチ窓メモリ84及びサーチ窓テーブル85から構成される。
【0016】ハンドオフ処理部81は、基地局からハンドオフ指示メッセージを受け付けると、各構成要素を制御してハンドオフを遂行する。より詳しくは、ハンドオフ処理部81は、まず、ハンドオフ指示メッセージを解析することにより、ハンドオフ種別、周波数割当て、パイロットPN系列オフセットインデックス、サーチ窓サイズ情報等を特定する。ここでハンドオフ種別は、ソフトハンドオフとハードハンドオフとがある。周波数割当ては、新基地局のチャネルに割り当てられた周波数を示し、ハンドオフ種別がソフトハンドオフの場合は省略される。パイロットPN系列オフセットインデックスは、新基地局についての、0オフセットパイロット系列に比例する1パイロット当たり64PNチップ単位のPNオフセットを示す。サーチ窓サイズは、パイロットサーチに用いるサーチ窓サイズを示し、場合によっては省略される。
【0017】次に、ハンドオフ処理部81は、特定した周波数割当ての周波数に同調して周波数変換を行うよう無線部20を制御する。またハンドオフ処理部81は、サーチ窓サイズ情報を用いてサーチ窓テーブル85から対応するサーチ窓サイズを読み出し、サーチ窓メモリ84に格納する。さらにハンドオフ処理部81は、窓制御部83にパイロットPN系列オフセットインデックスとハンドオフ種別とを通知する。
【0018】周波数設定部82は、ハンドオフ処理部81が解析したハンドオフ指示に示されている新基地局の周波数割当てに応じて、無線部20の周波数切替え制御を行う。サーチ窓テーブル85は、図2に示すサーチ窓テーブルを記憶する。同図に示すように、サーチ窓テーブルは、左欄に示すサーチ窓情報と右欄に示す窓サイズパラメータとから構成される。窓サイズパラメータが示す値は、パイロットチャネルをサーチする際に用いるサーチ窓のPNチップ数に対応する。
【0019】サーチ窓メモリ84は、ハンドオフ処理部81によりサーチ窓テーブル85から読み出されたサーチ窓情報及び窓サイズパラメータを記憶する。窓制御部83は、ハンドオフ種別、パイロットPN系列オフセット、サーチ窓メモリ84に記憶されるサーチ窓情報及び窓サイズパラメータとに基づいて、マッチドフィルタ71にパイロットサーチの際のサーチ窓のタイミングを通知する。窓制御部83は、通信中においては、サーチ窓メモリに示される窓サイズパラメータの幅のサーチ窓の中心を、各近隣基地局のパイロットPN系列オフセットに設定してパイロットサーチを行う。
【0020】窓制御部83は、ハンドオフ種別がハードハンドオフの場合、サーチ窓メモリ84に記憶されるサーチ窓情報を読み出し、サーチ窓情報の値を1つ増やし、増やした値のサーチ窓情報に対応する窓サイズパラメータをサーチ窓テーブル85から読み出す。続いて窓制御部83は、読み出した窓サイズパラメータの幅のサーチ窓の中心を、新基地局のパイロットPN系列オフセットに設定して新基地局のパイロットサーチを行う。
【0021】すなわちこの構成により携帯電話機100は、ハードハンドオフの際には、サーチ窓メモリに記憶されている窓サイズパラメータが示すサーチ窓サイズより広いサイズのサーチ窓で新基地局のパイロットサーチを行う。これによりハードハンドオフ時は、ソフトハンドオフのためのパイロットサーチに用いるサーチ窓サイズ、又は、基地局から指示されたサーチ窓サイズよりも広い窓によりパイロットサーチが行われることになる。
【0022】図3(a)は、通常のハードハンドオフポイントを示し、図3(b)は、異常なハードハンドオフポイントを示す。図3(a)、(b)において、携帯電話機が基地局Aから基地局Bにハードハンドオフする場合、携帯電話機は、基地局Aの電波を基準にして、基地局Bのパイロットサーチのサーチ窓を設定する。すなわち、サーチ窓のタイミングは、基地局Aからの電波の遅延時間に基づいて決定される。
【0023】図3(a)においては、携帯電話機(図中、移動機)は、基地局Aと基地局Bと中間の距離に位置するので、基地局Aからの電波の遅延時間α1と基地局Bからの電波の遅延時間α2の時間差はさほど大きくない。よって、時間差は、ハードハンドオフの際に基地局から指示されたサーチ窓サイズ又は前回のパイロットサーチの際に使用したサーチ窓サイズにより吸収される。
【0024】ところが図3(b)のように、携帯電話機が(図中、移動機)基地局Aに近く、基地局Bに遠いところに位置する場合、基地局Bからの電波は建造物等の反射が多くなる分、遅延時間が長くなる。このため、基地局Aからの電波の遅延時間β1と基地局Bからの電波の遅延時間β2との時間差は図3(a)の場合より大きく、基地局から指示されたサーチ窓サイズ又は前回のパイロットサーチの際にしようしたサーチ窓サイズでは吸収できないことがある。吸収できない場合、携帯電話機は、基地局Bのパイロット信号を捉えることができず、その結果、ハードハンドオフに失敗し、通話がドロップすることになる。
