JP3073767B2 - Ｃｄｍａセルラ電話システムにおけるダイバーシティ受信機 - Google Patents
Ｃｄｍａセルラ電話システムにおけるダイバーシティ受信機Info
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Classifications
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
- H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
- H04B7/08—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
-
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- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/69—Spread spectrum techniques
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-
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- H04B2201/70701—Orthogonal indexing scheme relating to spread spectrum techniques in general relating to direct sequence modulation featuring pilot assisted reception
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- Signal Processing (AREA)
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- Input Circuits Of Receivers And Coupling Of Receivers And Audio Equipment (AREA)
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- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Artificial Filaments (AREA)
- Detergent Compositions (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 発明の背景 I.発明の分野 本発明はセルラ電話システムに関する。特に、本発明
はセルラ電話環境における信頼性および通信を向上させ
る新しい改良された受信機の設計に関する。
はセルラ電話環境における信頼性および通信を向上させ
る新しい改良された受信機の設計に関する。
II.従来技術の説明 コード分割多元接続（CDMA）変調技術の使用は、非常
に多数のシステムユーザが存在している通信を容易にす
るいくつかある技術の１つである。時間分割多元接続
（TDMA）、周波数分割多元接続（FDMA）のような他の技
術および振幅圧縮単一測波帯（ACSSB）のようなAM変調
技術が知られているが、CDMAはこれらの他の技術に対し
て大きい利点を有する。多元接続通信システムにおける
CDMA技術の使用は、本発明の譲受人に譲渡され、その開
示がここに参照のために組み込まれ、現在米国特許第4,
901,307号明細書となっている1986年10月17日出願の“S
PREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTE
M USING SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS"）と題
する米国特許出願第06/921,261号に記載されている。
に多数のシステムユーザが存在している通信を容易にす
るいくつかある技術の１つである。時間分割多元接続
（TDMA）、周波数分割多元接続（FDMA）のような他の技
術および振幅圧縮単一測波帯（ACSSB）のようなAM変調
技術が知られているが、CDMAはこれらの他の技術に対し
て大きい利点を有する。多元接続通信システムにおける
CDMA技術の使用は、本発明の譲受人に譲渡され、その開
示がここに参照のために組み込まれ、現在米国特許第4,
901,307号明細書となっている1986年10月17日出願の“S
PREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTE
M USING SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS"）と題
する米国特許出願第06/921,261号に記載されている。
上記の特許明細書において、トランシーバをそれぞれ
有する非常に多数の移動体電話システムユーザがコード
分割多元接続（CDMA）スペクトル拡散通信信号を使用す
る衛星中継装置または地球基地局（セルサイトステーシ
ョン、すなわちセルサイトとしても知られている）を通
して通信する多元接続技術が示されている。CDMA通信を
使用することによって、周波数スペクトルは多数回再使
用することができ、したがってシステムユーザ容量を向
上させることが可能となる。CDMAの使用は結果的に他の
多元接続技術を使用して実現され得るよりかなり高いス
ペクトル効率をもたらす。CDMAシステムにおいて、シス
テム容量の向上は別のシステムユーザへの干渉を減少す
るように各移動体ユーザの送信電力を制御することによ
って実現することができる。
有する非常に多数の移動体電話システムユーザがコード
分割多元接続（CDMA）スペクトル拡散通信信号を使用す
る衛星中継装置または地球基地局（セルサイトステーシ
ョン、すなわちセルサイトとしても知られている）を通
して通信する多元接続技術が示されている。CDMA通信を
使用することによって、周波数スペクトルは多数回再使
用することができ、したがってシステムユーザ容量を向
上させることが可能となる。CDMAの使用は結果的に他の
多元接続技術を使用して実現され得るよりかなり高いス
ペクトル効率をもたらす。CDMAシステムにおいて、シス
テム容量の向上は別のシステムユーザへの干渉を減少す
るように各移動体ユーザの送信電力を制御することによ
って実現することができる。
CDMA通信技術の衛星適用において、移動体ユニットト
ランシーバは衛星中継器を介して受信された信号の電力
レベルを測定する。衛星トランスポンダダウンリンク送
信電力レベルおよび移動体ユニット受信機の感度の知識
と共にこの電力測定値を使用して、移動体ユニットトラ
ンシーバは移動体ユニットと衛星との間のチャネルのパ
ス損失を評価することができる。移動体ユニットトラン
シーバは移動体ユニットと衛星との間における信号送信
のために使用される適切な送信電力を決定し、パス損失
測定、送信データレートおよび衛星受信機感度を考慮に
入れる。
ランシーバは衛星中継器を介して受信された信号の電力
レベルを測定する。衛星トランスポンダダウンリンク送
信電力レベルおよび移動体ユニット受信機の感度の知識
と共にこの電力測定値を使用して、移動体ユニットトラ
ンシーバは移動体ユニットと衛星との間のチャネルのパ
ス損失を評価することができる。移動体ユニットトラン
シーバは移動体ユニットと衛星との間における信号送信
のために使用される適切な送信電力を決定し、パス損失
測定、送信データレートおよび衛星受信機感度を考慮に
入れる。
移動体ユニットによって衛星に送信された信号は衛星
によってハブ制御システム地球ステーションに中継され
る。ハブはそれぞれアクティブな移動体ユニットトラン
シーバによって送信された信号から受信信号電力を測定
する。ハブは所望の通信を維持するために必要な受信電
力レベルにおける偏差を決定する。所望の電力レベルは
システム干渉を結果的に減少させるように、高品質の通
信を維持するために必要な最小の電力レベルであること
が好ましい。
によってハブ制御システム地球ステーションに中継され
る。ハブはそれぞれアクティブな移動体ユニットトラン
シーバによって送信された信号から受信信号電力を測定
する。ハブは所望の通信を維持するために必要な受信電
力レベルにおける偏差を決定する。所望の電力レベルは
システム干渉を結果的に減少させるように、高品質の通
信を維持するために必要な最小の電力レベルであること
が好ましい。
ハブは移動体ユニットの送信電力を調節または“微調
節”するように各移動体ユーザに電力制御命令信号を送
信する。この命令信号は所望の通信を維持するために必
要とされる最小レベルに近くなるよう送信電力レベルを
変化させるように移動体ユニットによって使用される。
典型的に移動体ユニットの移動のためにチャネル状態が
変化すると、移動体ユニット受信機電力測定およびハブ
からフィードバックされた電力制御の両者は適切な電力
レベルを維持するように送信電力レベルを連続的に再調
節する。ハブからフィードバックされた電力制御は一般
に１秒のほぼ1/2の伝播時間を必要とする衛星を通る往
復遅延のために非常に遅い。
節”するように各移動体ユーザに電力制御命令信号を送
信する。この命令信号は所望の通信を維持するために必
要とされる最小レベルに近くなるよう送信電力レベルを
変化させるように移動体ユニットによって使用される。
典型的に移動体ユニットの移動のためにチャネル状態が
変化すると、移動体ユニット受信機電力測定およびハブ
からフィードバックされた電力制御の両者は適切な電力
レベルを維持するように送信電力レベルを連続的に再調
節する。ハブからフィードバックされた電力制御は一般
に１秒のほぼ1/2の伝播時間を必要とする衛星を通る往
復遅延のために非常に遅い。
衛星または地球基地局システムとの間における１つの
重要な相違は移動体ユニットと衛星またはセルサイトを
分離する相対的な距離である。衛星対地上システムの別
の重要な相違はこれらのチャネルにおいて生じるフェー
ジングのタイプである。したがって、これらの相違は地
上システムに対するシステム電力制御の方法における種
々の改良を必要とする。
重要な相違は移動体ユニットと衛星またはセルサイトを
分離する相対的な距離である。衛星対地上システムの別
の重要な相違はこれらのチャネルにおいて生じるフェー
ジングのタイプである。したがって、これらの相違は地
上システムに対するシステム電力制御の方法における種
々の改良を必要とする。
衛星／移動体ユニットチャネル、すなわち衛星チャネ
ルにおいて、衛星中継器は通常地球静止軌道に配置され
ている。このようにして、移動体ユニットは衛星中継器
から全てほぼ同じ距離であり、したがってほぼ同じ伝播
損失を受ける。さらに、衛星チャネルはほぼ逆平方の法
則に従う伝播損失特性を有する。すなわち、伝播損失は
移動体ユニットと使用されている衛星中継器との間の距
離の平方に逆比例する。したがって、衛星チャネルにお
ける距離変化によるパス損失の変化は典型的に１乃至2d
B程度である。
ルにおいて、衛星中継器は通常地球静止軌道に配置され
ている。このようにして、移動体ユニットは衛星中継器
から全てほぼ同じ距離であり、したがってほぼ同じ伝播
損失を受ける。さらに、衛星チャネルはほぼ逆平方の法
則に従う伝播損失特性を有する。すなわち、伝播損失は
移動体ユニットと使用されている衛星中継器との間の距
離の平方に逆比例する。したがって、衛星チャネルにお
ける距離変化によるパス損失の変化は典型的に１乃至2d
B程度である。
衛星チャネルと反対に、地上／移動体ユニットチャネ
ルすなわち地上チャネルにおいては、移動体ユニットと
セルサイトとの間の距離は大きく変化することがある。
例えば、１つの移動体ユニットはセルサイトから５マイ
ルの距離に位置し、一方別の移動体ユニットは数フィー
ト離れて位置していてもよい。距離の変化は100対１の
係数を越えることがある。地上チャネルは衛星チャネル
が行ったように伝播損失特性を受ける。しかしながら、
地上チャネルにおける伝播損失特性は逆の４乗法則に対
応する。すなわちパス損失はパス距離の４乗の逆数に比
例する。したがって、５マイルの半径を有するセルにお
いてほぼ80dBを越えるパス損失変化が生じる可能性があ
る。
ルすなわち地上チャネルにおいては、移動体ユニットと
セルサイトとの間の距離は大きく変化することがある。
例えば、１つの移動体ユニットはセルサイトから５マイ
ルの距離に位置し、一方別の移動体ユニットは数フィー
ト離れて位置していてもよい。距離の変化は100対１の
係数を越えることがある。地上チャネルは衛星チャネル
が行ったように伝播損失特性を受ける。しかしながら、
地上チャネルにおける伝播損失特性は逆の４乗法則に対
応する。すなわちパス損失はパス距離の４乗の逆数に比
例する。したがって、５マイルの半径を有するセルにお
いてほぼ80dBを越えるパス損失変化が生じる可能性があ
る。
衛星チャネルは典型的にRicianとして特徴付けられる
フェージングを経験する。したがって、受信された信号
はレイリーフェージング統計を持つ複数反射成分と合計
された直接成分からなる。直接成分と反射成分との間の
電力比は典型的に６乃至10dB程度であり、移動体ユニッ
トアンテナの特性および移動体ユニットの周囲の環境に
依存する。
フェージングを経験する。したがって、受信された信号
はレイリーフェージング統計を持つ複数反射成分と合計
された直接成分からなる。直接成分と反射成分との間の
電力比は典型的に６乃至10dB程度であり、移動体ユニッ
トアンテナの特性および移動体ユニットの周囲の環境に
依存する。
地上チャネルと衛星チャネルを対比すると、地上チャ
ネルは典型的に直接成分のないレイリーフェージング成
分から成る信号フェージングを経験する。したがって、
地上チャネルはRicianフェージングが優先的なフェージ
ング特性である衛星チャネルより厳しいフェージング影
響を与える。
ネルは典型的に直接成分のないレイリーフェージング成
分から成る信号フェージングを経験する。したがって、
地上チャネルはRicianフェージングが優先的なフェージ
ング特性である衛星チャネルより厳しいフェージング影
響を与える。
地上チャネル信号におけるレイリーフェージング特性
は物理的な影響の多数の異なる特性から反射された信号
によって発生する。結果として、信号は異なる送信遅延
を有して多数の方向からほぼ同時に移動体ユニット受信
機に到達する。セルラ移動体電話システムを含む移動体
無線通信に対して通常使用されるUHF周波数帯域におい
て、異なるパス上を進行する信号において大きい位相差
が生じる。信号の破壊的合計の可能性が生じ、しばしば
深いフェージングが発生する。
は物理的な影響の多数の異なる特性から反射された信号
によって発生する。結果として、信号は異なる送信遅延
を有して多数の方向からほぼ同時に移動体ユニット受信
機に到達する。セルラ移動体電話システムを含む移動体
無線通信に対して通常使用されるUHF周波数帯域におい
て、異なるパス上を進行する信号において大きい位相差
が生じる。信号の破壊的合計の可能性が生じ、しばしば
深いフェージングが発生する。
地上チャネルフェージングは、移動体ユニットの物理
的な位置の非常に強い関数である。移動体ユニットの位
置における小さい変化は全ての信号伝播パスの物理的な
遅延を変化させ、これはさらに各パスに対して異なる位
相を生じさせる。したがって、例えば移動体の移動は結
果的に850MHzセル無線周波数帯域で非常に速くなり、こ
のフェージングは典型的に移動体速度の１マイル／時間
当りの１秒当り１フェージングと同じくらい速くなるこ
とがある。この程度のフェージングは地上チャネルにお
ける信号に対してかなり破壊的であり、結果的に低い通
信品質になる可能性がある。しかしながら、フェージン
グの問題を克服するために追加的な送信電力を使用する
ことができる。
的な位置の非常に強い関数である。移動体ユニットの位
置における小さい変化は全ての信号伝播パスの物理的な
遅延を変化させ、これはさらに各パスに対して異なる位
相を生じさせる。したがって、例えば移動体の移動は結
果的に850MHzセル無線周波数帯域で非常に速くなり、こ
のフェージングは典型的に移動体速度の１マイル／時間
当りの１秒当り１フェージングと同じくらい速くなるこ
とがある。この程度のフェージングは地上チャネルにお
ける信号に対してかなり破壊的であり、結果的に低い通
信品質になる可能性がある。しかしながら、フェージン
グの問題を克服するために追加的な送信電力を使用する
ことができる。
地上セルラ移動体電話システムは、典型的に通常の有
線電話システムによって提供されるような電話会話を同
時にアクティブにさせるために全二重チャネルを提供す
ることが必要である。この全二重無線チャネルは通常ア
ウトバウンドリンク、すなわちセルサイト送信機から移
動体ユニット受信機への送信に対して１つの周波数帯域
を使用することによって提供される。インバウンドリン
ク、すなわち移動体ユニット送信機からセルサイト受信
機への送信に対して異なる周波数帯域が使用される。し
たがって、この周波数帯域分離はフィードバックや送信
機から受信機への干渉なしで、移動体ユニット送信機お
よび受信機を同時にアクティブにさせる。
線電話システムによって提供されるような電話会話を同
時にアクティブにさせるために全二重チャネルを提供す
ることが必要である。この全二重無線チャネルは通常ア
ウトバウンドリンク、すなわちセルサイト送信機から移
動体ユニット受信機への送信に対して１つの周波数帯域
を使用することによって提供される。インバウンドリン
ク、すなわち移動体ユニット送信機からセルサイト受信
機への送信に対して異なる周波数帯域が使用される。し
たがって、この周波数帯域分離はフィードバックや送信
機から受信機への干渉なしで、移動体ユニット送信機お
よび受信機を同時にアクティブにさせる。
通常のセルラ電話システムにおいて、利用可能な周波
数帯域は帯域幅内で典型的に30KHzのチャネルに分割さ
れ、一方アナログFM変調技術が使用される。システムサ
ービス領域は変動する大きさのセルに幾何学的に分割さ
れる。利用可能な周波数チャネルはセットに分割され、
各セットは通常等しい数のチャネルを含んでいる。周波
数セットは共通チャネル干渉の確率を最小にするように
セルに割当てられている。例えば７つの周波数セットが
存在し、セルが等しい大きさの６角形であるシステムを
考慮する。１つのセルにおいて使用される周波数セット
は６つの最も近い、すなわちそのセルを包囲している近
隣のセルにおいて使用されない。さらに、１つのセル中
での周波数セットはそのセルの２番目に近い12個の近隣
セルにおいても使用されない。
数帯域は帯域幅内で典型的に30KHzのチャネルに分割さ
れ、一方アナログFM変調技術が使用される。システムサ
ービス領域は変動する大きさのセルに幾何学的に分割さ
れる。利用可能な周波数チャネルはセットに分割され、
各セットは通常等しい数のチャネルを含んでいる。周波
数セットは共通チャネル干渉の確率を最小にするように
セルに割当てられている。例えば７つの周波数セットが
存在し、セルが等しい大きさの６角形であるシステムを
考慮する。１つのセルにおいて使用される周波数セット
は６つの最も近い、すなわちそのセルを包囲している近
隣のセルにおいて使用されない。さらに、１つのセル中
での周波数セットはそのセルの２番目に近い12個の近隣
セルにおいても使用されない。
通常のセルラ電話システムにおいて行われるハンドオ
フ技術は、移動体電話機が２つのセルの間の境界を横断
したときに通話を連続させるように意図されている。あ
るセルから他のセルへのハンドオフは通話を処理するセ
ルサイト受信機が移動体電話から受信された受信強度が
予め定められたしきい値より下になったことを認めたと
きに開始される。低い信号強度表示は移動体電話がセル
境界の近くにあるに違いないことを意味する。信号レベ
ルが予め定められたしきい値より下になったとき、セル
サイトは隣接したセルサイトが現在のセルサイトより良
好な信号強度を持つ移動体電話信号を受信するか否かを
決定することをシステム制御装置に要求する。
フ技術は、移動体電話機が２つのセルの間の境界を横断
したときに通話を連続させるように意図されている。あ
るセルから他のセルへのハンドオフは通話を処理するセ
ルサイト受信機が移動体電話から受信された受信強度が
予め定められたしきい値より下になったことを認めたと
きに開始される。低い信号強度表示は移動体電話がセル
境界の近くにあるに違いないことを意味する。信号レベ
ルが予め定められたしきい値より下になったとき、セル
サイトは隣接したセルサイトが現在のセルサイトより良
好な信号強度を持つ移動体電話信号を受信するか否かを
決定することをシステム制御装置に要求する。
現在のセルサイト要求に応答するシステム制御装置
は、ハンドオフ要求により隣接したセルサイトにメッセ
ージを送信する。現在のセルサイトに隣接したセルサイ
トは、特定されたチャネル上の移動体ユニットからの信
号を捜す特別の走査受信機を使用する。隣接したセルサ
イトの１つがシステム制御装置に対して適切な信号レベ
ルを報告した場合、ハンドオフが試みられる。
は、ハンドオフ要求により隣接したセルサイトにメッセ
ージを送信する。現在のセルサイトに隣接したセルサイ
トは、特定されたチャネル上の移動体ユニットからの信
号を捜す特別の走査受信機を使用する。隣接したセルサ
イトの１つがシステム制御装置に対して適切な信号レベ
ルを報告した場合、ハンドオフが試みられる。
ハンドオフは新しいセルサイトにおいて使用されるチ
ャネルセットから空いているチャネルが選択されたとき
に開始される。移動体電話機に現在のチャネルから新し
いチャネルに切替えるように命令する制御メッセージが
移動体電話機に送られる。同時に、システム制御装置は
第１のセルサイトから第２のセルサイトに通話を切替え
る。通常のシステムにおいて、フェージングを克服する
際にダイバーシティ受信ができないブレイクビフォーメ
イクスキムが使用される。
ャネルセットから空いているチャネルが選択されたとき
に開始される。移動体電話機に現在のチャネルから新し
いチャネルに切替えるように命令する制御メッセージが
移動体電話機に送られる。同時に、システム制御装置は
第１のセルサイトから第２のセルサイトに通話を切替え
る。通常のシステムにおいて、フェージングを克服する
際にダイバーシティ受信ができないブレイクビフォーメ
イクスキムが使用される。
さらに、移動体電話機がチャネルを切替える命令を聞
くことができない場合、ハンドオフは失敗する。実際の
動作経験はシステムの信頼性を低くするハンドオフの失
敗が頻繁に発生することを示している。
くことができない場合、ハンドオフは失敗する。実際の
動作経験はシステムの信頼性を低くするハンドオフの失
敗が頻繁に発生することを示している。
通常のセルラ電話システムにおいて、パスフェージン
グは通信に悪影響を及ぼし、通話サービスにおいて破壊
を発生させることがある。したがって、本発明の目的は
セルラ電話システムにおいて１つ以上のセルサイトから
送信された最も強い信号の受信および処理を容易にする
受信機設計を提供することであり、これらの信号は単一
のセルサイトからのマルチパス信号または複数のセルサ
イトによって送信された信号である。
グは通信に悪影響を及ぼし、通話サービスにおいて破壊
を発生させることがある。したがって、本発明の目的は
セルラ電話システムにおいて１つ以上のセルサイトから
送信された最も強い信号の受信および処理を容易にする
受信機設計を提供することであり、これらの信号は単一
のセルサイトからのマルチパス信号または複数のセルサ
イトによって送信された信号である。
発明の要約 CDMAセルラ電話システムにおいて、同じ周波数帯域が
全てのセルの通信に対して使用される。処理利得を提供
するCDMA波形特性も同じ周波数帯域を占有する信号間を
識別するために使用される。さらに、高速疑似雑音（P
N）変調は、パス伝播遅延における差がPNチップ期間す
なわち1/帯域幅を越えた場合に多数の異なる伝播パスを
分離させる。1MHzのPNチップレートがCDMAシステムにお
いて使用された場合、システムデータレートに対する拡
散帯域幅の比率に等しい完全なスペクトル拡散処理利得
を、所望のパスからパス遅延で１マイクロ秒より多く異
なっているパスに対して使用することができる。１マイ
クロ秒のパス遅延差は1,000フィートのパス長差に対応
する。都市環境は典型的に１マイクロ秒を越えるパス遅
延差を提供し、いくつかの領域では10乃至20マイクロ秒
まで報告されている。
全てのセルの通信に対して使用される。処理利得を提供
するCDMA波形特性も同じ周波数帯域を占有する信号間を
識別するために使用される。さらに、高速疑似雑音（P
N）変調は、パス伝播遅延における差がPNチップ期間す
なわち1/帯域幅を越えた場合に多数の異なる伝播パスを
分離させる。1MHzのPNチップレートがCDMAシステムにお
いて使用された場合、システムデータレートに対する拡
散帯域幅の比率に等しい完全なスペクトル拡散処理利得
を、所望のパスからパス遅延で１マイクロ秒より多く異
なっているパスに対して使用することができる。１マイ
クロ秒のパス遅延差は1,000フィートのパス長差に対応
する。都市環境は典型的に１マイクロ秒を越えるパス遅
延差を提供し、いくつかの領域では10乃至20マイクロ秒
まで報告されている。
通常の電話システムによって使用されるアナログFM変
調のような狭帯域変調システムにおいて、マルチパスの
存在は結果的に深刻なマルチパスフェージングになる。
しかしながら、広帯域CDMA変調を用いると、復調処理の
際に異なるパスを識別することができる。この識別はマ
ルチパスフェージングの影響を大幅に減少させる。マル
チパスフェージングは、特定のシステムに対する最小の
パス遅延より小さい遅延差を持つパスがしばしば存在し
ているためCDMA識別技術を使用しても完全には除去され
ない。この程度のパス遅延を有する信号は復調器におい
て識別することができない。したがって、システムはさ
らにフェージングの影響を減少するためにダイバーシテ
ィを提供することが望ましい。
調のような狭帯域変調システムにおいて、マルチパスの
存在は結果的に深刻なマルチパスフェージングになる。
しかしながら、広帯域CDMA変調を用いると、復調処理の
際に異なるパスを識別することができる。この識別はマ
ルチパスフェージングの影響を大幅に減少させる。マル
チパスフェージングは、特定のシステムに対する最小の
パス遅延より小さい遅延差を持つパスがしばしば存在し
ているためCDMA識別技術を使用しても完全には除去され
ない。この程度のパス遅延を有する信号は復調器におい
て識別することができない。したがって、システムはさ
らにフェージングの影響を減少するためにダイバーシテ
ィを提供することが望ましい。
フェージングの悪影響は、CDMAシステムにおける送信
機電力を制御することによって制御することができる。
セルサイトおよび移動体ユニットの電力制御に対するシ
ステムは、本発明の出願人により1989年11月７日に出願
され、本発明の譲受人に譲渡された、“METHOD AND APP
ARATUS FOR CONTROLLING TRANSMISSON POWER IN A CDMA
CELLULAR MOBILE TELEPHONE SYSTEM"と題する留保中の
米国特許出願第07/433,031号明細書に開示されている。
さらに、マルチパスフェージングの影響は、ハンドオフ
処理中に移動体ユニットがセルサイトと通信しながらセ
ルサイトサービス領域間において転移しているときに、
ハンドオフモードにおいて減少させることができる。ハ
ンドオフスキムは、本発明の出願人により1989年11月７
日に出願され、本発明の譲受人に譲渡された、“SOFT H
ANDOFF IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM"と題す
る留保中の米国特許出願第07/433,030号明細書に開示さ
れている。
機電力を制御することによって制御することができる。
セルサイトおよび移動体ユニットの電力制御に対するシ
ステムは、本発明の出願人により1989年11月７日に出願
され、本発明の譲受人に譲渡された、“METHOD AND APP
ARATUS FOR CONTROLLING TRANSMISSON POWER IN A CDMA
CELLULAR MOBILE TELEPHONE SYSTEM"と題する留保中の
米国特許出願第07/433,031号明細書に開示されている。
さらに、マルチパスフェージングの影響は、ハンドオフ
処理中に移動体ユニットがセルサイトと通信しながらセ
ルサイトサービス領域間において転移しているときに、
ハンドオフモードにおいて減少させることができる。ハ
ンドオフスキムは、本発明の出願人により1989年11月７
日に出願され、本発明の譲受人に譲渡された、“SOFT H
ANDOFF IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM"と題す
る留保中の米国特許出願第07/433,030号明細書に開示さ
れている。
マルチパスの存在は広帯域PN CDMAシステムにパスダ
イバーシティを提供することができる。２つ以上のパス
が１マイクロ秒より大きいパス遅延差で利用できる場
合、これらの信号を分離して受信するように２つ以上の
PN受信機を使用することができる。これらの信号は典型
的にマルチパスフェージングにおける独立性を呈し、す
なわちそれらは通常一緒にフェージングせず、２つの受
信機の出力はダイバーシティ結合させることができる。
したがって、特性における損失は両受信機が同時にフェ
ージングを経験したときにのみ生じる。したがって、本
発明の１つの観点はダイバーシティ結合器と組合わせて
２つ以上のPN受信機を提供することである。
イバーシティを提供することができる。２つ以上のパス
が１マイクロ秒より大きいパス遅延差で利用できる場
合、これらの信号を分離して受信するように２つ以上の
PN受信機を使用することができる。これらの信号は典型
的にマルチパスフェージングにおける独立性を呈し、す
なわちそれらは通常一緒にフェージングせず、２つの受
信機の出力はダイバーシティ結合させることができる。
したがって、特性における損失は両受信機が同時にフェ
ージングを経験したときにのみ生じる。したがって、本
発明の１つの観点はダイバーシティ結合器と組合わせて
２つ以上のPN受信機を提供することである。
本発明の別の観点は、移動体ユニットが物理的環境を
移動したときにマルチパスの数およびそれらの信号強度
が絶えず変化することである。したがって、本発明はマ
ルチパス環境における信号の存在、その信号の時間ドメ
インにおける位置、およびその信号の相対的な信号強度
を決定するためにチャネルの時間ドメインを絶えず走査
する探索受信機と呼ばれる特別な受信機を使用する。探
索受信機は異なるパスで利用できる最も良い信号を追跡
するときにデータ受信機を制御する。
移動したときにマルチパスの数およびそれらの信号強度
が絶えず変化することである。したがって、本発明はマ
ルチパス環境における信号の存在、その信号の時間ドメ
インにおける位置、およびその信号の相対的な信号強度
を決定するためにチャネルの時間ドメインを絶えず走査
する探索受信機と呼ばれる特別な受信機を使用する。探
索受信機は異なるパスで利用できる最も良い信号を追跡
するときにデータ受信機を制御する。
CDMAセルラ電話システムにおいて、各セルサイトは複
数の変調器−復調器ユニットすなわちスペクトル拡散モ
デムを有している。各モデムはデジタルスペクトル拡散
送信変調器、少なくとも１つのデジタルスペクトル拡散
データ受信機、および探索受信機から構成される。セル
サイトにおける各モデムは移動体ユニットとの通信を行
う必要があるため移動体ユニットに割当てられている。
したがって、多数の例において多数のモデムが利用可能
であり、一方その他は各移動体ユニットとの通信におい
てアクティブであることができる。ソフトハンドオフス
キムは、新しいセルサイトモデムが移動体ユニットに割
当てられ、一方古いセルサイトが通話を連続的にサービ
スし続けるCDMAセルラ電話システムに対して使用され
る。移動体ユニットが２つのセルサイト間の転移領域に
位置するとき、信号強度の指示に応じてセルサイト間に
おいて通話を切替えることができる。移動体ユニットは
常に少なくとも１つのセルサイトを通じて通信されるた