【0025】ソフトハンドオフでは、ソフトハンドオフに先立って、近隣基地局のパイロットサーチを行い、パイロットチャネルのタイミングを捕らえてからソフトハンドオフを行うのでこのような問題はおこらない。一方、ハードハンドオフでは、ハンドオフ前に移行先のパイロットサーチを行わないため、このような問題が起こりやすい。よって本発明は、ハードハンドオフの場合には、旧基地局と新基地局とからの電波の遅延時間の時間差が大きい場合であっても、サーチ窓を広くすることにより時間差を吸収できるようにし、ハンドオフの失敗を防止する。
【0026】図4は、図3(b)の基地局A、Bの各チャネルの電波強度とサーチ窓との関係を示す。同図は左から右の方向に時間の流れを示す。PN100は、基地局AのパイロットPNオフセットインデックス、PN200は、基地局BのパイロットPNオフセットインデックスを示す。携帯電話機100は、基地局A(周波数割当て25ch)との通信中に、基地局Aの信号の電波強度から電波のピーク位置を検出し、当該検出位置とPN100の基準時刻とから遅延時間β1を求めて記憶している。基地局B(周波数割当て50ch)へのハードハンドオフ指示があると、窓制御部83は、PN100の基準時刻と遅延時間β1とに基づいて、PN200のタイミングとPN200から遅延時間β1分遅れたタイミングとを推定する。そして窓制御部83は、PN200から遅延時間β1分遅れたタイミングを基準に、基地局より指示されているサーチ窓サイズ(又は前もって記憶しているサーチ窓サイズ)より広いサイズのサーチ窓サイズを開く。基地局Bの信号の電波のピーク位置は、PN200の位置より遅延時間β2分送れているが、サーチ窓サイズが広いことにより、サーチ窓内でピークが検出される。
【0027】図5は、制御部80を中心とする処理手順を示すフローチャートである。ハンドオフ処理部81は、通信中の基地局からハンドオフ指示メッセージを取得すると、ハンドオフ指示メッセージを解析することにより、ハンドオフ種別、新基地局のパイロットPN系列オフセットインデックス、新基地局の周波数割当て、サーチ窓サイズ等を取得し、周波数設定部82、窓制御部83等に必要な情報を伝送する(ステップS401、ステップS402)。
【0028】窓制御部83は、ハンドオフ指示メッセージのハンドオフ種別がハードハンドオフであるか否かを識別し、ハードハンドオフである場合には、ステップS404に進み、それ以外の場合にはステップS405に進む(ステップS403)。窓制御部83は、サーチ窓メモリ84に記憶されている、又はハンドオフ指示メッセージに含まれているサーチ窓サイズより1つサイズが大きいサーチ窓サイズをサーチ窓テーブル85から取得する(ステップS404)。続いて、図4で説明した方法により推定したタイミングで、ステップS404で取得したサーチ窓サイズのサーチ窓を開くようマッチドフィルタ71を制御し、マッチドフィルタ71及びパイロット強度測定部72にパイロットサーチを行わせる(ステップS406)。
【0029】一方、窓制御部83は、ハンドオフ種別がハードハンドオフでない場合には、サーチ窓メモリ84に記憶されている、又はハンドオフ指示メッセージに含まれているサーチ窓サイズを用いて、マッチドフィルタ71及びパイロット強度測定部72にパイロットサーチを行わせる。
【0030】
【発明の効果】本発明の携帯電話機は、本発明の携帯電話機は、ソフトハンドオフ指示及びハードハンドオフ指示に対応して移行先の基地局を探索する携帯電話機であって、基地局からソフトハンドオフ指示又はサーチ窓の幅の指定を含み得るハードハンドオフ指示を受け付ける受け付け手段と、ハードハンドオフ指示を受け付けたとき、当該指示に含まれるサーチ窓の幅あるいはソフトハンドオフ指示に対して用いるサーチ窓の幅より広い幅のサーチ窓を用いて他の基地局からのパイロット信号を探索する探索手段とを備える。
【0031】ソフトハンドオフでは、ソフトハンドオフに先立って、近隣基地局のパイロットサーチを行い、パイロットチャネルのタイミングを捕らえてからソフトハンドオフを行うのでこのような問題はおこらない。一方、ハードハンドオフでは、ハンドオフ前に移行先のパイロットサーチを行わないため、このような問題が起こりやすい。このため本発明は、ハードハンドオフの場合には、旧基地局と新基地局とからの電波の遅延時間の時間差が大きい場合であっても、サーチ窓を広くすることにより時間差を吸収できるようにし、これによりハンドオフの失敗を防止することができる。




 

 


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