め、移動体ユニットに対してまたはサービスにおいて生
じる破壊的な影響はない。本発明は、移動体ユニットに
おいて複数の受信機を使用し、これらはハンドオフ処理
または単一セルにおけるダイバーシティ機能でも使用さ
れる。
数の変調器−復調器ユニットすなわちスペクトル拡散モ
デムを有している。各モデムはデジタルスペクトル拡散
送信変調器、少なくとも１つのデジタルスペクトル拡散
データ受信機、および探索受信機から構成される。セル
サイトにおける各モデムは移動体ユニットとの通信を行
う必要があるため移動体ユニットに割当てられている。
したがって、多数の例において多数のモデムが利用可能
であり、一方その他は各移動体ユニットとの通信におい
てアクティブであることができる。ソフトハンドオフス
キムは、新しいセルサイトモデムが移動体ユニットに割
当てられ、一方古いセルサイトが通話を連続的にサービ
スし続けるCDMAセルラ電話システムに対して使用され
る。移動体ユニットが２つのセルサイト間の転移領域に
位置するとき、信号強度の指示に応じてセルサイト間に
おいて通話を切替えることができる。移動体ユニットは
常に少なくとも１つのセルサイトを通じて通信されるた
め、移動体ユニットに対してまたはサービスにおいて生
じる破壊的な影響はない。本発明は、移動体ユニットに
おいて複数の受信機を使用し、これらはハンドオフ処理
または単一セルにおけるダイバーシティ機能でも使用さ
れる。
CDMAセルラ電話システムにおいて、各セルサイトは
“パイロットキャリア”信号を送信する。このパイロッ
ト信号は最初のシステム同期を行い、セルサイト伝送信
号の強い（robust）時間、周波数および位相追跡を行う
ために移動体ユニットによって使用される。
“パイロットキャリア”信号を送信する。このパイロッ
ト信号は最初のシステム同期を行い、セルサイト伝送信
号の強い（robust）時間、周波数および位相追跡を行う
ために移動体ユニットによって使用される。
各セルサイトはまたセルサイト識別、システムタイミ
ング、移動体ページング情報および種々の他の制御信号
のようなスペクトル拡散変調情報からなる“セットアッ
プ”チャネルを提供する。各セルサイトから送信された
パイロット信号は同じ拡散コードであるが、異なるコー
ド位相オフセットを持つ。位相オフセットによりパイロ
ット信号を互いに識別することができ、結果的にそれら
が生じたセルサイト間の識別を与える。同じパイロット
信号コードの使用により、全パイロット信号コード位相
を通じて一度の探索で移動体ユニットがシステムタイミ
ング同期を発見することができる。各コード位相に対す
る相関処理によって決定されたような最も強いパイロッ
ト信号を容易に識別することができる。識別されたパイ
ロット信号は最も近いセルサイトによって送信されたパ
イロット信号に対応する。
ング、移動体ページング情報および種々の他の制御信号
のようなスペクトル拡散変調情報からなる“セットアッ
プ”チャネルを提供する。各セルサイトから送信された
パイロット信号は同じ拡散コードであるが、異なるコー
ド位相オフセットを持つ。位相オフセットによりパイロ
ット信号を互いに識別することができ、結果的にそれら
が生じたセルサイト間の識別を与える。同じパイロット
信号コードの使用により、全パイロット信号コード位相
を通じて一度の探索で移動体ユニットがシステムタイミ
ング同期を発見することができる。各コード位相に対す
る相関処理によって決定されたような最も強いパイロッ
ト信号を容易に識別することができる。識別されたパイ
ロット信号は最も近いセルサイトによって送信されたパ
イロット信号に対応する。
最も強いパイロット信号の獲得、すなわち最も強いパ
イロット信号による移動体ユニットの最初の同期のとき
に、移動体ユニットはそのセルサイトの適切なセットア
ップチャネルを探索する。セットアップチャネルは複数
の異なる予め定められたスペクトル拡散コードの１つを
使用するセルサイトによって送信される。本発明の実施
例において、21個の異なるコードが使用される。しかし
ながら、それより多い、或は少ないコードがシステムパ
ラメータによって決定されるセットアップチャネルにお
いて使用できることが理解されなければならない。移動
体ユニットはセットアップチャネルにおいて使用される
異なる全コードの探索を開始する。
イロット信号による移動体ユニットの最初の同期のとき
に、移動体ユニットはそのセルサイトの適切なセットア
ップチャネルを探索する。セットアップチャネルは複数
の異なる予め定められたスペクトル拡散コードの１つを
使用するセルサイトによって送信される。本発明の実施
例において、21個の異なるコードが使用される。しかし
ながら、それより多い、或は少ないコードがシステムパ
ラメータによって決定されるセットアップチャネルにお
いて使用できることが理解されなければならない。移動
体ユニットはセットアップチャネルにおいて使用される
異なる全コードの探索を開始する。
移動体ユニットがそのセルサイトに適切なセットアッ
プコードを識別したとき、システム情報が受信され処理
される。移動体ユニットはさらに制御メッセージのため
にセットアップチャネルを監視する。１つのこのような
制御メッセージは通話がこの移動体ユニットへ伝送され
るのを待っていることを示す。
プコードを識別したとき、システム情報が受信され処理
される。移動体ユニットはさらに制御メッセージのため
にセットアップチャネルを監視する。１つのこのような
制御メッセージは通話がこの移動体ユニットへ伝送され
るのを待っていることを示す。
移動体ユニットは、パイロット信号を送信した隣接し
たセルサイトに対応するコードオフセットにおいて、受
信パイロットキャリア信号コードを連続的に走査する。
この走査は隣接したセルから生じたパイロット信号が最
初に最も強いと決定されたパイロット信号より強くなる
か否かを決定するために行われる。この通話のインアク
ティブモードにおいて、隣接したセルサイトのパイロッ
ト信号が最初のセルサイトが送信したパイロット信号よ
りも強くなった場合、移動体ユニットは新しいセルサイ
トのより強いパイロット信号および対応したセットアッ
プチャネルを獲得する。
たセルサイトに対応するコードオフセットにおいて、受
信パイロットキャリア信号コードを連続的に走査する。
この走査は隣接したセルから生じたパイロット信号が最
初に最も強いと決定されたパイロット信号より強くなる
か否かを決定するために行われる。この通話のインアク
ティブモードにおいて、隣接したセルサイトのパイロッ
ト信号が最初のセルサイトが送信したパイロット信号よ
りも強くなった場合、移動体ユニットは新しいセルサイ
トのより強いパイロット信号および対応したセットアッ
プチャネルを獲得する。
通話が開始されるときに、この通話中に使用するため
に疑似（PN）コードアドレスが決定される。コードアド
レスはセルサイトによって割当てられるか、或は移動体
ユニットの識別符号に基づいた前取決めによって決定さ
れる。通話が開始された後、移動体ユニットは隣接した
セル中に配置されたセルサイトによって送信されたパイ
ロット信号を連続的に走査する。パイロット信号走査は
隣接したセルサイト送信パイロット信号の１つが、移動
体ユニットが通信しているセルサイトによって送信され
たパイロット信号より強くなるかどうかを決定するため
に連続して行われる。隣接したセルに配置されたセルサ
イトによって送信されたパイロット信号が現在のセル中
のセルサイトによって送信されたパイロット信号より強
くなった場合、新しいセルに入り、ハンドオフが開始さ
れなければならないことを移動体ユニットに示す。この
パイロット信号強度決定に応答して、移動体ユニットは
制御メッセージを発生し、現在通話をサービスしている
セルサイトに伝送する。新しいセルサイト送信パイロッ
ト信号が現在のセルサイト送信パイロット信号より強い
ことを示すこの制御メッセージはシステム制御装置に供
給される。この制御メッセージは新しいセルサイトおよ
びPNコードを識別する情報をさらに含む。システム制御
装置に中継された制御メッセージは、識別された新しい
セルサイトへの移動体ユニットのハンドオフが開始され
るべきであると解釈される。
に疑似（PN）コードアドレスが決定される。コードアド
レスはセルサイトによって割当てられるか、或は移動体
ユニットの識別符号に基づいた前取決めによって決定さ
れる。通話が開始された後、移動体ユニットは隣接した
セル中に配置されたセルサイトによって送信されたパイ
ロット信号を連続的に走査する。パイロット信号走査は
隣接したセルサイト送信パイロット信号の１つが、移動
体ユニットが通信しているセルサイトによって送信され
たパイロット信号より強くなるかどうかを決定するため
に連続して行われる。隣接したセルに配置されたセルサ
イトによって送信されたパイロット信号が現在のセル中
のセルサイトによって送信されたパイロット信号より強
くなった場合、新しいセルに入り、ハンドオフが開始さ
れなければならないことを移動体ユニットに示す。この
パイロット信号強度決定に応答して、移動体ユニットは
制御メッセージを発生し、現在通話をサービスしている
セルサイトに伝送する。新しいセルサイト送信パイロッ
ト信号が現在のセルサイト送信パイロット信号より強い
ことを示すこの制御メッセージはシステム制御装置に供
給される。この制御メッセージは新しいセルサイトおよ
びPNコードを識別する情報をさらに含む。システム制御
装置に中継された制御メッセージは、識別された新しい
セルサイトへの移動体ユニットのハンドオフが開始され
るべきであると解釈される。
システム制御装置はハンドオフ処理を開始する。ハン
ドオフ中、ハンドオフ処理を経験する特定の移動体ユニ
ットのPNコードアドレスを変化させる必要はないことが
理解されなければならない。システム制御装置は新しい
セルサイトに配置されたモデムを通話に割当てることに
よってハンドオフを開始する。このモデムに移動体ユニ
ットと現在のセルサイトモデムとの間で通信している通
話と関連されたPNアドレスが与えられる。通話をサービ
スするように割当てられた新しいセルサイトモデムは移
動体ユニット送信信号を探索し、発見する。セルサイト
モデムはまたアウトバウンド信号を移動体ユニットに送
信し始める。移動体ユニットは新しいセルサイトによっ
て提供された信号およびセットアップチャネル情報にし
たがってこのアウトバウンド信号を探索する。
ドオフ中、ハンドオフ処理を経験する特定の移動体ユニ
ットのPNコードアドレスを変化させる必要はないことが
理解されなければならない。システム制御装置は新しい
セルサイトに配置されたモデムを通話に割当てることに
よってハンドオフを開始する。このモデムに移動体ユニ
ットと現在のセルサイトモデムとの間で通信している通
話と関連されたPNアドレスが与えられる。通話をサービ
スするように割当てられた新しいセルサイトモデムは移
動体ユニット送信信号を探索し、発見する。セルサイト
モデムはまたアウトバウンド信号を移動体ユニットに送
信し始める。移動体ユニットは新しいセルサイトによっ
て提供された信号およびセットアップチャネル情報にし
たがってこのアウトバウンド信号を探索する。
新しいセルサイトモデム送信信号が獲得されたとき
に、移動体ユニットはこの信号のリスニングに切替えら
れる。移動体ユニットはハンドオフが終了したことを示
す制御メッセージを送信する。制御メッセージは古いお
よび新しいセルサイトのモデムの一方または両方によっ
てシステム制御装置に与えられる。この制御メッセージ
に応答して、システム制御装置は新しいセルサイトモデ
ムに通話を切替え、一方古いセルサイトモデムを通る通
話を遮断する。古いセルサイトモデムは再割当てに利用
できる一群の空きモデムとなる。
に、移動体ユニットはこの信号のリスニングに切替えら
れる。移動体ユニットはハンドオフが終了したことを示
す制御メッセージを送信する。制御メッセージは古いお
よび新しいセルサイトのモデムの一方または両方によっ
てシステム制御装置に与えられる。この制御メッセージ
に応答して、システム制御装置は新しいセルサイトモデ
ムに通話を切替え、一方古いセルサイトモデムを通る通
話を遮断する。古いセルサイトモデムは再割当てに利用
できる一群の空きモデムとなる。
しかしながら、移動体ユニットが、セルサイト信号が
マルチパス信号である単一のセルサービス領域内にある
場合、対応したセルサイト送信信号は移動体ユニットで
受信される可能性がある他のセルサイトの送信信号より
強い。単一セル動作モードにおいて、探索受信機はマル
チパス信号を監視し、種々のマルチパスで受信された最
も強いものを識別する。探索受信機は移動体ユニット制
御プロセッサにこの情報を提供し、この移動体ユニット
制御プロセッサはこれらの最も強いパス上で信号を追跡
するようにデータ受信機に命令する。信号はそれらがダ
イバーシティ結合器に供給されるデータ受信機から出力
される。
マルチパス信号である単一のセルサービス領域内にある
場合、対応したセルサイト送信信号は移動体ユニットで
受信される可能性がある他のセルサイトの送信信号より
強い。単一セル動作モードにおいて、探索受信機はマル
チパス信号を監視し、種々のマルチパスで受信された最
も強いものを識別する。探索受信機は移動体ユニット制
御プロセッサにこの情報を提供し、この移動体ユニット
制御プロセッサはこれらの最も強いパス上で信号を追跡
するようにデータ受信機に命令する。信号はそれらがダ
イバーシティ結合器に供給されるデータ受信機から出力
される。
通話ハンドオフ中、種々のセルサイトとの移動体ユニ
ット通信はパスダイバーシティにさらされる。これらの
通信はまたダイバーシティ結合のために移動体ユニット
において複数の受信機によって処理される。さらに、種
々のセルサイトを通じて送信された信号はシステム制御
装置におけるダイバーシティ結合器において結合され
る。本発明はさらにハンドオフ以外のときにセルサイト
ダイバーシティモードとしてここで呼ばれているものを
許容する。このモードにおいて、移動体ユニットは進行
ベースで種々のセルサイトと通信することが許容され
る。
ット通信はパスダイバーシティにさらされる。これらの
通信はまたダイバーシティ結合のために移動体ユニット
において複数の受信機によって処理される。さらに、種
々のセルサイトを通じて送信された信号はシステム制御
装置におけるダイバーシティ結合器において結合され
る。本発明はさらにハンドオフ以外のときにセルサイト
ダイバーシティモードとしてここで呼ばれているものを
許容する。このモードにおいて、移動体ユニットは進行
ベースで種々のセルサイトと通信することが許容され
る。
セルサイトダイバーシティモードにおいて、２つセル
サイトにより処理されている通話を参照して先に説明し
たように、通話は中間状態をとることができる。本発明
の移動体電話を参照してここに示された実施例におい
て、トータルで３つの復調プロセッサまたは受信機が使
用される。受信機の１つは走査機能にために使用され、
一方２つの別の受信機は２チャネルダイバーシティ受信
機として使用される。単一セルにおける動作中、走査受
信機は移動体ユニットへマルチパス上を進むセルサイト
受信信号を発見しようと試みる。これらのマルチパス信
号は典型的に地勢、ビルディングまたは他の信号障害物
からの信号の反射によって生成される。２つ以上のこの
ような反射が発見されたとき、２つの受信機は２つの最
も強いパスに割当てられる。走査受信機はマルチパスを
連続的に評価して、パス状態が変化したときに２つの最
も強いパス上の信号と２つの受信機の同期を維持する。
サイトにより処理されている通話を参照して先に説明し
たように、通話は中間状態をとることができる。本発明
の移動体電話を参照してここに示された実施例におい
て、トータルで３つの復調プロセッサまたは受信機が使
用される。受信機の１つは走査機能にために使用され、
一方２つの別の受信機は２チャネルダイバーシティ受信
機として使用される。単一セルにおける動作中、走査受
信機は移動体ユニットへマルチパス上を進むセルサイト
受信信号を発見しようと試みる。これらのマルチパス信
号は典型的に地勢、ビルディングまたは他の信号障害物
からの信号の反射によって生成される。２つ以上のこの
ような反射が発見されたとき、２つの受信機は２つの最
も強いパスに割当てられる。走査受信機はマルチパスを
連続的に評価して、パス状態が変化したときに２つの最
も強いパス上の信号と２つの受信機の同期を維持する。
セルサイトダイバーシティモードにおいて、各セルサ
イトからの最も強い２つのパスは探索受信機によって決
定される。２つの受信機は最初のセルサイトおよび新し
いセルサイトから利用できるパスの最も強い２つのパス
の信号を復調するように割当てられる。データ復調処理
はダイバーシティ組合せ動作において、これらの受信機
の両方からの情報を使用する。このダイバーシティ組合
せ動作の結果は、マルチパスセルラ電話環境において生
じ得る有害なフェージングに対する大きく改良された抵
抗性を与える。
イトからの最も強い２つのパスは探索受信機によって決
定される。２つの受信機は最初のセルサイトおよび新し
いセルサイトから利用できるパスの最も強い２つのパス
の信号を復調するように割当てられる。データ復調処理
はダイバーシティ組合せ動作において、これらの受信機
の両方からの情報を使用する。このダイバーシティ組合
せ動作の結果は、マルチパスセルラ電話環境において生
じ得る有害なフェージングに対する大きく改良された抵
抗性を与える。
本発明は移動体セルラ電話システムにおける通信の品
質および信頼性を大きく進展させるダイバーシティ組合
せを使用する。本発明において、最大比の組合せの形態
が使用される。信号対雑音比は相応して荷重される２つ
のパスからの影響と組合せられた両パスに対して決定さ
れる。組合せは、パイロット信号復調が各パスの位相を
決定させるためコヒーレントである。
質および信頼性を大きく進展させるダイバーシティ組合
せを使用する。本発明において、最大比の組合せの形態
が使用される。信号対雑音比は相応して荷重される２つ
のパスからの影響と組合せられた両パスに対して決定さ
れる。組合せは、パイロット信号復調が各パスの位相を
決定させるためコヒーレントである。
移動体ユニットから２つのセルサイトまでのパスにお
いて、両セルサイトに移動体ユニット送信信号を復調さ
せることによってもパスダイバーシティ受信が得られ
る。両セルサイトは、セルサイト受信機における信号品
質の指示と共にシステム制御装置にそれらの復調された
データ信号を転送する。システム制御装置は移動体ユニ
ット信号のうちの２つの信号を結合し、最高の品質表示
を持つ信号を選択する。良好なダイバーシティ組合せ処
理が使用できるようにするためにデコードされない、ま
たは復調されていない信号をシステム制御装置に送信す
ることができることが理解されなければならない。
いて、両セルサイトに移動体ユニット送信信号を復調さ
せることによってもパスダイバーシティ受信が得られ
る。両セルサイトは、セルサイト受信機における信号品
質の指示と共にシステム制御装置にそれらの復調された
データ信号を転送する。システム制御装置は移動体ユニ
ット信号のうちの２つの信号を結合し、最高の品質表示
を持つ信号を選択する。良好なダイバーシティ組合せ処
理が使用できるようにするためにデコードされない、ま
たは復調されていない信号をシステム制御装置に送信す
ることができることが理解されなければならない。
システム制御装置は新しいセルサイトにおけるモデム
に通話を接続することによって応答する。システム制御
装置は２つのセルサイトによって受信された信号のダイ
バーシティ組合せを実行し、一方移動体ユニットは２つ
のセルサイトから受信された信号のダイバーシティ組合
せを行う。セルサイトダイバーシティモードは、両セル
サイトから受信された信号が良好な品質の復調を許容す
るのに十分なレベルである限り連続する。
に通話を接続することによって応答する。システム制御
装置は２つのセルサイトによって受信された信号のダイ
バーシティ組合せを実行し、一方移動体ユニットは２つ
のセルサイトから受信された信号のダイバーシティ組合
せを行う。セルサイトダイバーシティモードは、両セル
サイトから受信された信号が良好な品質の復調を許容す
るのに十分なレベルである限り連続する。
移動体ユニットは他のセルサイトから送信された信号
の探索を継続する。第３のセルサイト送信信号が最初の
２つのセルサイト信号の一方より強くなる場合、制御メ
ッセージが少なくとも１つの現在のセルサイトを介して
移動体ユニットによってシステム制御装置に送信され
る。制御メッセージはハンドオフに対するこのセルサイ
トの識別符号および要求を示す。システム制御装置は３
つのうち最も弱いセルサイト信号を介して通信される通
話を遮断し、一方２つの最も強いセルサイトを介して通
話を提供する。移動体ユニットが３つの受信機のような
付加的な受信機を具備するならば、３重セルサイトダイ
バーシティモードが行われる。
の探索を継続する。第３のセルサイト送信信号が最初の
２つのセルサイト信号の一方より強くなる場合、制御メ
ッセージが少なくとも１つの現在のセルサイトを介して
移動体ユニットによってシステム制御装置に送信され
る。制御メッセージはハンドオフに対するこのセルサイ
トの識別符号および要求を示す。システム制御装置は３
つのうち最も弱いセルサイト信号を介して通信される通
話を遮断し、一方２つの最も強いセルサイトを介して通
話を提供する。移動体ユニットが３つの受信機のような
付加的な受信機を具備するならば、３重セルサイトダイ
バーシティモードが行われる。
セルサイトダイバーシティモードは、１つのセルサイ
トだけが品質復調のために適切な信号を供給することを
移動体ユニットが決定したときに終了される。移動体ユ
ニットはセルサイトダイバーシティモードの終了の際に
通信で残っているセルサイトを示す制御メッセージを送
る。セルサイトダイバーシティモードはまた、この動作
モードに対する全移動体ユニット要求をサポートするた
めに利用できるモデム数が不十分なためにシステムが過
負荷となる場合に、システム制御装置によって終了され
る。論じられたようなセルサイトダイバーシティモード
は、セルサイトダイバーシティモードで動作する移動体
ユニットでなされた決定によって行われる。しかしなが
ら、セルサイトダイバーシティモードはシステム制御装
置においてなされたこのモードでの動作に対する決定に
より行われることができることが理解されなければなら
ない。セルサイト受信機は上記の複数の受信機構造を使
用して、1PNチップ差遅延より大きい遅延で進行して移
動体ユニットからセルサイトに複数の信号が到達したと
きにダイバーシティ受信を行うことができることも理解
しなければならない。
トだけが品質復調のために適切な信号を供給することを
移動体ユニットが決定したときに終了される。移動体ユ
ニットはセルサイトダイバーシティモードの終了の際に
通信で残っているセルサイトを示す制御メッセージを送
る。セルサイトダイバーシティモードはまた、この動作
モードに対する全移動体ユニット要求をサポートするた
めに利用できるモデム数が不十分なためにシステムが過
負荷となる場合に、システム制御装置によって終了され
る。論じられたようなセルサイトダイバーシティモード
は、セルサイトダイバーシティモードで動作する移動体
ユニットでなされた決定によって行われる。しかしなが
ら、セルサイトダイバーシティモードはシステム制御装
置においてなされたこのモードでの動作に対する決定に
より行われることができることが理解されなければなら
ない。セルサイト受信機は上記の複数の受信機構造を使
用して、1PNチップ差遅延より大きい遅延で進行して移
動体ユニットからセルサイトに複数の信号が到達したと
きにダイバーシティ受信を行うことができることも理解
しなければならない。
本発明は、マルチパス信号をコヒーレントに結合する
ことによって信号フェージングの減少に関して通常のセ
ルラ電話システムに対する実質的な改良を提供する。
ことによって信号フェージングの減少に関して通常のセ
ルラ電話システムに対する実質的な改良を提供する。
図面の簡単な説明 本発明の特徴および利点は図面を参照した部分に付さ
れている以下の詳細な説明からさらに明らかになるであ
ろう。図において同じ参照符号は対応している。
れている以下の詳細な説明からさらに明らかになるであ
ろう。図において同じ参照符号は対応している。
図１は本発明の１実施例のCDMAセルラ電話システムの
概略全体図である。
概略全体図である。
図２はCDMAセルラ電話システムにおけるCDMA通信に対
して構成された移動体ユニット電話機のブロック図であ
る。
して構成された移動体ユニット電話機のブロック図であ
る。
図３はCDMAセルラ電話システムにおけるセルサイト装
置のブロック図である。
置のブロック図である。
図４は移動体電話スイッチング局装置のブロック図で
ある。
ある。
好ましい実施例の詳細な説明 本発明の１実施例の電話システムが図１に示されてい
る。図１に示されたシステムはシステム移動体ユニット
または移動体電話機間の通信においてCDMA変調技術を使
用する。大都市のセルシステムは数千の移動体電話機の
うち数百をサービスする数百のセルサイトステーション
を有する。CDMA技術の使用は通常のFM変調セルシステム
と比較してこの大きさのシステムにおけるユーザ容量を
容易に高める。
る。図１に示されたシステムはシステム移動体ユニット
または移動体電話機間の通信においてCDMA変調技術を使
用する。大都市のセルシステムは数千の移動体電話機の
うち数百をサービスする数百のセルサイトステーション
を有する。CDMA技術の使用は通常のFM変調セルシステム
と比較してこの大きさのシステムにおけるユーザ容量を
容易に高める。
図１において、システム制御装置およびスイッチ10は
また移動体電話スイッチング局（MTSO）と呼ばれ、典型
的にセルサイトにシステム制御を提供するようにインタ
ーフェイスおよび処理回路を含む。制御装置10はまた適
切な移動体ユニットへの送信のために公衆電話交換回路
網（PSTN）から適切なセルサイトへの電話通話のルーテ
ィングを制御する。制御装置10はまた少なくとも１つの
セルサイトを介して移動体ユニットからPSTNへの通話の
ルーティングを制御する。制御装置10は、このような移
動体ユニットが典型的に互いに直接通信しないために、
適切なセルサイトステーションを介して移動体ユーザ間
の通話を導く。
また移動体電話スイッチング局（MTSO）と呼ばれ、典型
的にセルサイトにシステム制御を提供するようにインタ
ーフェイスおよび処理回路を含む。制御装置10はまた適
切な移動体ユニットへの送信のために公衆電話交換回路
網（PSTN）から適切なセルサイトへの電話通話のルーテ
ィングを制御する。制御装置10はまた少なくとも１つの
セルサイトを介して移動体ユニットからPSTNへの通話の
ルーティングを制御する。制御装置10は、このような移
動体ユニットが典型的に互いに直接通信しないために、
適切なセルサイトステーションを介して移動体ユーザ間
の通話を導く。
制御装置10は専用の電話線、光ファイバリンクのよう
な種々の手段またはマイクロ波通信リンクによってセル
サイトに結合される。図１において、セルラ電話機をそ
れぞれ含む移動体ユニット16および18と共に２つのこの
ような例示的セルサイト12および14が示されている。矢
印20a−20bおよび22a−22bはそれぞれセルサイト12と移
動体ユニット16および18との間において可能な通信リン
クを限定する。同様にして、矢印24a−24bおよび26a−2
6bはそれぞれセルサイト14と移動体ユニット16および18
との間において可能な通信リンクを規定する。セルサイ
ト12および14は通常等しい電力を使用して送信する。
な種々の手段またはマイクロ波通信リンクによってセル
サイトに結合される。図１において、セルラ電話機をそ
れぞれ含む移動体ユニット16および18と共に２つのこの
ような例示的セルサイト12および14が示されている。矢
印20a−20bおよび22a−22bはそれぞれセルサイト12と移
動体ユニット16および18との間において可能な通信リン
クを限定する。同様にして、矢印24a−24bおよび26a−2
6bはそれぞれセルサイト14と移動体ユニット16および18
との間において可能な通信リンクを規定する。セルサイ
ト12および14は通常等しい電力を使用して送信する。
セルサイトサービス領域またはセルは、移動体ユニッ
トが通常１つのセルサイトに最も近くなるような幾何学
的な形状に設計されている。移動体ユニットは空き、す
なわち実行されている通話がないとき、付近の各セルサ
イトからのパイロット信号送信を絶えず監視する。図１
に示されているようにパイロット信号はそれぞれ各セル
サイト12および14によって通信リンク20aおよび26aで移
動体ユニット16に送信される。移動体ユニットは、これ
らの特定のセルサイトから送信されたパイロット信号の
信号強度を比較することによって自己が存在するのがど
のセルかを決定する。
トが通常１つのセルサイトに最も近くなるような幾何学
的な形状に設計されている。移動体ユニットは空き、す
なわち実行されている通話がないとき、付近の各セルサ
イトからのパイロット信号送信を絶えず監視する。図１
に示されているようにパイロット信号はそれぞれ各セル
サイト12および14によって通信リンク20aおよび26aで移
動体ユニット16に送信される。移動体ユニットは、これ
らの特定のセルサイトから送信されたパイロット信号の
信号強度を比較することによって自己が存在するのがど
のセルかを決定する。
移動体ユニット16はセルサイト12および14によってパ
ス20aおよび26a上で送信されたパイロット信号中の総受
信電力を測定する。同様にして、移動体ユニット18はセ
ルサイト12および14によってパス22aおよび24a上で送信
されたパイロット信号中の総受信電力を測定する。各移
動体ユニット16および18において、パイロット信号電力
は受信機中で測定され、信号は広帯域信号である。した
がって、この電力測定は疑似雑音（PN）スペクトル拡散
信号と受信信号の相関の前に行われる。
ス20aおよび26a上で送信されたパイロット信号中の総受
信電力を測定する。同様にして、移動体ユニット18はセ
ルサイト12および14によってパス22aおよび24a上で送信
されたパイロット信号中の総受信電力を測定する。各移
動体ユニット16および18において、パイロット信号電力
は受信機中で測定され、信号は広帯域信号である。した
がって、この電力測定は疑似雑音（PN）スペクトル拡散
信号と受信信号の相関の前に行われる。
移動体ユニット16がセルサイト12に近い場合、受信さ
れた信号電力はパス20a上を進行している信号が優位を
占める。移動体ユニット16がセルサイト14に近い場合、
受信された信号電力はパス26a上を進行している信号が
優位を占める。同様にして移動体ユニット18がセルサイ
ト14に近い場合、受信された電力はパス24a上の信号が
優位を占める。移動体ユニット18がセルサイト12に近い
場合、受信された電力はパス22a上を進行する信号が優
位を占める。
れた信号電力はパス20a上を進行している信号が優位を
占める。移動体ユニット16がセルサイト14に近い場合、
受信された信号電力はパス26a上を進行している信号が
優位を占める。同様にして移動体ユニット18がセルサイ
ト14に近い場合、受信された電力はパス24a上の信号が
優位を占める。移動体ユニット18がセルサイト12に近い
場合、受信された電力はパス22a上を進行する信号が優
位を占める。
各移動体ユニット16および18は、最も近いセルサイト
に対するパス損失を評価するときに、セルサイト送信電
力および移動体ユニットアンテナ利得と共に結果的とし
て得られる測定値を使用する。移動体アンテナ利得およ
びセルサイトG/T（受信機雑音レベルＴで除算された受
信アンテナ利得Ｇ）の知識と共に評価されたパス損失
は、セルサイト受信機における所望のキャリア対雑音比
を得るために要求される公称送信機電力を決定するため
に使用される。セルサイトパラメータの移動体ユニット
による知識は、特定のセルサイトに対して公称的な状態
以外を示すために、メモリにおいて固定されるか或はセ
ットアップチャネルのようなセルサイト情報放送信号で
送信される。
に対するパス損失を評価するときに、セルサイト送信電
力および移動体ユニットアンテナ利得と共に結果的とし
て得られる測定値を使用する。移動体アンテナ利得およ
びセルサイトG/T（受信機雑音レベルＴで除算された受
信アンテナ利得Ｇ）の知識と共に評価されたパス損失
は、セルサイト受信機における所望のキャリア対雑音比
を得るために要求される公称送信機電力を決定するため
に使用される。セルサイトパラメータの移動体ユニット
による知識は、特定のセルサイトに対して公称的な状態
以外を示すために、メモリにおいて固定されるか或はセ
ットアップチャネルのようなセルサイト情報放送信号で
送信される。
図１に示された例において、移動体ユニット16はセル
サイト12に最も近いと考えられる。移動体ユニット16が
通話を開始するとき、制御メッセージは最も近いセルサ
イトであるセルサイト12に送信される。セルサイト12が
通話要求メッセージを受信するとシステム制御装置10に
信号を送り、通話の電話番号を伝送する。システム制御
装置10はPSTNを通して意図された受信者に通話を接続す
る。
サイト12に最も近いと考えられる。移動体ユニット16が
通話を開始するとき、制御メッセージは最も近いセルサ
イトであるセルサイト12に送信される。セルサイト12が
通話要求メッセージを受信するとシステム制御装置10に
信号を送り、通話の電話番号を伝送する。システム制御
装置10はPSTNを通して意図された受信者に通話を接続す
る。
通話がPSTN内において開始されるならば、制御装置10
は領域中の全てのセルサイトに通話情報を送信する。そ
れに応じてセルサイトは移動体ユニットの目的の受信者
にページングメッセージを送信する。移動体ユニットが
ページメッセージを聞くと、それは最も近いセルサイト
に送信される制御メッセージによって応答する。この制
御メッセージは、この特定のセルサイトが移動体ユニッ
トと通信していることをシステム制御装置に通知する。
その後、制御装置10はこのセルサイトを通じて移動体ユ
ニットに通話をルーティングする。
は領域中の全てのセルサイトに通話情報を送信する。そ
れに応じてセルサイトは移動体ユニットの目的の受信者
にページングメッセージを送信する。移動体ユニットが
ページメッセージを聞くと、それは最も近いセルサイト
に送信される制御メッセージによって応答する。この制
御メッセージは、この特定のセルサイトが移動体ユニッ
トと通信していることをシステム制御装置に通知する。
その後、制御装置10はこのセルサイトを通じて移動体ユ
ニットに通話をルーティングする。
移動体ユニット16が最初のセルサイト12のカバレージ
領域の外に移動したならば、別のセルサイトを通して通
話をルーティングすることによって通話を継続するよう
に試みられる。ハンドオフ処理において、通話のハンド
オフを開始する、すなわち別のセルサイトを通してルー
ティングするのには２つの異なる方法がある。
領域の外に移動したならば、別のセルサイトを通して通
話をルーティングすることによって通話を継続するよう
に試みられる。ハンドオフ処理において、通話のハンド
オフを開始する、すなわち別のセルサイトを通してルー
ティングするのには２つの異なる方法がある。
セルサイト開始メッセージと呼ばれる第１の方法は、
現在使用されている原形の第１世代アナログセルラ電話
システムにおいて使用されるハンドオフ方法に類似して
いる。セルサイト開始方法において、最初のセルサイト
であるセルサイト12は移動体ユニット16によって送信さ
れた信号があるしきい値レベルの下になることを認知す
る。セルサイト12はシステム制御装置10にハンドオフ要
求を送信する。制御装置10はセルサイト14を含む全ての
隣接したセルサイトに要求を中継する。制御装置の送信
要求は移動体ユニット16によって使用されるPNコードシ
ーケンスを含むチャネルに関連した情報を含む。セルサ
イト14は移動体ユニットによって使用されているチャネ
ルに受信機を切替え、典型的にデジタル技術を使用して
信号強度を測定する。セルサイト14の受信機が最初のセ
ルサイトが報告した信号強度より強い信号を報告した場
合、ハンドオフはこのセルサイトに対して行われる。
現在使用されている原形の第１世代アナログセルラ電話
システムにおいて使用されるハンドオフ方法に類似して
いる。セルサイト開始方法において、最初のセルサイト
であるセルサイト12は移動体ユニット16によって送信さ
れた信号があるしきい値レベルの下になることを認知す
る。セルサイト12はシステム制御装置10にハンドオフ要
求を送信する。制御装置10はセルサイト14を含む全ての
隣接したセルサイトに要求を中継する。制御装置の送信
要求は移動体ユニット16によって使用されるPNコードシ
ーケンスを含むチャネルに関連した情報を含む。セルサ
イト14は移動体ユニットによって使用されているチャネ
ルに受信機を切替え、典型的にデジタル技術を使用して
信号強度を測定する。セルサイト14の受信機が最初のセ
ルサイトが報告した信号強度より強い信号を報告した場
合、ハンドオフはこのセルサイトに対して行われる。
ハンドオフを開始する第２の方法は移動体開始ハンド
オフと呼ばれる。移動体ユニットは、他の機能を実行す
ることに加えて隣接したセルサイト12および14のパイロ
ット信号送信を走査するために使用される探索受信機を
具備する。セルサイト14のパイロット信号がセルサイト
12のパイロット信号より強いことが認められた場合、移
動体ユニット16は現在のセルサイトであるセルサイト12
に制御メッセージを送信する。この制御メッセージは、
このセルサイトのハンドオフを要求する情報に加えて、
より大きい信号強度のセルサイトを識別する情報を含
む。セルサイト12は制御装置10にこの制御メッセージを
送信する。
オフと呼ばれる。移動体ユニットは、他の機能を実行す
ることに加えて隣接したセルサイト12および14のパイロ
ット信号送信を走査するために使用される探索受信機を
具備する。セルサイト14のパイロット信号がセルサイト
12のパイロット信号より強いことが認められた場合、移
動体ユニット16は現在のセルサイトであるセルサイト12
に制御メッセージを送信する。この制御メッセージは、
このセルサイトのハンドオフを要求する情報に加えて、
より大きい信号強度のセルサイトを識別する情報を含
む。セルサイト12は制御装置10にこの制御メッセージを
送信する。
移動体開始ハンドオフ方法は、セルサイト開始ハンド
オフ方法にまさる種々の利点を有する。移動体ユニット
は、セルサイトが行うことができるより速く小さい努力
でそれ自身と種々の隣接したセルサイトとの間のパスに
おける変化を認識する。しかしながら、移動体開始ハン
ドオフを実行するために各移動体ユニットは走査機能を
実行するために探索受信機を具備していなければならな
い。CDMA通信能力を持つ移動体ユニットのここに記載さ
れた実施例において、探索受信機はその存在を要求する
付加的な機能を有している。
オフ方法にまさる種々の利点を有する。移動体ユニット
は、セルサイトが行うことができるより速く小さい努力
でそれ自身と種々の隣接したセルサイトとの間のパスに
おける変化を認識する。しかしながら、移動体開始ハン
ドオフを実行するために各移動体ユニットは走査機能を
実行するために探索受信機を具備していなければならな
い。CDMA通信能力を持つ移動体ユニットのここに記載さ
れた実施例において、探索受信機はその存在を要求する
付加的な機能を有している。
移動体ユニット16がセルサイト14のカバレージ領域内
にあり、セルサイト14の送信信号が最も強い場合、移動
体ユニット16の探索受信機は複数のデータ送信機におけ
る処理のために最も強い強度のマルチパス信号を使用す
る。
にあり、セルサイト14の送信信号が最も強い場合、移動
体ユニット16の探索受信機は複数のデータ送信機におけ
る処理のために最も強い強度のマルチパス信号を使用す
る。
移動体ユニット16が開始セルサイトであるセルサイト
12のカバレージ領域外に移動した場合、別のセルサイト
を通して通話をルーティングすることによって通話を連
続することが試みられる。セルサイトダイバーシティモ
ードにおいて、通話は複数のセルサイトを通してルーテ
ィングされる。本発明のダイバーシティ受信機システム
の使用は、移動体ユニット16とセルサイト12,14および
種々の別のセルサイトとの間の通信を可能にする。
12のカバレージ領域外に移動した場合、別のセルサイト
を通して通話をルーティングすることによって通話を連
続することが試みられる。セルサイトダイバーシティモ
ードにおいて、通話は複数のセルサイトを通してルーテ
ィングされる。本発明のダイバーシティ受信機システム
の使用は、移動体ユニット16とセルサイト12,14および
種々の別のセルサイトとの間の通信を可能にする。
図２は例示的なセルラ電話用移動体ユニットをブロッ
ク図の形態で示す。移動体ユニットは送受切替器32を通
じてアナログ受信機34および送信電力増幅器36に結合さ
れたアンテナ30を含む。アンテナ30および送受切替器32
は標準的な設計であり、単一のアンテナを通じて同時的
な送信および受信を許容する。アンテナ30は送信された
信号を受信し、送受切替器32を通じてアナログ受信機34
にそれらを供給する。受信機34は、典型的に増幅および
IF周波数への周波数ダウンコンバートのために、850MHz
周波数帯域であるRF周波数信号を送受切替器32から受信
する。この変換処理は、セルラ電話周波数帯域全体の受
信周波数帯域内の任意の周波数に受信機を調整すること
を可能にする標準設計の周波数シンセサイザを使用して
達成される。
ク図の形態で示す。移動体ユニットは送受切替器32を通
じてアナログ受信機34および送信電力増幅器36に結合さ
れたアンテナ30を含む。アンテナ30および送受切替器32
は標準的な設計であり、単一のアンテナを通じて同時的
な送信および受信を許容する。アンテナ30は送信された
信号を受信し、送受切替器32を通じてアナログ受信機34
にそれらを供給する。受信機34は、典型的に増幅および
IF周波数への周波数ダウンコンバートのために、850MHz
周波数帯域であるRF周波数信号を送受切替器32から受信
する。この変換処理は、セルラ電話周波数帯域全体の受
信周波数帯域内の任意の周波数に受信機を調整すること
を可能にする標準設計の周波数シンセサイザを使用して
達成される。
IF信号は好ましい実施例においてほぼ1.25MHzの帯域
幅である表面音波（SAW）バンドパスフィルタを通され
る。SAWフィルタの特性は、セルサイトによって送信さ
れた信号の波形と整合するように選択され、この送信信
号波形は好ましい実施例において1.25MHzである予め定
められたレートでクロックされたPNシーケンスによって
変調された直接シーケンススペクトル拡散を有する。こ
のクロックレートは、16Kbps,9.6Kbpsおよび4.8Kbpsの
ような多数の共通のデータレートの整数倍であるように
選択される。
幅である表面音波（SAW）バンドパスフィルタを通され
る。SAWフィルタの特性は、セルサイトによって送信さ
れた信号の波形と整合するように選択され、この送信信
号波形は好ましい実施例において1.25MHzである予め定
められたレートでクロックされたPNシーケンスによって
変調された直接シーケンススペクトル拡散を有する。こ
のクロックレートは、16Kbps,9.6Kbpsおよび4.8Kbpsの
ような多数の共通のデータレートの整数倍であるように
選択される。
アナログ受信機34はまた移動体ユニットの送信電力を
調節する電力制御機能を実行する。受信機34は、送信電
力制御回路38に供給されるアナログ電力制御信号を発生
する。
調節する電力制御機能を実行する。受信機34は、送信電
力制御回路38に供給されるアナログ電力制御信号を発生
する。
アナログ受信機34はまた、好ましい実施例において正
確にPNチップレートの８倍である9.216MHzのクロック速
度で生じる変換によりIF信号をデジタル信号に変換する
アナログデジタル（A/D）変換器（示されていない）を
具備する。デジタル化された信号は２つ以上の信号プロ
セッサすなわち受信機のそれぞれに供給され、それらの
一方は探索受信機であり、残りのものはデータ受信機で
ある。
確にPNチップレートの８倍である9.216MHzのクロック速
度で生じる変換によりIF信号をデジタル信号に変換する
アナログデジタル（A/D）変換器（示されていない）を
具備する。デジタル化された信号は２つ以上の信号プロ
セッサすなわち受信機のそれぞれに供給され、それらの
一方は探索受信機であり、残りのものはデータ受信機で
ある。
図２において、受信機34から出力されたデジタル化さ
れた信号はデジタルデータ受信機40および42、並びに探
索受信機44に供給される。安価な低い特性の移動体ユニ
ットは単一のデータ受信機だけを有し、一方高い特性の
ユニットはダイバーシティ受信を行うために２つ以上有
していてもよいことが理解されるべきである。
れた信号はデジタルデータ受信機40および42、並びに探
索受信機44に供給される。安価な低い特性の移動体ユニ
ットは単一のデータ受信機だけを有し、一方高い特性の
ユニットはダイバーシティ受信を行うために２つ以上有
していてもよいことが理解されるべきである。
デジタル化されたIF信号は、現在および全ての隣接し
たセルサイトによって送信されたパイロットキャリアと
共に多数のオンゴーイング通話の信号を含んでいる。受
信機40および42の機能は適切なPNシーケンスとIFサンプ
ルを相関することである。この相関処理は“処理利得”
として技術的に良く知られた特性を提供し、これは適切
なPNシーケンスと整合する信号の信号対干渉比を高める
一方、他の信号を高めない。相関出力は、キャリア位相
基準のような最も近いセルサイトからのパイロットキャ
リアを使用して同期的に検出される。この検出処理の結
果はエンコードされたデータシンボルのシーケンスであ
る。
たセルサイトによって送信されたパイロットキャリアと
共に多数のオンゴーイング通話の信号を含んでいる。受
信機40および42の機能は適切なPNシーケンスとIFサンプ
ルを相関することである。この相関処理は“処理利得”
として技術的に良く知られた特性を提供し、これは適切
なPNシーケンスと整合する信号の信号対干渉比を高める
一方、他の信号を高めない。相関出力は、キャリア位相
基準のような最も近いセルサイトからのパイロットキャ
リアを使用して同期的に検出される。この検出処理の結
果はエンコードされたデータシンボルのシーケンスであ
る。
本発明において使用されるようなPNシーケンスの特性
は、マルチパス信号に対して識別が行われることであ
る。信号が２以上のパスを通過した後移動体受信機に到
達したとき、信号の受信時間において差が生じる。この
受信時間差は光速で除算された距離の差に対応する。こ
の時間差が１マイクロ秒を越えた場合、相関処理はパス
の１つを識別する。受信機は最初または後のパスを追跡
して受信するか否かを選択することができる。受信機40
および42のような２つの受信機が設けられた場合、２つ
の独立したパスを並列に追跡することができる。
は、マルチパス信号に対して識別が行われることであ
る。信号が２以上のパスを通過した後移動体受信機に到
達したとき、信号の受信時間において差が生じる。この
受信時間差は光速で除算された距離の差に対応する。こ
の時間差が１マイクロ秒を越えた場合、相関処理はパス
の１つを識別する。受信機は最初または後のパスを追跡
して受信するか否かを選択することができる。受信機40
および42のような２つの受信機が設けられた場合、２つ
の独立したパスを並列に追跡することができる。
制御プロセッサ46の制御の下の探索受信機44は、同じ
セルサイトからの別のマルチパスパイロット信号に対し
て、および別のセルサイトから送信されたパイロット信
号に対して、セルサイトの受信パイロット信号のほぼ公
称時間で時間ドメインを連続的に走査するためのもので
ある。探索受信機44は公称時間以外の時間における所望
の波形の任意の受信の強度を測定する。探索受信機44は
受信信号の信号強度を比較する。探索受信機44は複数の
最も強い信号と相対的な時間関係とを示す信号強度信号
を制御プロセッサ46に供給する。
セルサイトからの別のマルチパスパイロット信号に対し
て、および別のセルサイトから送信されたパイロット信
号に対して、セルサイトの受信パイロット信号のほぼ公
称時間で時間ドメインを連続的に走査するためのもので
ある。探索受信機44は公称時間以外の時間における所望
の波形の任意の受信の強度を測定する。探索受信機44は
受信信号の信号強度を比較する。探索受信機44は複数の
最も強い信号と相対的な時間関係とを示す信号強度信号
を制御プロセッサ46に供給する。
プロセッサ46は、複数の最も強い信号の異なるものを
それぞれ処理するデジタルデータ受信機40および42に制
御信号を供給する。別のセルサイトの送信パイロット信
号が現在のセルサイト信号強度より大きい信号強度を持
つ場合がある。そのときには制御プロセッサ46はより強
いパイロット信号に対応したセルサイトへの通話の転送
を要求する制御メッセージを発生し、現在のセルサイト
を介してシステム制御装置へ送信する。したがって、受
信機40および42は２つの異なるセルサイトを通して通話
を処理する。
それぞれ処理するデジタルデータ受信機40および42に制
御信号を供給する。別のセルサイトの送信パイロット信
号が現在のセルサイト信号強度より大きい信号強度を持
つ場合がある。そのときには制御プロセッサ46はより強
いパイロット信号に対応したセルサイトへの通話の転送
を要求する制御メッセージを発生し、現在のセルサイト
を介してシステム制御装置へ送信する。したがって、受
信機40および42は２つの異なるセルサイトを通して通話
を処理する。
データ受信機40および42の出力はダイバーシティ結合
器およびデコーダ回路48に供給される。回路48内に含ま
れるダイバーシティ結合器回路は、受信信号の２つのス
トリームのタイミングを調節して整列させてそれらを加
算する。この加算処理は２つのストリームの相対信号強
度に対応した数により２つのストリームを乗算すること
によって進められる。この動作は最大率ダイバーシティ
結合器と考えられることができる。結果的に得られる結
合された信号ストリームは回路48内にも含まれるフォワ
ードストリームエラー検出デコーダを使用してデコード
される。
器およびデコーダ回路48に供給される。回路48内に含ま
れるダイバーシティ結合器回路は、受信信号の２つのス
トリームのタイミングを調節して整列させてそれらを加
算する。この加算処理は２つのストリームの相対信号強
度に対応した数により２つのストリームを乗算すること
によって進められる。この動作は最大率ダイバーシティ
結合器と考えられることができる。結果的に得られる結
合された信号ストリームは回路48内にも含まれるフォワ
ードストリームエラー検出デコーダを使用してデコード
される。
実施例において、畳み込みエンコーディングが使用さ
れる。畳み込みエンコーディングは束縛長９およびコー
ドレート1/3を有する。すなわち送信されるべき情報ビ
ット毎に対して、３つのエンコードされたシンボルが生
成され送信される。このタイプのコードに対する最適の
デコーダは、軟判定ビタビアルゴリズムデコーダ設計で
ある。結果的に得られるデコードされた情報ビットはユ
ーザデジタルベースバンド回路50に送られる。
れる。畳み込みエンコーディングは束縛長９およびコー
ドレート1/3を有する。すなわち送信されるべき情報ビ
ット毎に対して、３つのエンコードされたシンボルが生
成され送信される。このタイプのコードに対する最適の
デコーダは、軟判定ビタビアルゴリズムデコーダ設計で
ある。結果的に得られるデコードされた情報ビットはユ
ーザデジタルベースバンド回路50に送られる。
ベースバンド回路50は典型的にデジタルボコーダ（示
されていない）を含む。ベースバンド回路50はさらにハ
ンドセットまたは任意の他のタイプの周辺装置を備えた
インターフェイスとして機能する。ベースバンド回路50
は種々の異なるボコーダ設計に適合する。ベースバンド
回路50は回路48から供給された情報にしたがってユーザ
に出力情報信号を供給する。
されていない）を含む。ベースバンド回路50はさらにハ
ンドセットまたは任意の他のタイプの周辺装置を備えた
インターフェイスとして機能する。ベースバンド回路50
は種々の異なるボコーダ設計に適合する。ベースバンド
回路50は回路48から供給された情報にしたがってユーザ
に出力情報信号を供給する。
典型的にハンドセットにより与えられるユーザアナロ
グ音声信号は入力としてベースバンド回路50に供給され
る。ベースバンド回路50は、アナログ信号をデジタル形
態に変換するアナログデジタル（A/D）変換器（示され
ていない）を含む。デジタル信号はそれがエンコードさ
れるデジタルボコーダに供給される。ボコーダ出力はエ
ラー訂正のためにフォワードエラー訂正エンコーディン
グ回路（示されていない）に供給される。このエンコー
ドされたデジタル音声信号はベースバンド回路50から送
信変調器52に出力される。
グ音声信号は入力としてベースバンド回路50に供給され
る。ベースバンド回路50は、アナログ信号をデジタル形
態に変換するアナログデジタル（A/D）変換器（示され
ていない）を含む。デジタル信号はそれがエンコードさ
れるデジタルボコーダに供給される。ボコーダ出力はエ
ラー訂正のためにフォワードエラー訂正エンコーディン
グ回路（示されていない）に供給される。このエンコー
ドされたデジタル音声信号はベースバンド回路50から送
信変調器52に出力される。
送信変調器52は、PNキャリア信号をエンコードされた
信号で変調し、このPNキャリア信号のPNシーケンスは通
話に割当てられたアドレス機能にしたがって選択され
る。PNシーケンスはセルサイトによって送信され、受信
機40および42によりデコードされた通話セットアップ情
報から制御プロセッサ46たによって決定され、またその
代りとして、制御プロセッサ46はセルサイトとの前取決
めによりPNシーケンスを決定してもよい。制御プロセッ
サ46は送信変調器52に、また通話デコーディングのため
にデータ受信機40および42にPNシーケンス情報を提供す
る。送信変調器52の出力は送信電力制御回路38に供給さ
れる。信号送信電力は、アナログ受信機34から供給され
たアナログ電力制御信号によって制御される。制御ビッ
トは電力調節命令の形態でセルサイトによって送信さ
れ、データ受信機40および42によって処理される。電力
調節命令は移動体ユニット送信において電力レベルを設
定する際に制御プロセッサ46によって使用される。この
命令に応答して、制御プロセッサ46は回路38に供給され
るデジタル電力制御信号を発生する。受信機40および4
2、制御プロセッサ46および送信電力制御回路38の相互
関係に関する別の情報はまたさらに上記米国特許出願第
07/433,031号の特許明細書において説明されている。
信号で変調し、このPNキャリア信号のPNシーケンスは通
話に割当てられたアドレス機能にしたがって選択され
る。PNシーケンスはセルサイトによって送信され、受信
機40および42によりデコードされた通話セットアップ情
報から制御プロセッサ46たによって決定され、またその
代りとして、制御プロセッサ46はセルサイトとの前取決
めによりPNシーケンスを決定してもよい。制御プロセッ
サ46は送信変調器52に、また通話デコーディングのため
にデータ受信機40および42にPNシーケンス情報を提供す
る。送信変調器52の出力は送信電力制御回路38に供給さ
れる。信号送信電力は、アナログ受信機34から供給され
たアナログ電力制御信号によって制御される。制御ビッ
トは電力調節命令の形態でセルサイトによって送信さ
れ、データ受信機40および42によって処理される。電力
調節命令は移動体ユニット送信において電力レベルを設
定する際に制御プロセッサ46によって使用される。この
命令に応答して、制御プロセッサ46は回路38に供給され
るデジタル電力制御信号を発生する。受信機40および4
2、制御プロセッサ46および送信電力制御回路38の相互
関係に関する別の情報はまたさらに上記米国特許出願第
07/433,031号の特許明細書において説明されている。
送信電力制御回路38は、送信電力増幅回路36に電力制
御変調信号を出力する。回路36はIF信号を増幅し、適切
な出力周波数に信号を同調させる周波数シンセサイザ出
力信号と混合することによってIF信号をRF周波数に変換
する。回路36は最終の出力レベルに電力を増幅する増幅
器を含む。意図された送信信号は回路36から送受切替器
32に出力される。送受切替器32はセルサイトに送信する
ためにアンテナ30に信号を結合する。
御変調信号を出力する。回路36はIF信号を増幅し、適切
な出力周波数に信号を同調させる周波数シンセサイザ出
力信号と混合することによってIF信号をRF周波数に変換
する。回路36は最終の出力レベルに電力を増幅する増幅
器を含む。意図された送信信号は回路36から送受切替器
32に出力される。送受切替器32はセルサイトに送信する
ためにアンテナ30に信号を結合する。
制御プロセッサ46はまたセルサイトダイバーシティモ
ード要求およびセルサイト通信終了命令のような制御メ
ッセージを発生することができる。これらの命令は送信
のために送信変換器52に与えられる。制御プロセッサ46
はハンドオフおよびダイバーシティ結合に関する決定を
行うためにデータ受信機40および42並びに探索受信機44
から受信されたデータに応答する。
ード要求およびセルサイト通信終了命令のような制御メ
ッセージを発生することができる。これらの命令は送信
のために送信変換器52に与えられる。制御プロセッサ46
はハンドオフおよびダイバーシティ結合に関する決定を
行うためにデータ受信機40および42並びに探索受信機44
から受信されたデータに応答する。
図３はセルサイト装置の１実施例をブロック図の形態
で示す。セルサイトにおいて、空間ダイバーシティ受信
のために、独立したアンテナおよびアナログ受信機をそ
れぞれ有する２つの受信システムが使用される。各受信
システムにおいて、信号は信号がダイバーシティ結合処
理を受けるまで同様に処理される。破線内の素子はセル
サイトと１つの移動体ユニットとの間の通信に対応する
素子に対応する。アナログ受信機の出力はまた別の移動
体ユニットとの通信に使用される別の素子に供給され
る。
で示す。セルサイトにおいて、空間ダイバーシティ受信
のために、独立したアンテナおよびアナログ受信機をそ
れぞれ有する２つの受信システムが使用される。各受信
システムにおいて、信号は信号がダイバーシティ結合処
理を受けるまで同様に処理される。破線内の素子はセル
サイトと１つの移動体ユニットとの間の通信に対応する
素子に対応する。アナログ受信機の出力はまた別の移動
体ユニットとの通信に使用される別の素子に供給され
る。
図３において、第１の受信システムはアンテナ60、ア
ナログ受信機62、探索受信機64およびデジタルデータ受
信機66から構成されている。この受信システムはまた任
意のテシタルデータ受信機68を含んでいてもよい。第２
の受信システムはアンテナ70、アナログ受信機72、探索
受信機74およびデジタルデータ受信機76を含む。またセ
ルサイト制御プロセッサ78はハンドオフおよびダイバー
シティのための信号処理および制御において使用され
る。両受信システムはダイバーシティ結合器およびデコ
ーダ回路80に結合される。デジタルリンク82は、制御プ
ロセッサ78の制御下において、セルサイト送信変調器84
および回路80とMTSO（図４）との間で信号を通信するた
めに使用される。
ナログ受信機62、探索受信機64およびデジタルデータ受
信機66から構成されている。この受信システムはまた任
意のテシタルデータ受信機68を含んでいてもよい。第２
の受信システムはアンテナ70、アナログ受信機72、探索
受信機74およびデジタルデータ受信機76を含む。またセ
ルサイト制御プロセッサ78はハンドオフおよびダイバー
シティのための信号処理および制御において使用され
る。両受信システムはダイバーシティ結合器およびデコ
ーダ回路80に結合される。デジタルリンク82は、制御プ
ロセッサ78の制御下において、セルサイト送信変調器84
および回路80とMTSO（図４）との間で信号を通信するた
めに使用される。
アンテナ60で受信された信号はアナログ受信機62に供
給される。受信機62中の増幅器によって増幅された受信
信号は、周波数シンセサイザ出力信号と混合することに
よってIF周波数に変換される。IF信号はバンドパスフィ
ルタで処理され、移動体ユニットアナログ受信機を参照
して説明したものと同じ処理でデジタル化される。デジ
タル化されたIF信号はデジタルデータ受信機66、任意の
データ受信機68および探索受信機64に供給され、図２に
おける移動体ユニットのデジタルデータ受信機および探
索受信機を参照して記載されたものと同様にしてそれぞ
れ処理される。しかしながら、移動体ユニットからセル
サイトへのリンクに対するデジタルデータ受信機および
探索受信機による処理は、いくつかの点でセルサイトか
ら移動体へのリンクにおいて使用されているものとは異
なっている。
給される。受信機62中の増幅器によって増幅された受信
信号は、周波数シンセサイザ出力信号と混合することに
よってIF周波数に変換される。IF信号はバンドパスフィ
ルタで処理され、移動体ユニットアナログ受信機を参照
して説明したものと同じ処理でデジタル化される。デジ
タル化されたIF信号はデジタルデータ受信機66、任意の
データ受信機68および探索受信機64に供給され、図２に
おける移動体ユニットのデジタルデータ受信機および探
索受信機を参照して記載されたものと同様にしてそれぞ
れ処理される。しかしながら、移動体ユニットからセル
サイトへのリンクに対するデジタルデータ受信機および
探索受信機による処理は、いくつかの点でセルサイトか
ら移動体へのリンクにおいて使用されているものとは異
なっている。
インバウンドすなわち移動体からセルサイトへのリン
クでは、移動体ユニットは、セルサイトにおける信号処
理の際にコヒーレントな基準のために使用することがで
きるパイロット信号を送信しない。したがって、移動体
ユニットからセルサイトへのリンクは64個の直交信号を
使用するコヒーレントでない変調および復調スキムを使
用する。
クでは、移動体ユニットは、セルサイトにおける信号処
理の際にコヒーレントな基準のために使用することがで
きるパイロット信号を送信しない。したがって、移動体
ユニットからセルサイトへのリンクは64個の直交信号を
使用するコヒーレントでない変調および復調スキムを使
用する。
受信信号に関して時間ドメインを走査するために探索
受信機64を再び使用して、関連したデジタルデータ受信
機66、およびもし使用されるならばデータ受信機68が最
も強い利用可能な時間ドメイン信号を確実に追跡して処
理することを保証する。この追跡処理は移動体ユニット
を参照して示したものと同一である。探索受信機64はセ
ルサイト制御プロセッサ78に信号を供給し、セルサイト
制御プロセッサ78は処理のために適切な受信信号を選択
するためにデジタルデータ受信機66および68に制御信号
を供給する。
受信機64を再び使用して、関連したデジタルデータ受信
機66、およびもし使用されるならばデータ受信機68が最
も強い利用可能な時間ドメイン信号を確実に追跡して処
理することを保証する。この追跡処理は移動体ユニット
を参照して示したものと同一である。探索受信機64はセ
ルサイト制御プロセッサ78に信号を供給し、セルサイト
制御プロセッサ78は処理のために適切な受信信号を選択
するためにデジタルデータ受信機66および68に制御信号
を供給する。
64個の直交信号処理において、移動体ユニットから送
信されたシンボルは64の異なる可能性の１つを有する。
６ビットシンボルは26すなわち64の異なる２進シーケン
スの１つにエンコードされる。選択されたシーケンスの
セットは、ウォルシュ関数として知られている。ウォル
シュ関数として最適な受信関数は高速アダマール変換
（FHT）である。探索受信機64およびデジタルデータ受
信機66および68において、入力信号は移動体ユニット受
信機を参照して論じられたように相関され、相関出力は
FHTプロセッサに供給される。FHTプロセッサは６シンボ
ル毎に対して１組の64係数を生成する。64個のシンボル
は受信機において発生された荷重関数によって乗算され
る。荷重関数は測定された信号強度にリンクされてい
る。荷重されたデータは、ダイバーシティ結合器および
デコーダ回路80への出力として供給される。
信されたシンボルは64の異なる可能性の１つを有する。
６ビットシンボルは26すなわち64の異なる２進シーケン
スの１つにエンコードされる。選択されたシーケンスの
セットは、ウォルシュ関数として知られている。ウォル
シュ関数として最適な受信関数は高速アダマール変換
（FHT）である。探索受信機64およびデジタルデータ受
信機66および68において、入力信号は移動体ユニット受
信機を参照して論じられたように相関され、相関出力は
FHTプロセッサに供給される。FHTプロセッサは６シンボ
ル毎に対して１組の64係数を生成する。64個のシンボル
は受信機において発生された荷重関数によって乗算され
る。荷重関数は測定された信号強度にリンクされてい
る。荷重されたデータは、ダイバーシティ結合器および
デコーダ回路80への出力として供給される。
第２の受信システムは、図３における第１の受信シス
テムに関して論じられたのと同じ方法で受信信号を処理
する。データ受信機66および76から出力された荷重され
た64個のシンボルはダイバーシティ結合器およびデコー
ダ回路80に供給される。回路80はデータ受信機76からの
荷重された64個のシンボルにデータ受信機66からの荷重
された64個のシンボルを加算する加算器を含む。結果的
な64の係数は最大係数を決定するために互いに比較され
る。同一性または64の係数の最大のものの識別子ととも
に比較結果の大きさは、回路80中に構成されたビタビア
ルゴリズムデコーダ内において使用するための１組のデ
コーダ荷重およびシンボルを決定するために使用され
る。
テムに関して論じられたのと同じ方法で受信信号を処理
する。データ受信機66および76から出力された荷重され
た64個のシンボルはダイバーシティ結合器およびデコー
ダ回路80に供給される。回路80はデータ受信機76からの
荷重された64個のシンボルにデータ受信機66からの荷重
された64個のシンボルを加算する加算器を含む。結果的
な64の係数は最大係数を決定するために互いに比較され
る。同一性または64の係数の最大のものの識別子ととも
に比較結果の大きさは、回路80中に構成されたビタビア
ルゴリズムデコーダ内において使用するための１組のデ
コーダ荷重およびシンボルを決定するために使用され
る。
ビタビデコーダは束縛長９であり、コードレート1/2
であることが好ましい。ビタビデコーダは最も類似した
情報ビットシーケンスを決定するために使用される。各
ボコーダデータブロックに対して、すなわち公称15ミリ
秒のデータに対して信号品質評価が得られ、移動体ユニ
ット電力調節命令としてデータと共に移動体ユニットに
送信される。この品質評価の発生に関する別の情報は、
上記の米国特許出願第07/433,031号の特許明細書におい
てさらに詳細に論じられている。この品質評価は15ミリ
秒間隔に対する平均信号対雑音比である。
であることが好ましい。ビタビデコーダは最も類似した
情報ビットシーケンスを決定するために使用される。各
ボコーダデータブロックに対して、すなわち公称15ミリ
秒のデータに対して信号品質評価が得られ、移動体ユニ
ット電力調節命令としてデータと共に移動体ユニットに
送信される。この品質評価の発生に関する別の情報は、
上記の米国特許出願第07/433,031号の特許明細書におい
てさらに詳細に論じられている。この品質評価は15ミリ
秒間隔に対する平均信号対雑音比である。
図３において、システムの特性を改良するために任意
のデジタルデータ受信機68が含まれていてもよい。単独
または付加的な受信機と組合わせられたこの付加的なデ
ータ受信機は移動体ユニット送信信号の他の可能性ある
遅延パスを追跡して受信することができる。この受信機
における構造および動作はデジタルデータ受信機66およ
び76を参照して記載されたものと類似している。受信機
68は付加的なダイバーシティモードを得るために使用さ
れる。付加的なダイバーシティモードを与える任意の付
加的なデジタルデータ受信機は、マルチパス信号の多数
の可能性が発生する密集した都市領域に配置されたこれ
らのセルサイトにおいてかなり有効である。
のデジタルデータ受信機68が含まれていてもよい。単独
または付加的な受信機と組合わせられたこの付加的なデ
ータ受信機は移動体ユニット送信信号の他の可能性ある
遅延パスを追跡して受信することができる。この受信機
における構造および動作はデジタルデータ受信機66およ
び76を参照して記載されたものと類似している。受信機
68は付加的なダイバーシティモードを得るために使用さ
れる。付加的なダイバーシティモードを与える任意の付
加的なデジタルデータ受信機は、マルチパス信号の多数
の可能性が発生する密集した都市領域に配置されたこれ
らのセルサイトにおいてかなり有効である。
MTSOからの信号は、制御プロセッサ78の制御の下にデ
ジタルリンク82を介して適切な送信変調器に結合され
る。送信変調器84は、制御プロセッサ78によって割当て
られるような予め定められた拡散関数にしたがって、意
図された受信移動体ユニットへ送信するためのデータを
スペクトル拡散変調する。送信変調器84の出力は、制御
プロセッサ78の制御の下に送信電力が制御される送信電
力制御回路86に供給される。回路86の出力は送信電力増
幅回路88に供給される。
ジタルリンク82を介して適切な送信変調器に結合され
る。送信変調器84は、制御プロセッサ78によって割当て
られるような予め定められた拡散関数にしたがって、意
図された受信移動体ユニットへ送信するためのデータを
スペクトル拡散変調する。送信変調器84の出力は、制御
プロセッサ78の制御の下に送信電力が制御される送信電
力制御回路86に供給される。回路86の出力は送信電力増
幅回路88に供給される。
回路88は、セルサイトにおける別の送信変調器の出力
と送信変調器84の出力を合計する合計装置を含む。回路
88はさらに合計された送信変調器出力信号とパイロット
信号発生器90からのパイロット信号出力を合計する合計
装置を含む。回路88はまたデジタル信号をアナログ信号
に変換するデジタルアナログ変換器、送信変調器からの
出力のIF周波数信号をRF周波数に変換する周波数アップ
コンバート回路およびRF信号を増幅する増幅器を含む。
回路88からの出力はアンテナ92に供給され、ここからセ
ルサイトサービス領域内の移動体ユニットに放射され
る。
と送信変調器84の出力を合計する合計装置を含む。回路
88はさらに合計された送信変調器出力信号とパイロット
信号発生器90からのパイロット信号出力を合計する合計
装置を含む。回路88はまたデジタル信号をアナログ信号
に変換するデジタルアナログ変換器、送信変調器からの
出力のIF周波数信号をRF周波数に変換する周波数アップ
コンバート回路およびRF信号を増幅する増幅器を含む。
回路88からの出力はアンテナ92に供給され、ここからセ
ルサイトサービス領域内の移動体ユニットに放射され
る。
セルサイト制御プロセッサ78は、デジタルデータ受信
機および変調器の特定の通話に対する割当てを行う。制
御プロセッサ78はまた通話の進行、信号の品質を監視
し、信号の損失時の停止を開始する。セルサイトはそれ
が標準的な電話線、光ファイバまたはマイクロ波リンク
によって結合されたリンク82を介してMTSOと通信する。
機および変調器の特定の通話に対する割当てを行う。制
御プロセッサ78はまた通話の進行、信号の品質を監視
し、信号の損失時の停止を開始する。セルサイトはそれ
が標準的な電話線、光ファイバまたはマイクロ波リンク
によって結合されたリンク82を介してMTSOと通信する。
図４は、MTSOにおいて使用される装置をブロック図の
形態で示す。MTSOは典型的にシステム制御装置または制
御プロセッサ100、デジタルスイッチ102、ダイバーシテ
ィ結合器104、デジタルボコーダ106およびデジタルスイ
ッチ108を具備する。示されてはいないが、付加的なダ
イバーシティ結合器およびデジタルボコーダがデジタル
スイッチ102と108との間に結合されてもよい。
形態で示す。MTSOは典型的にシステム制御装置または制
御プロセッサ100、デジタルスイッチ102、ダイバーシテ
ィ結合器104、デジタルボコーダ106およびデジタルスイ
ッチ108を具備する。示されてはいないが、付加的なダ
イバーシティ結合器およびデジタルボコーダがデジタル
スイッチ102と108との間に結合されてもよい。
セルサイトダイバーシティモードがアクティブである
場合、通話は２つのセルサイトによって処理されるの
で、実質的に同じ情報を持つ信号が１より多いセルサイ
トからMTSOに到達する。しかしながら、移動体ユニット
からセルサイトへのインバウンドリンク上のフェージン
グおよび干渉のために、１つのセルサイトにおける信号
は他のセルサイトの信号よりも良い品質であるかもしれ
ない。
場合、通話は２つのセルサイトによって処理されるの
で、実質的に同じ情報を持つ信号が１より多いセルサイ
トからMTSOに到達する。しかしながら、移動体ユニット
からセルサイトへのインバウンドリンク上のフェージン
グおよび干渉のために、１つのセルサイトにおける信号
は他のセルサイトの信号よりも良い品質であるかもしれ
ない。
デジタルスイッチ102は、１つ以上のセルサイトから
の所定の移動体ユニットに対応した情報ストリームを、
ダイバーシティ結合器104またはシステム制御プロセッ
サ100からの信号によって決定されるような対応したダ
イバーシティ結合器にルーティングする際に使用され
る。システムがセルサイトダイバーシティモードにない
ときに、ダイバーシティ結合器104はバイパスされるか
或は同じ情報を各入力ポート上に供給される。
の所定の移動体ユニットに対応した情報ストリームを、
ダイバーシティ結合器104またはシステム制御プロセッ
サ100からの信号によって決定されるような対応したダ
イバーシティ結合器にルーティングする際に使用され
る。システムがセルサイトダイバーシティモードにない
ときに、ダイバーシティ結合器104はバイパスされるか
或は同じ情報を各入力ポート上に供給される。
多数の直列結合ダイバーシティ結合器およびボコーダ
は、処理される各通話に対してそれぞれ１つづつ並列に
公称的に設けられる。ダイバーシティ結合器104は２つ
以上のセルサイト信号からの情報ビットを伴う信号品質
インジケータを比較する。ダイバーシティ結合器104
は、ボコーダ106への出力に対する情報のフレームごと
のベースで、最高品質のセルサイト信号に対応したビッ
トを選択する。
は、処理される各通話に対してそれぞれ１つづつ並列に
公称的に設けられる。ダイバーシティ結合器104は２つ
以上のセルサイト信号からの情報ビットを伴う信号品質
インジケータを比較する。ダイバーシティ結合器104
は、ボコーダ106への出力に対する情報のフレームごと
のベースで、最高品質のセルサイト信号に対応したビッ
トを選択する。
ボコーダ106は標準的な64Kbps PCN電話フォーマッ
ト、アナログまたはその他の標準フォーマットへデジタ
ル化された音声信号のフォーマットを変換する。結果的
な信号はボコーダ106からデジタルスイッチ108に送信さ
れる。システム制御プロセッサ100の制御の下に、通話
はPSTNに送られる。
ト、アナログまたはその他の標準フォーマットへデジタ
ル化された音声信号のフォーマットを変換する。結果的
な信号はボコーダ106からデジタルスイッチ108に送信さ
れる。システム制御プロセッサ100の制御の下に、通話
はPSTNに送られる。
移動体ユニットに対して意図されたPSTNから入来した
音声信号は、システム制御プロセッサ100の制御下にお
いて、デジタルスイッチ108にそしてボコーダ106のよう
な適切なデジタルボコーダに供給される。ボコーダ106
は入力デジタル音声信号をエンコードし、得られた情報
ビットストリームをデジタルスイッチ102に直接供給す
る。デジタルスイッチ102はシステム制御プロセッサ100
の制御下において移動体ユニットが通信しているセルサ
イトにエンコードされたデータを導く。移動体ユニット
が複数のセルサイトと通信しているハンドオフモードま
たはセルサイトダイバーシティモードであるならば、デ
ジタルスイッチ102は、適切なセルサイト送信機による
意図された受信移動体ユニットへの送信のために、適切
なセルサイトに通話をルーティングする。しかしなが
ら、移動体ユニットがただ１つのセルサイトだけと通信
しているか、または通話ダイバーシティモードでない場
合、信号は単一のセルサイトだけに導かれる。
音声信号は、システム制御プロセッサ100の制御下にお
いて、デジタルスイッチ108にそしてボコーダ106のよう
な適切なデジタルボコーダに供給される。ボコーダ106
は入力デジタル音声信号をエンコードし、得られた情報
ビットストリームをデジタルスイッチ102に直接供給す
る。デジタルスイッチ102はシステム制御プロセッサ100
の制御下において移動体ユニットが通信しているセルサ
イトにエンコードされたデータを導く。移動体ユニット
が複数のセルサイトと通信しているハンドオフモードま
たはセルサイトダイバーシティモードであるならば、デ
ジタルスイッチ102は、適切なセルサイト送信機による
意図された受信移動体ユニットへの送信のために、適切
なセルサイトに通話をルーティングする。しかしなが
ら、移動体ユニットがただ１つのセルサイトだけと通信
しているか、または通話ダイバーシティモードでない場
合、信号は単一のセルサイトだけに導かれる。
システム制御プロセッサ100はMTSOとの間でデータを
ルーティングするためにデジタルスイッチ102および106
に対する制御を行う。システム制御プロセッサ100はま
たセルサイトおよびMTSOにおけるボコーダに対する通話
の割当てを決定する。さらに、システム制御プロセッサ
100は、MTSOとセルサイトとの間における特定の通話の
割当ておよび通話に対するPNコードの割当てに関して各
セルサイト制御プロセッサと通信する。さらに、図４に
示されたように、デジタルスイッチ102および106は２つ
の分離したスイッチとして示されているが、この機能は
単一の物理的なスイッチングユニットによって行われて
もよいことが理解されなければならない。
ルーティングするためにデジタルスイッチ102および106
に対する制御を行う。システム制御プロセッサ100はま
たセルサイトおよびMTSOにおけるボコーダに対する通話
の割当てを決定する。さらに、システム制御プロセッサ
100は、MTSOとセルサイトとの間における特定の通話の
割当ておよび通話に対するPNコードの割当てに関して各
セルサイト制御プロセッサと通信する。さらに、図４に
示されたように、デジタルスイッチ102および106は２つ
の分離したスイッチとして示されているが、この機能は
単一の物理的なスイッチングユニットによって行われて
もよいことが理解されなければならない。
セルサイトダイバーシティモードが使用されている場
合、移動体ユニットは２つの各セルサイトからの最も強
いマルチパス信号を発見し、トラップするために探索受
信機を使用する。デジタルデータ受信機は複数の最も強
い信号を復調するように探索受信機および制御プロセッ
サによって制御される。受信機の数が情報を並列に送信
しているセルサイトの数より少ない場合、スイッチング
ダイバーシティ能力が可能である。例えば、単一のデー
タ受信機および２つのセルサイト送信の場合より、探索
機は両セルサイトからのパイロットを監視し、受信機が
復調するための最も強い信号を選択する。この実施例に
おいて、選択はボコーダフレーム毎に、すなわち約15m
秒ごとに頻繁に行われることができる。
合、移動体ユニットは２つの各セルサイトからの最も強
いマルチパス信号を発見し、トラップするために探索受
信機を使用する。デジタルデータ受信機は複数の最も強
い信号を復調するように探索受信機および制御プロセッ
サによって制御される。受信機の数が情報を並列に送信
しているセルサイトの数より少ない場合、スイッチング
ダイバーシティ能力が可能である。例えば、単一のデー
タ受信機および２つのセルサイト送信の場合より、探索
機は両セルサイトからのパイロットを監視し、受信機が
復調するための最も強い信号を選択する。この実施例に
おいて、選択はボコーダフレーム毎に、すなわち約15m
秒ごとに頻繁に行われることができる。
好ましい実施例の前述の説明は当業者の全てが本発明
を形成し、或は使用することを可能にするように行われ
ている。これらの実施例に対する種々の修正は容易に理
解され、ここに限定された一般的な原理は発明能力を使
用せずに他の実施例に適用されるであろう。したがっ
て、本発明はここに記載された実施例に限定されるもの
ではなく、ここに開示された新しい特徴の原理により構
成された広範囲の技術的範囲を含むものである。
を形成し、或は使用することを可能にするように行われ
ている。これらの実施例に対する種々の修正は容易に理
解され、ここに限定された一般的な原理は発明能力を使
用せずに他の実施例に適用されるであろう。したがっ
て、本発明はここに記載された実施例に限定されるもの
ではなく、ここに開示された新しい特徴の原理により構
成された広範囲の技術的範囲を含むものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウィートレイ、チャールス・イー・ザ・ サード アメリカ合衆国、カリフォルニア州 92014、デル・マー、カミニトー・デ ル・バルコ 2208 (56)参考文献 特開 昭63−108827（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−226735（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−186857（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04B 7/00 H04B 7/02 - 7/12 H04B 7/24 - 7/26 113 H04J 1/00 - 1/20 H04J 4/00 - 15/00 H04L 1/02 - 1/06 H04L 5/00 - 5/12 H04Q 7/00 - 7/04
Claims (18)
- 【請求項１】実質的に連続的に走査して、互いに関して
結果的な時間差をそれぞれ有しスペクトル拡散情報信号
のマルチパス伝播成分に対応する複数のマルチパス信号
を受信し、前記複数の受信マルチパス信号の信号強度を
復調し決定する探索手段と、 情報信号を供給するために、最大の信号強度を有する前
記複数のマルチパス信号をそれぞれ受信し復調する受信
手段とを具備するスペクトル拡散受信機サブシステム。 - 【請求項２】前記探索手段は、前記受信手段に結合さ
れ、前記複数のマルチパス信号をそれぞれ復調するため
に前記受信手段を割当てる制御手段を備える請求項１記
載のサブシステム。 - 【請求項３】各マルチパス伝播成分はパイロット信号も
含み、前記探索手段は各受信マルチパス信号において、
各パイロット信号の信号強度と前記受信マルチパス信号
のパイロット信号間での時間関係とを決定し、かつ最大
信号強度の複数のパイロット信号と時間関係とを示す探
索制御信号を供給し、前記受信手段は前記探索制御信号
に応答し、最大信号強度の前記複数のパイロット信号に
それぞれ対応する前記複数のマルチパス信号をそれぞれ
復調して前記情報信号を供給する請求項１または２記載
のサブシステム。 - 【請求項４】前記受信手段は、前記複数のマルチパス信
号のそれぞれ復調されたものをコヒーレントに結合して
前記スペクトル拡散情報信号を供給する結合手段を備え
る請求項１ないし３のいずれか１項記載のサブシステ
ム。 - 【請求項５】前記情報信号はエラー訂正コードフォーマ
ットであり、前記受信手段は前記スペクトル拡散情報信
号をエラー訂正デコードするデコーダ手段をさらに備え
る請求項４記載のサブシステム。 - 【請求項６】前記パイロット信号は、前記スペクトル拡
散情報信号とともに単一セルサイトから送信されるとき
に予め定められた拡散コードおよび予め定められたコー
ド位相のスペクトル拡散信号であり、前記スペクトル拡
散情報信号および前記パイロット信号は前記複数のマル
チパス信号として異なる伝播パスを共に進行し、前記マ
ルチパス信号のそれぞれに含まれる前記パイロット信号
は、受信されるときに同じ拡散コードであるがその伝播
パスに対応して時間的にオフセットされている請求項３
記載のサブシステム。 - 【請求項７】前記パイロット信号はスペクトル拡散信号
であり、前記スペクトル拡散情報信号とともに各セルサ
イトから送信されるときの各パイロット信号は、同じ予
め定められた拡散コードであるが異なる予め定められた
コード位相のものであり、各セルサイトから送信される
前記スペクトル拡散情報信号および前記パイロット信号
は前記複数のマルチパス信号として異なる伝播パスを共
に進行し、各セルサイトから送信されるときに前記複数
のマルチパス信号のそれぞれに含まれる前記パイロット
信号は、受信されるときに同じ拡散コードであるがその
伝播パスに対応して時間的にオフセットされている請求
項３記載のサブシステム。 - 【請求項８】ユーザ情報信号がスペクトル拡散通信信号
を使用してセルサイトにより意図された受信ユーザに通
信され、前記セルサイトは予め定められたコード位相の
スペクトル拡散パイロット信号を送信し、前記セルサイ
トから送信されるスペクトル拡散通信信号およびパイロ
ット信号はマルチパス伝播の影響を受けやすい、セルラ
通信システムにおいて使用するためのスペクトル拡散受
信機おいて、 実質的に連続的に走査して、セルサイトにより送信され
たパイロット信号のマルチパス伝播成分を含む入力信号
を受信し、各マルチパス伝播パイロット信号は異なる伝
播パスを進行して、コード位相において対応するパス依
存オフセットを有し、前記マルチパス伝播パイロット信
号の少なくとも１つの存在を検出するように異なるコー
ド位相で走査し、それぞれ検出されたマルチパス伝播パ
イロット信号の信号強度を測定し、それぞれ検出された
マルチパス伝播パイロット信号のコード位相を決定し、
最大の信号強度および対応したコード位相の複数のマル
チパス伝播パイロット信号を示す複数の探索制御信号を
供給する探索手段と、 前記複数の探索制御信号を受信し、それぞれ各マルチパ
ス伝播パイロット信号に対応している、前記セルサイト
から送信されたスペクトル拡散通信信号のマルチパス伝
播成分をさらに含む前記入力信号を受信し、前記複数の
探索制御信号に応答して、複数の対応する意図された受
信ユーザ情報信号を抽出するように、最高の信号強度の
前記マルチパス伝播パイロット信号に対応する前記スペ
クトル拡散通信信号の前記マルチパス伝播成分のあるも
のをスペクトル拡散処理し、前記抽出された意図された
受信ユーザ情報信号を示す複数の対応した出力信号を供
給する受信手段とを具備するスペクトル拡散受信機。 - 【請求項９】前記受信手段は複数のデータ受信手段を備
え、各データ受信手段は、前記探索制御信号の異なるも
のを受信し、前記入力信号において、マルチパススペク
トル拡散通信信号の前記マルチパス伝播成分を受信し、
対応するマルチパス伝播パイロット信号により提供され
る同期で前記探索制御信号に応答して、前記スペクトル
拡散通信信号の前記マルチパス伝播成分の選択された異
なるものをスペクトル拡散処理し、前記出力信号の対応
するものを供給する請求項８記載のスペクトル拡散受信
機。 - 【請求項１０】前記複数の出力信号を受信し、前記複数
の受信された出力信号をコヒーレントに結合し、対応し
た結合された出力信号を供給する結合手段をさらに具備
する請求項８記載のスペクトル拡散受信機。 - 【請求項１１】予め定められた周波数帯域でRF信号を受
信し、前記RF信号を増幅し、対応したIF信号を生成する
ように中間周波数範囲に前記増幅されたRF信号を周波数
ダウンコンバートし、前記IF信号をフィルタしてデジタ
ル化し、前記探索手段および前記受信手段に前記入力信
号として前記IF信号を供給する入力受信手段をさらに具
備し、前記デジタル化されたIF信号は前記パイロット信
号のマルチパス伝播成分および前記スペクトル拡散通信
信号の対応したマルチパス伝播成分に対応する請求項８
記載のスペクトル拡散受信機。 - 【請求項１２】ユーザ情報信号がスペクトル拡散通信信
号を使用して少なくとも１つのセルサイトにより意図さ
れた受信ユーザに通信され、各セルサイトは同じ拡散コ
ードおよび予め定められた異なるコード位相のスペクト
ル拡散パイロット信号を送信し、各セルサイトから送信
されるスペクトル拡散通信信号およびパイロット信号が
マルチパス伝播の影響を受けやすいセルラ通信システム
において使用するためのスペクトル拡散受信機おいて、 実質的に連続的に走査して、少なくとも１つのパイロッ
ト信号のマルチパス伝播成分を含む入力信号を受信し、
各パイロット信号が複数のセルサイトのそれぞれ１つに
よって送信され、各マルチパス伝播パイロット信号が異
なる伝播パスを進行して、コード位相において対応した
パス依存オフセットを有し、前記マルチパス伝播パイロ
ット信号の少なくとも１つの存在を検出するように異な
るコード位相で走査し、それぞれ検出されたマルチパス
伝播パイロット信号の信号強度を測定し、それぞれ検出
されたマルチパス伝播パイロット信号のコード位相を決
定し、最大の信号強度および対応したコード位相の複数
のマルチパス伝播パイロット信号を示す複数の探索制御
信号を供給する探索手段と、 前記複数の探索制御信号を受信し、前記複数のセルサイ
トの少なくとも１つによって送信されたスペクトル拡散
通信信号のマルチパス伝播成分をさらに含む前記入力信
号を受信し、前記スペクトル拡散通信信号の各マルチパ
ス伝播成分が各マルチパス伝播パイロット信号に対応
し、前記複数の探索制御信号に応答して、複数の対応す
る意図された受信ユーザ情報信号を抽出するように、最
高の信号強度の前記マルチパス伝播パイロット信号に対
応する前記スペクトル拡散通信信号の前記マルチパス伝
播成分のあるものをスペクトル拡散処理し、前記抽出さ
れた意図された受信ユーザ情報信号を示す複数の対応し
た出力信号を供給する受信手段とを具備するスペクトル
拡散受信機。 - 【請求項１３】前記受信手段は複数のデータ受信手段を
備え、各データ受信手段は、前記探索制御信号の異なる
ものを受信し、前記入力信号において、マルチパススペ
クトル拡散通信信号の前記マルチパス伝播成分を受信
し、対応するマルチパス伝播パイロット信号により提供
される同期で前記探索制御信号に応答して、前記スペク
トル拡散通信信号の前記マルチパス伝播成分の選択され
た異なるものをスペクトル拡散処理し、前記出力信号の
対応するものを供給する請求項12記載のスペクトル拡散
受信機。 - 【請求項１４】前記複数の出力信号を受信し、前記複数
の受信された出力信号をコヒーレントに結合し、対応し
た結合された出力信号を供給する結合手段をさらに具備
する請求項12記載のスペクトル拡散受信機。 - 【請求項１５】予め定められた周波数帯域でRF信号を受
信し、前記RF信号を増幅し、対応したIF信号を生成する
ように中間周波数範囲に前記増幅されたRF信号を周波数
ダウンコンバートし、前記IF信号をフィルタしてデジタ
ル化し、前記探索手段および前記受信手段に前記入力信
号として前記IF信号を供給する入力受信手段をさらに具
備し、前記デジタル化されたIF信号は前記パイロット信
号のマルチパス伝播成分および前記スペクトル拡散通信
信号の対応したマルチパス伝播成分に対応するする請求
項12記載のスペクトル拡散受信機。 - 【請求項１６】ユーザ情報信号がスペクトル拡散通信信
号が使用して少なくとも１つのセルサイトにより意図さ
れた受信ユーザに通信され、各セルサイトは同じ拡散コ
ードおよび予め定められた異なるコード位相のスペクト
ル拡散パイロット信号を送信し、各セルサイトから送信
されるスペクトル拡散通信信号およびパイロット信号が
マルチパス伝播の影響を受けやすい、セルラ通信システ
ムにおいて使用のためのスペクトル拡散通信信号を獲得
して処理する方法において、 （ａ）少なくとも１つのパイロット信号のマルチパス伝
播成分と（ｂ）複数のセルサイトの少なくとも１つによ
り送信されるスペクトル拡散通信信号のマルチパス伝播
成分とを含む入力信号を受信し、各パイロット信号は複
数のセルサイトそれぞれ１つにより送信され、各マルチ
マルチパス伝播パイロット信号は異なる伝播パスを進行
して、コード位相において対応するパス依存オフセット
を有し、前記スペクトル拡散通信信号の各マルチパス伝
播成分は各マルチパス伝播パイロット信号に対応し、 前記マルチパス伝播パイロット信号の少なくとも１つの
存在を検出するように異なるコード位相で前記入力信号
を走査し、 それぞれ検出されたマルチパス伝播パイロット信号の信
号強度を測定し、 それぞれ検出されたマルチパス伝播パイロット信号のコ
ード位相を決定し、 最大の信号強度および対応したコード位相のマルチパス
伝播パイロット信号を示す探索信号を供給し、 前記探索信号に応答して、対応する意図された受信ユー
ザ情報信号を抽出するように、最大の信号強度の前記マ
ルチパス伝播パイロット信号に対応した前記スペクトル
拡散通信信号の前記マルチパス伝播成分のものをスペク
トル拡散処理し、 前記抽出された意図された受信ユーザ情報信号を示す対
応した出力信号を供給するステップを含む方法。 - 【請求項１７】前記出力信号を結合し、 対応した結合された出力信号を供給するステップをさら
に含む請求項16記載の方法。 - 【請求項１８】予め定められた周波数帯域でRF信号を受
信し、 前記RF信号を増幅し、 対応したIF信号を生成するように中間周波数範囲に前記
増幅されたRF信号を周波数ダウンコンバートし、 前記IF信号をフィルタし、 前記IF信号をデジタル化し、 前記探索手段および前記受信手段に前記IF信号を前記入
力信号として供給するステップをさらに含む請求項16記
載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US432,552 | 1989-11-07 | ||
| US07/432,552 US5109390A (en) | 1989-11-07 | 1989-11-07 | Diversity receiver in a cdma cellular telephone system |
| PCT/US1990/006417 WO1991007036A1 (en) | 1989-11-07 | 1990-11-05 | Diversity receiver in a cdma cellular telephone system |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04502844A JPH04502844A (ja) | 1992-05-21 |
| JP3073767B2 true JP3073767B2 (ja) | 2000-08-07 |
Family
ID=23716632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03500495A Expired - Lifetime JP3073767B2 (ja) | 1989-11-07 | 1990-11-05 | Ｃｄｍａセルラ電話システムにおけるダイバーシティ受信機 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5109390A (ja) |
| EP (1) | EP0500761B2 (ja) |
| JP (1) | JP3073767B2 (ja) |
| KR (1) | KR100218177B1 (ja) |
| CN (1) | CN1036429C (ja) |
| AT (1) | ATE163244T1 (ja) |
| AU (1) | AU649987B2 (ja) |
| BR (1) | BR9007827A (ja) |
| CA (1) | CA2072876C (ja) |
| DE (1) | DE69032044T3 (ja) |
| DK (1) | DK0500761T4 (ja) |
| ES (1) | ES2113353T5 (ja) |
| FI (1) | FI108973B (ja) |
| GR (1) | GR3026464T3 (ja) |
| IL (1) | IL96220A (ja) |
| MX (1) | MX173030B (ja) |
| MY (1) | MY104809A (ja) |
| NO (1) | NO304207B1 (ja) |
| SG (1) | SG52745A1 (ja) |
| WO (1) | WO1991007036A1 (ja) |
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